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西安交大科研人员在柔性无机薄膜电容器储能特性研究方面取得新进展

2019年01月02日 17:08  点击:[ ]

伴随着电子器件的高集成化和柔性化的快速发展,各种电子产品迎来了新的挑战和机遇。作为传统电子器件之一的介电电容器因为具有超快放电速度可以广泛应用到脉冲功率设备和电力调节设备中。与传统的将电容器分布于电路表面相比较,将介电薄膜电容器制备于柔性基板上,不仅可以实现柔性化,还可以节省空间,减少电磁干扰以拓宽其应用频率。

近日,西安交通大学贾春林科学家工作室通过利用脉冲激光沉积和磁控溅射的薄膜生长技术,在柔性氟晶云母基片上成功制备出大面积的外延全无机柔性无铅BaZr0.35Ti0.65O3薄膜电容器。实验结果表明:柔性BaZr0.35Ti0.65O3薄膜存在双轴应变和面内多畴结构,可以有效改善电容器的储能特性。室温下,该电容器与其它介电储能薄膜体系相比,拥有超高的储能密度和放电功率。同时,该柔性电容器即便弯曲半径为4mm状态下,以及在进行了10000次机械弯曲后,其储能参数均没有明显变化。更重要的是,在-100℃到200℃范围内,该柔性薄膜电容器仍然保持着稳定的介电和储能特性,可以广泛应用到各种极端环境下的电子电路中。该项研究对于未来柔性电路和电子器件中介电电容器的选材,以及器件的设计和制备,具有参考和指导意义。

上述研究成果以“Flexible lead-free oxide film capacitors with ultrahigh energy storage performances in extremely wide operating temperature”为题发表在国际知名期刊Nano Energy (IF:13.12)上。西安交大微电子学院博士生梁仲帅为第一作者,刘明副教授和马春蕊副教授为共同通讯作者。参与该工作的还有贾春林工作室的路璐高级工程师和贾春林教授,前沿学院的娄晓杰教授和西安电子科技大学的陆小力教授。西安交大是该论文的第一作者和通讯作者单位。

该研究得到国家自然科学基金重大项目和青年项目、国家“973”项目、博士后基金以及中央高校基本科研业务费等的支持。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.12.056

刘明副教授主页:http://gr.xjtu.edu.cn/web/m.liu

文字: 贾春林科学家工作室
编辑: 程洪莉

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