中國(guó)粉體網(wǎng)訊 薄膜介電電容器作為一種介電存儲(chǔ)器件，被廣泛應(yīng)用于各種電能存儲(chǔ)設(shè)備中。然而，這些薄膜電容器相對(duì)較低的工作溫度，限制了它們?cè)诟鞣N極端環(huán)境下的應(yīng)用。此外現(xiàn)有的薄膜介電電容器，由于其在高溫下較低的能量存儲(chǔ)密度，大大增加了能量裝置的尺寸和成本。因此，探索和開(kāi)發(fā)具有高能量密度和效率及優(yōu)異熱穩(wěn)定性的寬溫介電電容器具有極大的科學(xué)意義與應(yīng)用價(jià)值。
近日，西安交通大學(xué)賈春林科學(xué)家工作室通過(guò)性能調(diào)制與結(jié)構(gòu)工程，設(shè)計(jì)出一種具有高能量存儲(chǔ)密度的三明治結(jié)構(gòu)寬溫介電薄膜電容器。通過(guò)調(diào)控中間層厚度，使各層之間的電勢(shì)差盡可能地小，提高了三明治結(jié)構(gòu)薄膜電容器的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，其室溫能量存儲(chǔ)密度高達(dá)~ 130.1 J/cm3，且充放電效率高達(dá)73.8%。同時(shí)，在-100oC到200oC溫度范圍內(nèi)，表現(xiàn)出優(yōu)異的寬溫儲(chǔ)能行為。該項(xiàng)研究結(jié)果表明三明治結(jié)構(gòu)介電儲(chǔ)能薄膜電容器在電能存儲(chǔ)方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
上述研究成果以《通過(guò)鐵電三明治結(jié)構(gòu)工程實(shí)現(xiàn)超寬溫度高能量存儲(chǔ)密度的薄膜介電電容器》（Realization of high energy density in an ultra-wide temperature range through engineering of ferroelectric sandwich structures）為題發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《納米能源》上（Nano Energy）。西安交通大學(xué)微電子學(xué)院博士生范巧蘭為第一作者，微電子學(xué)院劉明副教授、材料學(xué)院馬春蕊副教授為共同通訊作者。微電子學(xué)院賈春林教授、汪宏教授、路璐高級(jí)工程師、代艷竹工程師和馬傳生工程師，電子科學(xué)與工程學(xué)院王領(lǐng)航副教授，前沿院婁曉杰教授及西北核技術(shù)研究所汪偉參與了該工作。西安交通大學(xué)是該論文的第一作者和通訊作者單位。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大專(zhuān)項(xiàng)與面上項(xiàng)目 、國(guó)家“973”項(xiàng)目、國(guó)家基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等的支持。
論文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.05.076
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）
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