中國粉體網(wǎng)訊 薄膜介電電容器作為一種介電存儲器件，被廣泛應(yīng)用于各種電能存儲設(shè)備中。然而，這些薄膜電容器相對較低的工作溫度，限制了它們在各種極端環(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密度，大大增加了能量裝置的尺寸和成本。因此，探索和開發(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)用價值。
近日，西安交通大學(xué)賈春林科學(xué)家工作室通過性能調(diào)制與結(jié)構(gòu)工程，設(shè)計(jì)出一種具有高能量存儲密度的三明治結(jié)構(gòu)寬溫介電薄膜電容器。通過調(diào)控中間層厚度，使各層之間的電勢差盡可能地小，提高了三明治結(jié)構(gòu)薄膜電容器的擊穿場強(qiáng)，其室溫能量存儲密度高達(dá)~ 130.1 J/cm3，且充放電效率高達(dá)73.8%。同時，在-100oC到200oC溫度范圍內(nèi)，表現(xiàn)出優(yōu)異的寬溫儲能行為。該項(xiàng)研究結(jié)果表明三明治結(jié)構(gòu)介電儲能薄膜電容器在電能存儲方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
上述研究成果以《通過鐵電三明治結(jié)構(gòu)工程實(shí)現(xiàn)超寬溫度高能量存儲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。
該研究得到國家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)與面上項(xiàng)目 、國家“973”項(xiàng)目、國家基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃及中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等的支持。
論文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.05.076
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）
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