【科技自立自强】电信学部微电子学院刘明教授课题组在耐高温储能电介质电容器方面获得重要开展

  介电电容器凭仗其超快的充放电速率和超高的功率密度已成为电子设备和脉冲功率体系的核心部件。但是，跟着功率电子转化技能向着高频、微型化方向开展，功率密度不断的进步，电容器往往会在高于200摄氏度的环境下作业，而现在干流商业薄膜电容器仅能在105摄氏度以下作业，远远达不到现代工业开展所需的要求。鉴于现有的限制，火急地需求开发一种在宽温范围内稳定性很高且具有高储能密度的下一代介电储能电容器。

  针对这一问题，西安交通大学微电子学院刘明教授团队及其合作者，摒弃了传统的规划战略，将超介电用于高温储能电容器的规划，并获得了重要开展。在相场模仿指导下，构思并制备了以宽禁带HfO2为第二相，以BaHf0.17Ti0.83O3弛豫铁电为基体的自拼装超介电纳米结构。试验依据成果得出，这种超介电结构不只能大幅度进步薄膜击穿场强，进步弛豫性，还能有用按捺高温下薄膜走漏电流并显着下降传导损耗，将电容器的作业时分的温度进步到了400摄氏度，并在零下150摄氏度至400摄氏度的宽温度范围内，具有极高的温度稳定性。在400摄氏度时，电容器储能密度可达每立方厘米85焦耳，储能功率超越81%，且通过一百万次充放电循环后，储能特性的改变率小于2%，表现出优异的高温储能特性。这项作业不只展现了超介电在耐高温电容器的潜在使用价值，还为规划耐高温介电电容器供给了一种通用战略。

  以上研讨成果以“超介电高温储能电容器”（Metadielectrics for high-temperature energy storage capacitors）为题发表于世界闻名期刊Nature Communications。论文榜首单位为西安交通大学微电子学院，榜首作者为西安交通大学博士生陆锐，通讯作者为西安交通大学微电子学院的刘明教授、西安交通大学资料学院的马春蕊教授和武汉理工大学资料科学与工程世界化演示学院的沈忠慧特聘研讨员。该研讨得到国家自然科学基金、国家“973”项目、国家自然科学基金严重研讨项目和西安交大青年优秀人才方案等项目的赞助。