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破纪录的性能!新型电容器:能量密度提高了 9 倍,功率密度提高了 170 倍

 汤圆爱科技

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为了追求更小、更节能的设备,研究人员开始探索将能量存储直接集成到微芯片上,从而最大限度地减少不同组件之间传输能量时产生的能量损失。这种想法并不新鲜,但目前的技术还难以满足在紧凑空间内存储足够能量并快速传输的要求。

劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的科学家们创造出了"微型电容器",解决了这一缺陷。这些电容器由氧化铪和氧化锆的工程薄膜制成,采用了芯片制造中常用的材料和制造技术。它们的与众不同之处在于,由于使用了负电容材料,它们能够存储比普通电容器多得多的能量。

为了提高薄膜的储能能力,研究小组每隔几层 HfO2-ZrO2 就放置一层原子级氧化铝薄层,从而使薄膜厚度达到 100 纳米,同时保持了所需的性能。

这些薄膜被集成到三维微型电容器结构中,实现了破纪录的性能:与当今最好的静电电容器相比,能量密度提高了 9 倍,功率密度提高了 170 倍。这是一个巨大的数字。

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