未来的微芯片：负电容微电容器可将功率提高 170 倍
微小的电容器，巨大的潜力。
来源:安全实验室新闻频道未来的微芯片：负电容微电容器可将功率提高 170 倍
微小的电容器，巨大的潜力。
为了创造更小、更节能的设备，研究人员正在努力将能量存储系统直接集成到微芯片上，最大限度地减少组件之间的能量损失。劳伦斯伯克利实验室和加州大学伯克利分校的研究人员开发出“微电容器”来解决这个问题。
这些电容器由氧化铪和氧化锆薄膜制成，使用芯片制造中已经使用的材料和制造方法。新型微电容器的独特之处在于，由于使用了负电容材料，它们能够存储更多的能量。
电容器是电路的基本组件，可在由电介质分隔的两个金属板之间的电场中存储能量。与电池相比，它们能够快速释放能量并且使用寿命更长。然而，传统电容器的能量密度较低，这限制了其在高功率应用中的使用。
研究人员通过开发具有负电容效应的 HfO2-ZrO2 薄膜克服了这些限制。通过优化成分，即使在小电场下，他们也能轻松实现材料的极化。为了增加薄膜的容量，该团队通过几层 HfO2-ZrO2 添加了原子薄层的氧化铝，这使得他们能够将薄膜厚度增加到 100 nm，同时保持所需的性能。
研究人员下一阶段的工作将是扩展该技术并将其集成到成熟的微芯片中，并进一步改善薄膜的负电容。