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“冰火”锻造仅需一秒即可制作出晶圆级储能电容器
研究团队开发了一种储能电容器的一秒方法，实现了快速加热和出色的热稳定性。
来源:Scientific Inquirer中国科学院金属研究所胡伟进研究员领导的研究团队与合作伙伴合作，开发出一种晶圆级储能电容器的一秒制造方法，实现了每秒1000℃的惊人加热和冷却速率。
这项工作于 11 月 15 日发表在 Science Advances 上，引入了快速“闪速退火”技术，并为制造下一代高性能储能电容器开辟了一条新途径。
科学进步介电储能电容器在从脉冲激光器到电动汽车的关键电力电子设备中发挥着不可或缺的作用，因为它们可以在承受极端工作条件的同时快速充电和放电。然而，科学家们长期以来一直在努力应对开发电容器的根本挑战，即开发能够提供高能量存储容量、在酷热和严寒下承受极端温度并仍然适合大规模生产的电容器。
传统的制造方法通常依靠化学掺杂、多相成分或故意引入结构缺陷来设计具有特定微观结构的材料。这些工艺复杂且耗时，阻碍了高性能介电薄膜的规模化生产。
新的“闪速退火”方法通过实现高达每秒 1,000°C 的加热和冷却速率克服了这些限制，只需一秒钟即可在硅晶片上合成弛豫反铁电锆酸铅薄膜。
那么，这个一秒“冰火”锻造背后到底有什么魔力呢？
总之，这些增强功能使薄膜能够承受极高的电场，同时实现强极化，最终将电容器的能量存储密度提高到 63.5 J/cm3。
图片来源：IMR。