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 隨著人類對(duì)可再生能源需求的日益增長(zhǎng)，能源存儲(chǔ)技術(shù)面臨著更大挑戰(zhàn)。在眾多能源存儲(chǔ)器件中，鐵電儲(chǔ)能薄膜電容器不僅具有高的功率密度、快的充放電速度，且滿足了器件微型化的發(fā)展趨勢(shì)，逐漸成為儲(chǔ)能器件領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。在介電儲(chǔ)能電容器中，儲(chǔ)能密度、儲(chǔ)能效率以及溫度穩(wěn)定性是表征其儲(chǔ)能特性的三個(gè)重要參數(shù)。如何制備出具有高儲(chǔ)能密度和優(yōu)異寬溫?zé)岱€(wěn)定性的鐵電儲(chǔ)能薄膜電容器成為目前研究的一個(gè)瓶頸及需要攻克的難點(diǎn)。

　　據(jù)悉，近日，西安交通大學(xué)賈春林科學(xué)家工作室通過(guò)選取同一體系不同組分的BaZr_0.15Ti_0.85O₃和BaZr_0.35Ti_0.65O₃材料，利用射頻磁控濺射技術(shù)生長(zhǎng)出了具有高能量存儲(chǔ)密度的BaZr_0.15Ti_0.85O₃//BaZr_0.35Ti_0.65O₃多層膜。通過(guò)改變　　BaZr_0.15Ti_0.85O₃//BaZr_0.35Ti_0.65O₃多層膜的周期數(shù)即提高界面數(shù)，使界面作為電樹(shù)枝發(fā)展阻礙的方式，提高了外延　　BaZr_0.15Ti_0.85O₃//BaZr_0.35Ti_0.65O₃多層膜的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，并在周期數(shù)為6時(shí)獲得了優(yōu)異的儲(chǔ)能密度。同時(shí)在-100℃~200℃溫區(qū)內(nèi)，該多層薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的寬溫穩(wěn)定性。該項(xiàng)研究結(jié)果對(duì)優(yōu)化多層膜的界面數(shù)來(lái)提高鐵電薄膜的儲(chǔ)能特性具有指導(dǎo)性意義。

　　上述研究成果以題目“Significantly enhanced energy storage density with superior thermal stability by optimizing Ba(Zr_0.15Ti_0.85)O₃/Ba(Zr_0.35Ti_0.65)O₃multilayer structure”發(fā)表在權(quán)威期刊Nano Energy（IF=13.12）上。該工作是電信學(xué)院微電子學(xué)院范巧蘭博士生在劉明副教授和馬春蕊副教授的共同指導(dǎo)下完成的，參與該工作的還有微電子學(xué)院賈春林教授、路璐高級(jí)工程師和前沿院婁曉杰教授。西安交通大學(xué)為第一作者和通訊作者單位，德國(guó)于利希研究所為合作單位。

　　該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)與面上項(xiàng)目及青年項(xiàng)目、國(guó)家“973”項(xiàng)目、博士后基金、國(guó)家基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等的支持。