電介質的案例
上海交大黃興溢教授《Science Bulletin》：高導熱電極化儲能納米復合電介質
結果發現，高度平行復合介質薄膜表面的BNNS引入電子斥電子層后，電樹枝的生長得到有效減緩，擊穿區域所占的體積分數最小，并能夠承擔最高的電場強度，因此聚合物基體的電場分布最溫和，復合介質的擊穿強度實現大幅度提升。
圖3 相場模擬。平行復合介質薄膜表面的BNNS引入電子屏障層后的電樹枝生長(a)及內部電場分布(b)的示意圖；不同取向BNNS的電樹枝生長(b,e,g,k)及內部電場分布(d,f,h)的示意圖；外加電場強度對應的擊穿強度(i)和擊穿區域體積分數(j)曲線。
與純弛豫鐵電聚合物相比，無基質納米復合電介質的泄漏電流從2.4×10?6 A cm-2顯著下降到1.1×10?7 Acm-2，擊穿強度從340 MV m-1增加到742 MV m-1，放電能量密度從5.2 J cm-3大幅增加到31.8 J cm-3。發生電擊穿后，采用簡單熱壓可使無基質納米復合介質的介電強度恢復到原來的88%。
圖4電儲能特征。不同拉伸長度后無基質納米復合電介質的介電強度(a)、極化曲線(b)和放電密度及效率(c)；文獻中P(VDF-TrFE-CFE)基電介質材料在場強的擊穿強度和放電密度(d).
圖5循環和可修復性。拉伸長度為200%的無基質納米復合電介質循環特性(a)，以及不同電極面積對應的介電強度(b)；電擊穿后無基質納米復合電介質熱壓溫度及時間對應的修復后擊穿強度的柱狀圖(c)及極化曲線(d)。
展開 Nature子刊：本征離子導電纖維素納米紙作為固體電介質用于低壓有機晶體管
基于OFETs的ICCNs的電特性
p-型小分子C8 - BTBT OFET的a、b 輸出(Id–Vd)特性曲線和c轉移曲線(Id–Vg)；
n-型小分子NTCDI - F15 OFET的d、e輸出(Id–Vd)特性曲線和f轉移曲線(Id–Vg)；
p-型聚合物PQT -12 OFET的g、h輸出(Id–Vd)特性曲線和i轉移曲線(Id–Vg)；
圖6 .柔性OFETs的彎曲測試
a Vg為6 V、Vd為5 V時的歸一化最大源-漏電流作為彎曲半徑的函數（歸一化到平坦狀態下測量的最大源-漏電流）；
b 彎曲測試的實施；
圖7. 基于ICCN的有機互補反相器
a 基于纖維素納米的有機互補反相器的照片及其簡化的電路圖；
b輸出電壓和c增益隨輸入電壓的變化。輸入電壓從-2 V掃描到4 V；
【總結】】
作者展示了一類環境友好的全固態離子導電纖維素納米紙( ICCN )電介質。觀察到該電介質材料具有高透明度、低表面粗糙度、良好的熱耐久性和優異的機械性能。ICCNs適用于包括p型小分子C8 - BTBT、n型小分子NTCDI - F15和聚合物半導體PQT - 12在內的不同類型的OSCs柔性OFETs的制備。并且，ICCNs可同時用作介電層和襯底層。所有這些器件都顯示出良好的OFETs性能，并且可以在低于2 V的柵極-源極電壓下工作。
展開 基于comsol的絕緣體內導體顆粒引導擊穿仿真分析 ￥3000
當外加電壓U1UC時,雖然開始時A>B,固體電介質溫度上升;但當溫度升到t1時，發熱量A與散熱量B相等，建立起了熱平衡。此時,若介質能耐受溫度t1的作用,則固體電介質能正常工作,不會發生熱擊穿。當外加電壓等于UC時,當介質溫度升到t2時，建立起了熱平衡，但不穩定。溫度略有升高,發熱量A即大于散熱量B,最終仍然發生熱擊穿。電壓UC是發生熱擊穿的臨界電壓。</p><p> 電化學擊穿 在電場、溫度等因素作用下，固體電介質發生緩慢的化學變化，性能逐漸劣化，最終喪失絕緣能力，從而由絕緣狀態突變為良導電狀態。電化學擊穿過程包括兩部分：因固體電介質發生化學變化而引起的電介質老化；與老化有關的擊穿過程。</p><p> 固體電介質發生緩慢化學變化的原因多種多樣。直流電壓下，固體電介質因離子電導而發生電解，結果在電極附近形成導電的金屬樹枝狀物，甚至從一個電極伸展到另一個電極。在電場作用下，固體電介質內部的氣泡中，或不同固體電介質之間的氣隙或油隙中，會發生<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%B1%80%E9%83%A8%E6%94%BE%E7%94%B5" rel="noopener noreferrer" target="_blank">局部放電</a>。與固體電介質接觸的電極邊緣場強較強的局部區域內如有氣體或液體電介質，這里也會發生局部放電。局部放電的長期作用會使固體電介質逐步損壞。空氣中的放電將形成臭氧、氮的氧化物等化學性質活潑的物質，它們會使固體電介質發生化學變化。對有機固體電介質，在電極上尖端處或微小空氣隙處，會發生樹枝狀放電，并留下炭化痕跡。</p><p> 電場越強，溫度越高，電壓作用時間越長，固體電介質的化學變化進行得越強烈，其性能的劣化也越嚴重。
展開 RP系列 |聚焦激光束在電介質鏡上
如果你有一個緊密聚焦的激光束，被認為是一系列具有明顯不同傳播方向的平面波的疊加；這與光束發散度有關。
想象這樣的光束在介電鏡上反射，反射率不僅取決于波長，還取決于入射角。不應該將反射率作為主要方向；這實際上意味著你假設一個簡單的平面波的反射，忽略光束發散。那么問題來了：鏡子的角度依賴性是否會顯著影響這種光束的反射？
關于該問題的相關性的第一個檢查可能是計算反射率在相關角度范圍內是否有顯著變化；可以使用任何簡單的薄膜涂層軟件來完成。實際計算產生的反射率和可能的更多細節需要更多的東西，例如產生的反射光束輪廓——如何完成？
使用空間傅里葉變換
從數學上講，只要處于線性狀態，問題就不會太復雜，即只要涉及的光強度不太高。那么我們可以簡單的
將聚焦光束視為平面波的疊加，
根據其入射角計算每個平面波分量的反射
從反射平面波的疊加構造得到的反射光束。
換句話說，我們應用空間傅里葉變換（本質上意味著計算其平面波分量的幅度），將傅里葉變換與反射的幅度系數相乘，并在需要時變換回真實空間。
如何在實踐中做到這一點？
想象一下，如何使用無法進行此類計算的簡單薄膜涂層軟件來做到這一點。您可以從其他一些數值軟件開始，例如 Matlab 之類的軟件，以便將空間傅里葉變換應用于您的輸入光束，作為解釋算法的第一步。當您嘗試應用平面波分量的反射時，麻煩就來了。反射率計算不僅需要進行一次，還需要使用薄膜鍍膜軟件對每個組件進行計算——數字上可能計算 100 個或更多。因此，將其與其他軟件接口，例如，您可以從 Matlab 遠程控制它。這在某些情況下可能有效，但通常您沒有這樣的遠程控制功能。然后另一種方法是計算反射幅度與入射角的表格，將其存儲在文件中并將其導入 Matlab。無論如何，它變得乏味。然后你開始考慮在
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[VirtualLab] 超稀疏電介質納米線柵偏振器
摘要
超解析介質納米線柵顯示出強烈的偏振依賴特性，因此可以用作寬帶反射器[J.W.Yoon等人，Opt.Express 23，28849-28856（2015）]。使用傅里葉模態法（FMM，也稱為RCWA）研究選定納米線柵的偏振、波長和角度相關特性。對電場和納米線柵之間的相互作用進行了可視化。
建模任務
納米線
光柵級次分析器
場內部分析儀
總結-組件…
參數掃描（1D）
參數掃描（2D）
光柵內部場的可視化-TE
光柵內部場的可視化-TM
和文獻比較
VirtualLab Fusion 技術
文件信息
更多閱覽
-光柵順序分析器
-抗反射蛾眼結構的嚴格分析與設計
-納米柱金屬表面構建塊的嚴格分析
展開 臺積電超越3nm的細節：自動對準通孔工藝
它的成分需要承受下一步的熱暴露——在氧化物上的選擇性介電沉積。
選擇性介電對介電（DoD）沉積
先進制程節點已經利用了幾代的原子層沉積（ALD）步驟。將氣相“前體”引入處理室。由于化學吸附，獨特的前體單層沉積在晶片表面。前提粘附在表面上，但不粘附在自身上——沒有連續的前體層沉積。然后清除腔室中多余的前體，隨后引入共試劑。化學反應導致所需反應產物的最終單層保留在表面上，而多余的共試劑和反應副產物則被泵出。可以重復該循環一沉積多個“原子”層。ALD已被廣泛用于金屬和薄氧化物介電材料的沉積。
一個活躍的研究領域是提供選擇性的原子層沉積，其中前體至附著在特定的材料表面。其目的是抑制特定區域的前體吸附——在這種情況下，是金屬上的SAM分子。
臺積電探索了一種選擇性沉積化學工藝，用于電介質上電介質層的構建。下圖的圖像描繪了在現有表面氧化物上方提升介電層的工藝流程。
SAM阻擋層阻止了在暴露的電介質上的選擇性沉積。如前所述，阻擋層必須經受住電介質上電介質選擇性沉積的高溫。臺積電表示，更高的DoD工藝問題提高了電介質基座對周圍用于通孔的低K層間電介質的刻蝕選擇性，這將在接下來討論。
上圖中標記為“DoD”的圖像說明了在電介質上電介質沉積之后以及在添加低 K 電介質之前去除晶片上的 SAM 阻擋材料之后的晶片。
上圖也表現了在低 K 電介質沉積/蝕刻和通孔圖案化之后的最終通孔連接。由于與低 K 材料相比蝕刻速率較低，因此添加了 DoD 材料服務器作為合適的“蝕刻停止”。該圖像說明了存在顯著覆蓋偏移的通孔到相鄰金屬電介質。
展開 《先進材料》高溫電容器介質薄膜重要進展！
高溫電容器聚合物電介質薄膜規模化處理的工藝方法示意圖
為解決上述問題，課題組提出采用等離子體增強化學氣相沉積技術在聚合物薄膜表面快速沉積具有寬能帶隙的納米絕緣層，以提高電極/介質界面處的電荷注入勢壘，從而抑制聚合物電介質薄膜在高溫下的泄漏電流，大幅提高了聚合物電介質薄膜在高溫、高電場下的儲能特性。該方法能夠實現在大氣壓條件下快速沉積，具備連續處理的能力；其室溫沉積特性使得該方法直接適用于任意聚合物介質薄膜。通過引入卷對卷薄膜加工技術和動態沉積，可實現規模化、連續化生產。該方法具有無污染、簡便、高效、低成本等特點，并且可與現有聚合物電容器薄膜生產線相兼容。目前課題組已在該技術領域申請多項國內專利和PCT專利，并正與相關企業聯合進行產業化開發。
薄膜沉積區照片、電介質薄膜表面納米絕緣層斷面掃描電鏡圖和薄膜高溫介電儲能特性
近年來，李琦副教授專注于先進電介質材料的基礎研究和產業化開發，在材料結構設計和加工方法等領域取得了多項重要成果。相關工作發表在《自然》（Nature）、《美國科學院院刊》（PNAS）、《先進材料》（Advanced Materials）、《材料研究年度評述》（Annual Review of Materials Research）等期刊上。
該論文第一作者為清華大學電機系2014級博士生周垚，通訊作者為清華大學電機系李琦副教授、何金良教授以及美國賓夕法尼亞州立大學王慶教授，合作者還包括清華大學電機系曾嶸教授、胡軍副教授及中科院電工研究所邵濤教授。該研究成果得到了國家自然基金面上項目和北京市自然基金的支持。
來源：清華大學
展開 突破：未來或許摩擦就能給手機充電
他們發明了一種新型聚合物作為電介質材料，通過在PVDF上用原子轉移自由基聚合物法接枝丙烯酸叔丁酯，解決這一問題。
電介質本身是一種絕緣體，但當給它接入電場時會發生極化。存在外在電場是，電介質會發生極化和去極化，實現充/放電的功能。
▲ 圖片來源：蔚山國立科技研究所（Ulsan National Institute of Science and Technology）
TENGs設備本身是由兩種可以互相摩擦的不同材料組成，通過摩擦，像玻璃、尼龍這樣的材料可以放出電子，而像硅、特氟龍這樣的材料正好吸收電子。TENGs將摩擦產生的機械能轉化成電能，可以為小型電子設備提供電力。
TENGs雖然它的特性很有用，但是摩擦發電的方式有一些缺陷。比如摩擦中材料無法均勻接觸，摩擦導致材料磨損嚴重，靜電對潮濕環境十分敏感，電力輸出時損耗較大。所以，這個韓國研發團隊最初將研究重點放在提升電量輸出方面，但是，在研發的過程中，他們可能解決了一些與TENGs相關的環境問題。
他們在Science Advances上發表的設備與喬治亞理工的研究很相似。但是，UNIST發明的新型聚合物電介質能夠從電極中吸取更多電量，輸出電力也更多。
論文鏈接：
http://advances.sciencemag.org/content/3/5/e1602902.full
UNIST的一位研究者，也是論文的共同作者Jeong Min Baik在IEEE Spectrum的郵件采訪中說道：“為了提升輸出電量，我們嘗試發明新的聚合物作為更有效的電介質，研發出了新的設備結構來減少內部電量損耗。作為一個材料科學家，我認為合成最佳的聚合物作為有效的電介質是非常重要的。”
展開 通過仿真降低航天器上的靜電放電風險
下面，引腳周圍的電介質中的電場達到了接近典型絕緣體的介電強度的水平。
內部介電充電是來自太陽的帶電粒子（和高能光子）與航天器主體材料相互作用的結果。這些粒子可能會被太陽耀斑或地球磁場加速，例如在范艾倫帶或兩極附近。這些粒子沉積的電荷會產生可導致電介質擊穿的電場。通過對電荷沉積速率和幅度進行建模，工程師可以改進他們的輻射硬化設計、估計 ESD 風險并模擬電子設備上的感應電流。
在帶電粒子的能量高到足以導致深度電介質充電的等離子體環境中，EMC 工程師必須關注敏感組件（例如太陽能電池、傳感器和裸露的電纜或連接器）內電荷積累的風險。為了評估電介質中的 ESD 風險，EMA3D Charge 將 3D 粒子傳輸工具與在時域中求解的電磁學全波有限元法 (FEM) 解決方案相結合。通過這種方法，工程師可以監測粒子與散裝材料相互作用引起的電勢、電場、電荷和電流。粒子可以入射到各種幾何配置上，它們的能譜可以是時間相關的，并且可以一次模擬多種類型的粒子。為了解決作為示例提供的應用程序，EMA3D Charge 改進了網格算法（例如擠壓），以確保在模擬大量薄層或具有復雜屏蔽設計的長電纜時具有適當的保真度。需要對 1-mil厚層中的電場進行高分辨率模擬，以隔離存在 ESD 風險的關鍵區域。
固體介質擊穿
圖 6：連接到地平面的金屬鉚釘放置在玻璃電介質中。高能電子沉積在玻璃的頂部，圖像電荷在鉚釘的尖端積聚。產生的場強到足以擊穿玻璃。
如果系統中電荷過多，則產生的電場將超過介質的擊穿閾值。從航天器到等離子體，從一個導體到另一個導體穿過等離子體、空氣或直接在電介質/絕緣體內部發生放電。更糟糕的是，如果航天器接地不良，這些放電會導致二次電弧，并可能發生類似于 ADEOS-II 的情況。此外，ESD 會發出電磁輻射，這可能會損壞通信系統。
展開 使用 2 種不同的方法求解高頻電磁場問題
使用擬設后，可將電介質板的內部描述為
其中左側為要計算的解，右側為匹配的項。現在為了研究解的空間變化，我們對方程進行一些處理。
我們特意使 ，方程由此可簡化為
由于 和 是常數，且由電介質板邊界上的 Fresnel 關系確定，因此得出的解中唯一的空間變化來自 。同時電介質板對網格的最小要求取決于這個振蕩項的“有效”波長
此波長等于原始波長的一半。現在我們將“波束包絡”仿真的網格當作了波長的因變量，而且選擇此波矢后，電介質板要求的網格密度變成了“全波”仿真的兩倍。選擇單個波矢，并將其應用于具有多次反射的仿真實在是個糟糕的決定。當然，我們確實可以直接將網格密度增加一倍，從而獲取正確的解，但這恰恰違背了起初選擇使用“波束包絡”仿真的意圖。因此，一定要選擇最恰當的波矢。
仿真結果
另一個實際的問題是，如何比較“全波”仿真和“波束包絡”仿真的結果？二者均是對具有相同材料屬性和幾何結構的模型求解 Maxwell 方程，因此像預期一樣，所得的各項結果（透射值、反射值、場值）基本一致。不過兩個仿真的結果存在細微的差別。
借助“波束包絡”仿真，可以實現對在電介質板中向右側傳播的波的電場的計算。當然，這是因為我們求解了向右和向左兩個方向傳播的波，對這兩個貢獻求和即可得到總物理場。這些結果可以從“全波”仿真中提取，不過需要額外的自定義后處理，而且也并非適用于所有情況。“波束包絡”仿真的計算時間相對較短，然而卻能提供更多的信息，這似乎有違常理。但是請您務必記住，這只是在使用了擬設后的模型求解結果。
高頻建模接口的結論和思考
通過使用“電磁波，頻域”接口和“電磁波，波束包絡”接口，我們研究了關于自由空間中的電介質板的簡單案例。對比“全波”仿真和“波束包絡”仿真，后者具有能處理大型仿真的能力，但前提是我們能預先詳細了解仿真模型中各處的波矢（或相函數）。
展開 【知識分享】關于鋁電解電容，看這一篇就夠了！
靜電容量計算式如下：
其中，為介電常數，S為兩極板正對表面積，d為兩極板件距離（電介質厚度）。
從式中可以看出：靜電容量與介電常數，極板表面積成正比、與兩極板間距離成反比。作為鋁電解電容器的電介質氧化膜(Al2O3)的介電常數通常為8~10，這個值一般不比其他類型的電容器大，但是，通過對鋁箔進行蝕刻擴大表面積，并使用電化學的處理得到更薄更耐電壓的氧化電介質層，使鋁電解電容器可以取得比其他電容器更大的單位面積CV值。
鋁電解電容器主要構成如下：
陽極-----鋁箔
電介質---陽極鋁箔表面形成的氧化膜（Al2O3)
陰極-----真正的陰極是電解液
其他的組成成分包括浸有電解液的電解紙，和電解液相連的陰極箔。綜上所述，鋁電解電容器是有極性的非對稱構造的元件。兩個電極都使用陽極鋁箔的是兩極性（無極性）電容。
2.2、基本構造
鋁電解電容器素子的構造如圖所示，由陽極箔，電解紙，陰極箔和端子（內外部端子）卷繞在一起含浸電解液后裝入鋁殼，再用橡膠密封而成。
2.3、材料的特性
鋁箔是鋁電解電容器主要材料，將鋁箔設置為陽極，在電解液中通電后，鋁箔的表面會形成氧化膜(Al2O3)，此氧化膜的功能為電介質。
形成氧化膜后的鋁箔在電解液中是具有整流特性的金屬，就像是一個二極管，被稱之為閥金屬。
①陽極鋁箔
首先，為了擴大表面積，將鋁箔材料置于氯化物水溶液中進行電化學蝕刻。然后，在硼酸銨溶液中施加高于額定電壓的電壓后，在鋁箔表面形成電介質氧化層（Al2O3），這個電介質層是很薄很致密的氧化膜，大概1.1~1.5nm/V , 絕緣電阻大約為10^8~10^9Ω /m。氧化層的厚度和耐壓成正比。
②陰極鋁箔
同陽極箔一樣，陰極鋁箔同樣有蝕刻的程序，但是沒有氧化的程序。
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MLCC為什么會嘯叫？怎么解決嘯叫？
我們要先了解一種自然現象——電致伸縮。
在外電場作用下，所有的物質都會產生伸縮形變——電致伸縮。
對于某些高介電常數的鐵電材料，電致伸縮效應劇烈，稱為——壓電效應。
壓電效應包括正壓電效應和逆壓電效應
小結：嘯叫原理
片狀獨石電容器由于強介電常數的陶瓷的壓電特性，在施加交流電壓的情況下，像如圖2所示進行收縮。
結果如圖3所示，電路板將朝平面方向振動。(芯片及電路板的振幅僅為1pm～1nm左右)
該電路板的振幅周期在達到人們能夠聽到的頻率帶 (20Hz～20kHz) 時，聲音可通過人耳識別。
正壓電效應
對具有壓電特性的介質材料施加機械壓力，介質晶體會發生結構重組排布，材料表面會感應出電荷，產生電位差。
逆壓電效應
對具有壓電特性的介質材料施加電壓，則產生機械應力，發生形變。
壓電效應的學術定義：
“在沒有對稱中心的晶體上施加壓力、張力和切向力時，則發生與應力成比例的介質極化，同時在晶體兩端面將出現正、負電荷，這一現象稱為正壓電效應。反之在晶體上施加電場而引起極化，則產生與電場強度成比例的變形或機械應力，這一現象稱為逆壓電效應。這兩種正、逆壓電效應統稱為壓電效應。”
陶瓷介質是MLCC主要組成部分，電壓作用下，電致伸縮不可避免。如電致伸縮強烈表現為壓電效應，則會產生振動。
所有MLCC都會嘯叫嗎？
MLCC設計制造陶瓷介質材料主要有順電介質和鐵電介質兩大類。
順電介質又稱I類介質，主要有SrZrO3、MgTiO3等。
順電介質電致伸縮形變很小，在工作電壓下，不足以產生噪聲。
所以，順電介質(I類介質)材料做的MLCC，如NPO（COG）等溫度穩定性產品，就不會產生噪聲嘯叫。
展開 干貨 | MLCC為什么會嘯叫？
順電介質又稱I類介質，主要有SrZrO3、MgTiO3等。順電介質電致伸縮形變很小，在工作電壓下，不足以產生噪聲。
所以，順電介質(I類介質)材料做的MLCC，如NPO（COG）等溫度穩定性產品，就不會產生噪聲嘯叫。
鐵電介質又稱II類介質，主要BaTiO3、BaSrTiO3等。鐵電介質具有強烈的電致伸縮特性—壓電效應。
因此，鐵電介質（II類介質）做的MLCC，如X7R/X5R特性產品，在較大的交流電場強度作用下會產生明顯的噪聲嘯叫。
如上所示，X7R-MLCC兩端加上大幅度變化電壓后，BaTiO3陶瓷產生逆壓電效應，MLCC形變振動并傳遞到PCB板上發生共振。
當電壓信號的頻率在20Hz~20kHz人耳聽覺范圍內，則能聽到電容在嘯叫。
哪些場合MLCC嘯叫明顯？較大的交變電壓，頻率在20Hz到20kHz之間，使用X7R/X5R類中高容量MLCC，會產生明顯的嘯叫，如開關電源、高頻電源等場合。
嘯叫的危害許多移動電子設備靠近人耳，如：筆記本電腦、平板電腦、智能手機等，如電子電路中有可聽噪聲會影響使用感受。
劇烈的嘯叫除了令人生厭外，還可能存在著可靠性設計不足的隱患。劇烈的嘯叫源于劇烈的振動，振動幅度由壓電效應程度決定。
壓電效應與電場強度成正比，外加電壓不變，介質越薄，壓電效應越強，嘯叫聲音越大。
額定電壓由MLCC的材質和介質厚度決定的，劇烈的嘯叫表示對當前工作電壓所選用的MLCC介質厚度過薄，應當考慮選用介質更厚，額定電壓更高的MLCC。
展開 高絕緣-鐵電復合微粒顯著提高柔性聚合物復合材料的靜電儲能性能
近日，中國科學院深圳先進技術研究院先進材料科學與工程研究所（籌）在電介質儲能材料領域獲得新進展。該研究通過對填料粒子的設計，將具有高介電常數的鈦酸鋇粒子與具有高擊穿強度、高熱導率的氮化硼納米片進行結合，形成特殊結構的復合粒子，與聚合物復合后可顯著提高復合材料的擊穿強度和介電儲能性能。相關論文以Significantly Enhanced Electrostatic Energy Storage Performance of Flexible Polymer Composites by Introducing Highly Insulating-Ferroelectric Microhybrids as Fillers（高絕緣-鐵電復合微粒顯著提高柔性聚合物復合材料的靜電儲能性能）為題發表在權威刊物Advanced Energy Materials（《先進能源材料》，2018, 1803204，IF=21.875）。羅遂斌高級工程師為第一作者，于淑會研究員和孫蓉研究員為通訊作者。
圖(a) BT@BN復合顆粒的制備流程示意圖；(b) BT@BN復合顆粒TEM照片；(c) 復合材料擊穿強度。
電介質儲能技術具有異常快的能量轉換速率，同時具有工作時間長以及環境友好等特點，目前已經在現代電子電力工業如可穿戴電子、混合動力汽車、武器系統等領域得到廣泛應用。隨著電子器件向小型化和高性能化方向的發展，迫切需要具有高儲能密度的電介質材料。
為此，研究團隊將氮化硼納米片（BNNS）與鈦酸鋇（BT）納米顆粒的分散液進行混合和抽濾后，在較高溫度下處理，一定程度上熔融的BNNS將BT顆粒緊密包覆，形成復合顆粒BT@BN。
展開 昂貴的SiC，價格何時能降下來
用于更高遷移率的
SiC MOSFET 的更好電介質進一步受到柵極氧化物/碳化物界面質量普遍較差的限制。在 12 月的 IEEE 電子設備會議 (IEDM) 上展示的工作中，日本京都大學和大阪大學的研究員 T. Kimoto 及其同事解釋說，界面處的碳-碳缺陷似乎是由 SiC 的直接氧化造成的。這些缺陷位于 SiC 導帶邊緣附近，在那里它們會增加溝道電阻并導致成品器件中的閾值電壓偏移。
作為 SiC 氧化的替代方法，Kimoto 的小組首先用氫等離子體蝕刻表面，然后通過 CVD沉積 SiO 2 ，然后對界面進行氮化。該工藝降低了陷阱密度，并且在 10V 柵極偏壓下將反型層電子遷移率提高了一倍以上，達到 80 cm 2 /V-sec。
日立能源（原 ABB 半導體）的 Stephan Wirths 及其同事證明，一種未命名的高 k 介電化合物可以與 SiC 形成低缺陷界面，而無需 SiO 2所需的鈍化步驟。與硅器件一樣，為 SiC MOSFET 使用高 k 柵極電介質也會增加給定電容下的物理厚度，從而降低柵極漏電流。
圖 1：高 k SiC 功率 MOSFET。
資料來源：日立能源
SiC 載流子的低遷移率給器件設計人員帶來了另一個挑戰。即使經過幾十年的工作，通過優化柵極電介質實現的最佳遷移率仍然比硅低 10 倍。因此，溝道電阻相應地比硅高 10 倍。
在功率器件中，低遷移率限制了性能和耐用性。器件電阻和開關損耗直接影響電動汽車的續航里程等參數。
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