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清華曲良體教授團隊，最新Nature！
來源： 時間：2023-11-20 11:28:07 瀏覽：1802次

第一作者：Yajie Hu、Mingmao Wu

通訊作者：曲良體教授

通訊單位：清華大學

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06712-2



研究背景



線路濾波對于集成電路的精確供電至關重要，例如中央處理器（CPUs）和存儲器件。在電路小型化和器件便攜性方面，電化學電容器具有高比電容的特點，可作為傳統(tǒng)電解電容器（ELCs）的替代品，因此電化學電容器有望在集成電路和便攜式電子產品的線路濾波中取代傳統(tǒng)的電解電容器，但由于難以協(xié)同實現(xiàn)快速響應、高比電容、小型化和電路兼容集成，電化學電容器在線路濾波電路中的實際應用尚未實現(xiàn)。基于此，清華大學曲良體教授等人報道了一種電場增強策略，以促進電極材料和電解質內的離子遷移，導致串聯(lián)電阻急劇降低一個數量級。不同于在頻率特性和電容之間進行平衡的傳統(tǒng)策略，自感強電場可以同時改善頻率特性和電容。



文章要點



1、通過飛秒激光蝕刻減小通道寬度，在窄通道平面內線濾波電化學電容器（NCEC）中構建了一個強電場，在電極材料和電解質中顯示出大幅降低的離子電阻，從而在120 Hz時達到39 mΩ cm2的超低串聯(lián)電阻。在120 Hz下，相位角為-80°時，實現(xiàn)了高達5.2 mF cm-2的超高面電容，是已報道的最高面電容的兩倍，并且在1000000次循環(huán)后幾乎沒有觀察到退化。

2、該電化學電容器可擴展集成到微電路中，顯示出80 cells?cm-2的高集成密度，并可按需定制電容和電壓。鑒于其優(yōu)良的濾波性能和電路兼容性，本工作為線濾波電化學電容器在集成電路和柔性電子領域的實際應用邁出了重要的一步。



圖文展示



 

圖1. NCEC的設計原理與制備

圖2. NCEC的電化學性能

圖3.NCECs串聯(lián)電阻降低的潛在機制

 

圖4. NCECs的可擴展集成和線路濾波電路性能

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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