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布伦丹·汉拉汉认为铅铪酸盐(PbHfO3)可以制造巨量储电容

科学摘要
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陆军研究实验室材料工程师布伦丹·汉拉汉博士(Brendan Hanrahan)于2021年5月14日说,反铁电性是一种材料的物理性质。它与铁电性密切相关;反铁电性与铁电性之间的关系类似于反铁磁性与铁磁性之间的关系。

反铁电材料由晶体中离子和电子产生的电偶极矩产生,且相邻的偶极子取向相反(反平行)。与反铁磁性相反,铁电体中的偶极子都指向同一个方向。

与铁电体不同的是,在反铁电体中,总的宏观自发极化强度是零,因为相邻的偶极子相互抵消。

反铁电性是材料的一种特性,取决于温度、压力、外部电场、生长方法等参数都可能令其增强或减弱。特别的是,在某一足够高的温度下,反铁电性消失。

该实验室发现,铅铪酸盐(PbHfO3)是一种优秀的反铁电性材料。

该种材料可以用于研发电容器,用于储存电能。

预计,该种材料制造的电容器能够实现,电压高达千伏级别,能量密度在15-30J/cm3,放电时间小于1μs。

该种材料制造的电容器静电能密度比铁电体和线性电介质高。更特别的是,它在低电场下介电损失小。

该实验室对铅铪酸盐(PbHfO3)起始于2000s,目前该实验室已经掌握了该材料的制造方法。

布伦丹·汉拉汉博士撰写了研究报告《新型反铁电性材料:使用ALD前体制造的铅铪酸盐(PbHfO3)薄膜》,该论文发表于《应用物理学快报》。

不得不将ALD前体解释如下

原子层沉积(ALD)是一种沉积功能薄膜的重要技术,它可以在纳米级尺度上精确控制物质成分和形貌,将被沉积物质以单原子膜形式一层一层地镀在基底表面。

原子层沉积过程是通过连续、自限制的半反应实现的,因其沉积薄膜厚度可控性、均匀性、保形性等优异性能,被广泛应用于电子材料、太阳能电池等领域中。

内地的百灵威科技好像掌握原子层沉积技术。

结尾部分:

摘要:布伦丹·汉拉汉认为铅铪酸盐(PbHfO3)可以制造巨量储电容器

作者:朱川