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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：2656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(guān)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(chǎn)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)?；诖?，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(zhì)內(nèi)的離子遷移，導致串聯(lián)電阻急劇降低一個數(shù)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(nèi)線濾波電化學電容器（NCEC）中構(gòu)建了一個強電場，在電極材料和電解質(zhì)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(lǐng)域的實際應用邁出了重要的一步。



圖文展示



 

圖1. NCEC的設(shè)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?，F(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(chǎn)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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