一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法技术

本发明专利技术涉及一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法，当所述铁电薄膜电容器充电时，将所述铁电薄膜电容器向下弯曲对所述铁电薄膜施加压应力，以提升饱和极化强度以及储能密度，从而增加了饱和极化强度，使得电容器两端的电荷密度增加，进而提升所述铁电薄膜电容器的充电效率；当所述铁电薄膜电容器放电时，将所述铁电薄膜电容器向上弯曲对所述铁电薄膜施加张应力，在不减小面内饱和极化的前提下，降低剩余极化强度并让P‑E电滞回线变窄，从而提升所述铁电薄膜电容器的放电效率。这样在充放电的过程中依次施加压应力和张应力可以有效地提升器件储能密度与充放电效率。本发明专利技术的方法简单、易行且普适廉价。

【技术实现步骤摘要】
一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法
本专利技术属于材料力学、半导体器件和能量储存
，具体涉及一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法。
技术介绍
由铁电材料和金属电极制成的铁电薄膜电容器是现代电子器件的关键元件。其充放电速度快、功率密度大，在大功率加速器、地下油气勘探、风力发电机、混合动力汽车、大功率微波器件等脉冲放电和功率调节电子应用领域具有广阔的应用前景。铁电电容器的可放电能量密度由介电常数、击穿强度和铁电材料的滞后特性决定。利用高能量密度电容器的优点，各种铁电材料被尝试制成高能量密度电容器。例如，聚合物基介质因其生产成本低、击穿强度高、易于制造、具有独特的自愈性等优点，已被许多研究人员用来实现高能量密度存储。然而，聚合物的热稳定性很差，通常只能在100℃以下运行，因此限制了聚合物基铁电电容器的高温应用。相反，电介质氧化物具有比聚合物更好的热稳定性和更高的最高工作温度(高达250℃)，尽管它们可能由于存在大量的电荷缺陷产生的高导电性而具有更大的损耗。此外，电介质氧化物，特别是铁电氧化物，通常比聚合物具有更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法，其特征在于，所述铁电薄膜电容器包括由下至上依次层叠设置的柔性衬底(4)、底电极(3)、铁电薄膜(2)和顶电极(1)；/n当所述铁电薄膜电容器充电时，将所述铁电薄膜电容器向下弯曲对所述铁电薄膜(2)施加压应力，以提升饱和极化强度以及储能密度，从而增加了饱和极化强度，使得电容器两端的电荷密度增加，进而提升所述铁电薄膜电容器的充电效率；/n当所述铁电薄膜电容器放电时，将所述铁电薄膜电容器向上弯曲对所述铁电薄膜(2)施加张应力，在不减小面内饱和极化的前提下，降低剩余极化强度并让P-E电滞回线变窄，从而提升所述铁电薄膜电容器的放电效率。/n

【技术特征摘要】
1.一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法，其特征在于，所述铁电薄膜电容器包括由下至上依次层叠设置的柔性衬底(4)、底电极(3)、铁电薄膜(2)和顶电极(1)；
当所述铁电薄膜电容器充电时，将所述铁电薄膜电容器向下弯曲对所述铁电薄膜(2)施加压应力，以提升饱和极化强度以及储能密度，从而增加了饱和极化强度，使得电容器两端的电荷密度增加，进而提升所述铁电薄膜电容器的充电效率；
当所述铁电薄膜电容器放电时，将所述铁电薄膜电容器向上弯曲对所述铁电薄膜(2)施加张应力，在不减小面内饱和极化的前提下，降低剩余极化强度并让P-E电滞回线变窄，从而提升所述铁电薄膜电容器的放电效率。


2.根据权利要求1所述的一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法，其特征在于，所述柔性衬底(4)为聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、GdScO3、DyScO3或云母。


3.根据权利要求1所述的一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法，其特征在于，所述铁电薄膜(2)为BaTiO3、BiFeO3、BaZr0.2Ti0.8O3、PbTiO3、PbZr0.52Ti0.48O3、SrTiO3、K0.5Na0.5NbO3或KNbO3。


4.根据权利要求1所述的一种调控铁电薄膜电容器能量密度与充放电效率的方法，其特征在于，采用溶胶凝胶法、静电纺丝、流延、旋涂、喷涂、滴涂、自组装、化学气相沉积、磁控溅...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏元捷，李丹，李惟雄，谢光忠，黎威志，龚琪琛，张宇麟，陈彦梦，杜晓松，蒋亚东，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51