氧等离子体脉冲时间对原子层沉积ZrO2反铁电储能电容器的影响

Impact of oxygen plasma pulse time on atomic-layer-deposited ZrO2 antiferroelectric energy storage capacitors

Conglin Zhang · Binbin Luo · Chenyan Wang · Ze Shang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

研究了氧等离子体脉冲时间对原子层沉积ZrO2反铁电薄膜及其电容器性能的影响。通过调节氧等离子体脉冲时长，优化了ZrO2薄膜的结晶特性、相纯度及界面质量，显著提升了器件的反铁电性与能量存储密度。结果表明，适当的脉冲时间可有效抑制氧空位缺陷，增强薄膜均匀性，从而提高击穿场强和极化差值。该工作为高性能反铁电电容器的可控沉积提供了关键工艺依据。

解读: 该ZrO2反铁电薄膜电容技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过优化氧等离子体脉冲工艺提升的高能量密度、高击穿场强特性，可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的直流母线支撑电容、滤波电容模块，替代传统电解电容，实现更高功率密度和更长寿命。反铁电材料的快速充放电特性与低损耗优势，...