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通过离子对工程实现Bi5Mg0.5Ti3.45Zr0.05O15薄膜优异的低电场储能性能
Excellent low electric field energy storage properties in Bi5Mg0.5Ti3.45Zr0.05O15 films via ion pair engineering
Rui Sun · Jieyu Chen · Nano Energy · Thin Solid Films · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
采用溶胶-凝胶结合等离子体技术制备了Bi5Mg0.5Ti3.5−xZr_xO15(BMTZ_x_O,x = 0.00, 0.05, 0.10, 0.15)弛豫铁电薄膜。引入多取向B位缺陷离子对并增强局域晶格畸变,提高了薄膜的极化强度。缺陷离子对与弱电负性离子(Zr4+和Mg2+)的相互作用优化了弛豫特性,解耦铁电畴并为外场诱导的宏观畴提供恢复力。当x = 0.05时,薄膜在中低电场下表现出优异的能量存储性能,可回收储能密度达72.5 J/cm³,效率为70.0%。该研究为介电薄膜的高性能储能设计...
解读: 该弛豫铁电薄膜储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要参考价值。研究中72.5 J/cm³的高储能密度和70%效率在中低电场下实现,可为储能系统的直流侧薄膜电容器设计提供新方案。离子对工程优化的弛豫特性和畴解耦机制,可应用于改善储能变流器母线电容的快速充放电性能...
用于超级电容器应用的无粘结剂块茎状氢氧化钡薄膜
Binder-free tuberosa architectured barium hydroxide thin film for supercapacitor application
Abhishek Kumar Sahu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
近年来,碱土金属在能量存储领域的应用引起了广泛关注。本研究采用连续离子层吸附与反应(SILAR)方法,在不锈钢(SS)基底上成功制备了Ba(OH)₂薄膜。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)对所制备的薄膜进行了表征。表面形貌分析表明,沉积在不锈钢上的Ba(OH)₂薄膜呈现出晚香玉(Polianthes tuberosa)状的微观结构。采用1 M Na₂SO₄电解质溶液,通过循环伏安法(C...
解读: 该氢氧化钡薄膜超级电容器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。其402.8 C/g比容量和112 Wh/kg能量密度展示了碱土金属材料在快速充放电场景的潜力,可为ST系列PCS的峰值功率缓冲单元提供技术启发。SILAR无粘结剂制备工艺降低了内阻,其3400 W/kg功率密度特性适合PowerTit...
CdO:一种有前景的柔性透明热电发电机
CdO: A promising flexible and transparent thermoelectric power generator
Thin Solid Films · Tuan Thanh Pham · Cao Truong · Thi Lai 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
透明热电薄膜因其在同一器件中同时具备热电性能与光学透明性的独特特性而受到广泛关注。此外,许多设备如可植入电子器件、芯片传感器和局部制冷装置通常具有不规则形状,因而对柔性透明热电发电机(F-TTEG)的需求日益增长。本研究在聚酰亚胺(PI)基底上制备了n型透明CdO薄膜,其在经历500次直径11 mm圆柱弯曲后仍保持90%以上的电导率和99%的透光率,展现出优异的柔韧性。室温下功率因子达约1.3 μW cm⁻¹ K⁻²。由8条CdO薄膜组成的热电原型器件在85 K温差下输出电压达15.2 mV,最...
解读: 该柔性透明热电发电技术对阳光电源产品具有创新启发价值。在储能系统方面,PowerTitan大型储能系统中功率模块和SiC器件运行时产生大量废热,CdO薄膜可贴合于不规则散热表面实现热电转换,提升系统能效。在光伏逆变器领域,SG系列产品的功率模块散热管理可借鉴该技术,将废热转化为电能并辅助供电控制电路...
压电应变介导的Co2FeSi/V/PMN-PT多铁异质结构磁隧道结中隧穿磁电阻效应的调控
Piezoelectric strain-mediated control of the tunnel magnetoresistance effect in magnetic tunnel junctions with a Co2FeSi/V/PMN-PT multiferroic heterostructure
Mahfudh Yatmeidhy · Thin Solid Films · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
电场调控隧穿磁电阻(TMR)效应是降低自旋电子存储器件写入功耗的关键技术。本文研究了基于Co2FeSi/V/PMN-PT多铁异质结构的磁隧道结中TMR效应的电场控制。通过调节施加于异质结构的电场极性,实现了TMR效应的可重复、非易失性调控。特定电场作用后,Co2FeSi层的微观畴结构显著影响TMR的变化行为。优化调控效果需考虑多铁异质结构中磁电效应主导的微观畴结构演化。
解读: 该压电应变调控TMR效应技术对阳光电源新能源汽车驱动系统具有前瞻性参考价值。研究展示的电场调控磁电阻特性可启发电机驱动控制器中磁性传感器的低功耗设计,通过电场而非电流实现磁状态调控,降低位置检测和电流采样模块功耗。多铁异质结构的非易失性特性可应用于车载OBC充电机的功率开关状态记忆,减少待机能耗。C...
电应力诱导的TiN/Ti/HfO2/W忆阻器损伤:电压极性和真空条件的关键作用
Electrical stress-induced damage in TiN/Ti/HfO2/W memristors: The critical role of voltage polarity and vacuum condition
Thin Solid Films · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本研究探讨了在斜坡电压应力下,TiN/Ti/HfO2/W忆阻器绝缘层发生灾难性击穿所导致的损伤。结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对损伤区域进行物理与成分表征,并在真空条件下开展原位SEM电流-电压(I–V)测量。结果表明,当负高压施加于TiN顶电极时,通常形成蠕虫状损伤结构,且此类损伤及更严重的断裂、熔融现象仅在负偏压下出现,且不在真空环境中发生;而正向电压应力下,无论外部环境如何,顶电极均未观测到损伤。
解读: 该忆阻器电应力损伤机理研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的电压极性与环境条件对器件失效模式的影响,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC/GaN功率模块的栅极氧化层保护设计。负偏压下的蠕虫状损伤机制提示需在PowerTitan储能系统的功率器件驱动电路中优...