BaTiO3-Based Ferroelectric Thin Film Capacitor on Silicon for Ultra-High Energy Storage Performance at Low Electric Field Strength

电容器 铁电性 电介质 电场 介电常数 钛酸钡 材料科学 极化(电化学) 储能 电气工程 物理 光电子学 化学 电压 工程类 量子力学 物理化学 功率(物理)
作者
Ye Fan,Xin‐Gui Tang,Peng-Zu Ge,Yan‐Ping Jiang,Qiu‐Xiang Liu
出处
期刊:IEEE Electron Device Letters [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:44 (8): 1376-1379 被引量:2
标识
DOI:10.1109/led.2023.3287977
摘要

In the case of dielectric energy storage devices, excessive pursuit of giant electric fields means greater exposure to high temperatures and insulation damage risk. Ferroelectric thin film devices offer opportunities for energy storage needs under finite electric fields due to their intrinsically large polarization and the advantage of small size. Herein, we designed the capacitor's dielectric layer by doping barium titanate Ba(1-x)CexTiO3 (BCTO). The addition of highly charged ions Ce3+ induce cell shrinkage thus further optimizing the ferroelectric polarization. Accordingly, the capacitor with Au/BCTO/Au structure integrated directly on silicon substrate showed excellent energy storage performance ( ${W} _{\text {rec}}~\approx ~92.6$ J/cm3 and $\eta ~\approx ~86.5$ %) under only 1961 kV/cm. In addition, we significantly increased the electrical breakdown strength from 1726 kV/cm to 3426 kV/cm by adjusting the Ba0.95Ce0.05TiO3 film thickness, thus achieving ultra-high energy storage density (107.9 J/cm3). The results expand the application prospects of silicon-based ferroelectric capacitors for energy storage at low electric field strength.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
白茶发布了新的文献求助10
刚刚
星际发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
你好完成签到,获得积分10
2秒前
今后应助爱听歌的坤坤采纳,获得10
2秒前
carbonhan发布了新的文献求助10
2秒前
liam完成签到,获得积分10
3秒前
Jane完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
希望天下0贩的0应助容止采纳,获得10
5秒前
纪智勇发布了新的文献求助10
5秒前
坦率的海豚完成签到,获得积分10
5秒前
xiang完成签到,获得积分10
7秒前
6lllpp发布了新的文献求助10
7秒前
疯癫科研人完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Dorren发布了新的文献求助10
7秒前
慕青应助Lee采纳,获得10
8秒前
852应助小雪花采纳,获得10
10秒前
无花果应助别摆烂了采纳,获得10
10秒前
思源应助别摆烂了采纳,获得10
10秒前
共享精神应助别摆烂了采纳,获得10
10秒前
缥缈老九完成签到,获得积分10
10秒前
li发布了新的文献求助10
11秒前
龙彦完成签到,获得积分10
11秒前
wellbeing完成签到,获得积分10
11秒前
MO完成签到,获得积分10
11秒前
121311发布了新的文献求助10
11秒前
脑洞疼应助carbonhan采纳,获得10
11秒前
在水一方应助一小盆芦荟采纳,获得10
13秒前
乐乐应助Eternity2025采纳,获得10
14秒前
6lllpp完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
星际完成签到,获得积分10
17秒前
CodeCraft应助Pawn采纳,获得10
17秒前
wanci应助33采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
NiuNiu完成签到,获得积分20
18秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5215500
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4390616
关于积分的说明 13670382
捐赠科研通 4252539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2333148
邀请新用户注册赠送积分活动 1330741
关于科研通互助平台的介绍 1284568