Enhancing the Energy‐Storage Density and Breakdown Strength in PbZrO3/Pb0.9La0.1Zr0.52Ti0.48O3‐Derived Antiferroelectric/Relaxor‐Ferroelectric Multilayers

材料科学 电容器 反铁电性 电介质 薄膜 铁电性 极化(电化学) 分析化学(期刊) 光电子学 电压 纳米技术 电气工程 色谱法 工程类 物理化学 化学
作者
Minh D. Nguyen,Yorick A. Birkhölzer,Evert Pieter Houwman,Gertjan Koster,Guus Rijnders
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (29) 被引量:54
标识
DOI:10.1002/aenm.202200517
摘要

Abstract Multilayer thin‐film dielectric capacitors with high energy‐storage performance and fast charge/discharge speed have significantly affected the development of miniaturized pulsed‐power devices. Here, the interfacial strain in epitaxial multilayers of antiferroelectric PbZrO 3 and relaxor‐ferroelectric Pb 0.9 La 0.1 Zr 0.52 Ti 0.48 O 3 is shown to significantly enhance the maximum polarization of the multilayer thin‐film capacitors, beyond that of the composing individual layers. Insights obtained from atomically resolved energy‐dispersive X‐ray spectroscopy and high‐resolution X‐ray diffraction analysis of the interface and domain structure are used to develop phenomenological models that explain the observed trends in breakdown strength and energy‐storage density as a function of multilayer period number. The underlying mechanism is the mechanical coupling between the layers that depends on the individual layer thicknesses. These factors result in a strongly enhanced recoverable energy‐storage density (increased by a factor of 4 to ≈128.4 J cm −3 ) with high efficiency (≈81.2%). Moreover, the multilayer films show almost fatigue‐free energy‐storage performance after 10 10 switching cycles, even at elevated temperatures up to 220 °C, demonstrating their robustness. The outstanding properties show the great potential of epitaxial multilayers for energy‐storage applications, due to the well‐defined separate layers and coupling of properties across the interfaces, not present in ceramic composites.
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
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
SciGPT应助tgb123采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
栖梧砚客完成签到,获得积分10
1秒前
普通坚果完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
杰杰0119完成签到 ,获得积分10
2秒前
cr7发布了新的文献求助10
2秒前
Hexagram完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
wgy完成签到 ,获得积分10
2秒前
陶醉的天与完成签到 ,获得积分10
3秒前
啦啦啦123完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
chujiu完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
aaatan完成签到 ,获得积分10
4秒前
烫什么鱼发布了新的文献求助10
4秒前
隐形曼青应助我又可以了采纳,获得30
4秒前
江台风完成签到,获得积分10
4秒前
ZJFL完成签到,获得积分10
4秒前
Hansiii发布了新的文献求助10
5秒前
Meave发布了新的文献求助10
5秒前
星辰大海应助wyi采纳,获得10
5秒前
熬大半天完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
大个应助夏侯无色采纳,获得10
6秒前
活力的怀亦完成签到,获得积分10
6秒前
小文殊完成签到 ,获得积分10
6秒前
坚定的海露完成签到,获得积分10
6秒前
雅琳完成签到,获得积分10
7秒前
于帅完成签到,获得积分10
7秒前
YOHO发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
xyh发布了新的文献求助10
8秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
今儿个吃什么完成签到,获得积分20
8秒前
英俊的铭应助沟通亿心采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6263493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8085303
关于积分的说明 16895181
捐赠科研通 5333919
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839109
邀请新用户注册赠送积分活动 1816661
关于科研通互助平台的介绍 1670349