电子与信息工程学院微电子科学与工程专业本科生林铭浩，在张齐艳助理教授的指导下，以第一作者身份在国际顶级期刊Chemical Engineering Journal（中科院大类1区，影响因子13.3）发表了题为“Sandwich-structured polymer dielectrics exhibiting significantly improved capacitive performance at high temperatures by roll-to-roll physical vapor deposition”的研究论文。同时，作为第二作者，他还在中文核心SCI期刊《物理学报》上发表了题为“热塑性聚酰亚胺/氧化铝三明治结构柔性电介质薄膜的设计制备及其高温介电储能性能”的研究论文。这两篇论文的通讯作者均为永利集团3044官网欢迎您张齐艳助理教授。这两篇论文的发表，充分展示了电子与信息工程学院近年来在推动本科生参与学术研究、优化教师教学科研条件、营造浓厚学术氛围、助力师生成长等方面取得的显著成效。
论文简介：
介电电容器具有功率密度高、充放电速度快、损耗低及循环稳定性好等优点, 在先进电子和电力系统中发挥了重要的应用。聚合物电介质凭借其高击穿强度、柔性和易加工等优点, 成为高电压电容器的首选材料。然而, 其较低的温度稳定性难以满足新能源汽车和光伏发电等新兴领域对高工作温度的需求。在本研究中，采用卷对卷磁控溅射工艺制备了以氧化铝（Al2O3）为镀层的三明治结构聚苯硫醚（PPS）薄膜。Al2O3镀层的引入提高了电极/电介质界面的肖特基势垒高度，从而阻碍了电荷从电极注入并抑制了高温下的电导损耗。与纯PPS薄膜相比，三明治结构的PPS薄膜在高温下表现出显著提高的击穿强度和增强的电容性能。此外，所采用的卷对卷磁控溅射工艺与大规模电容器薄膜的生产高度兼容。因此，该三明治结构的PPS薄膜在解决高温电容能量储存所需的高性能、高质量聚合物薄膜的可规模化制备挑战方面展现出广阔的应用前景。
图1. 卷对卷磁控溅射工艺制备的PPS/Al2O3高温电容膜示意图及其性能表征。
此外，在具有高玻璃化转变温度(Tg)的热塑性聚酰亚胺(TPI)薄膜表面采用物理气相沉积技术（PVD）沉积氧化铝(Al2O3)镀层, 制备了有机/无机三明治结构的Al2O3/TPI/Al2O3电介质薄膜。氧化铝镀层不仅与TPI之间具有优异的界面结合性, 同样提高了肖特基势垒, 抑制了电极电荷的注入, 从而降低了高温下的漏电流, 并提高了击穿强度。制备的Al2O3/TPI/Al2O3三明治结构薄膜在高温下获得了优异的放电能量密度(Ud)和充放电效率(η)。在150和200 ℃高温下,η> 90%时的Ud分别达到4.06和2.72 J/cm³, 相比纯TPI薄膜提升了98.0%和349.4%.
图2. 采用物理气相沉积（PVD）技术制备的有机/无机三明治结构Al2O3/TPI/Al2O3高温电容薄膜的结构与性能。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724070773?via%3Dihub
https://wulixb.iphy.ac.cn/article/doi/10.7498/aps.73.20240838
