一秒「冰火淬煉」工藝誕生

 【中新社北京11月15日電】(記者孫自法)記者從中國科學院金屬研究所(金屬所)獲悉,該所瀋陽材料科學國家研究中心胡衛進研究員團隊攜手合作者,研究開發出一種熱處理升降溫速率可達每秒1000攝氏度的「閃速退火」工藝,基於這種被形象稱為一秒「冰火淬煉」的工藝技術,研究團隊已成功製備出晶圓級高性能儲能薄膜。

 在中國科學院金屬所實驗室,研究人員運用此工藝,僅用時1秒鐘就在矽晶圓上成功製備出一種名為「鋯酸鉛」的弛豫反鐵電薄膜。

 這項重要材料工藝研發成果論文,北京時間15日凌晨在國際學術期刊《科學進展》上線發表。

 論文通訊作者胡衛進說,一秒「冰火淬煉」工藝技術成功將材料在高溫下的特殊結構「凍結」在室溫,形成尺寸不到3納米的納米微疇。這些微小的結構如同一個精密的迷宮,正是誘導弛豫反鐵電行為實現高效率儲能的關鍵。

 同時,「閃速退火」還讓薄膜的「肌理」更加緻密均勻,並有效鎖住容易揮發的鉛元素,從根源上減少材料缺陷,顯著降低漏電流。這些因素的共同作用,使得薄膜既能承受極高的電壓,又能獲得很高的極化強度。

 胡衛進指出,利用一秒「冰火淬煉」工藝製造出的薄膜電容器,展現出卓越的環境適應性。實驗表明,從低至零下196攝氏度(液氮溫度)的極寒,到高達400攝氏度的酷熱,其儲能密度和效率的衰減都很微弱。這意味著,無論是在冰冷的外太空,還是在火熱的地下油氣勘探井,它都能穩定可靠開展工作。◇