來源：維度網

中國科學院金屬研究所胡維進教授團隊開發出晶圓級儲能電容器一秒制造新方法，該項研究成果于11月15日發表于《科學進展》期刊。該技術采用快速閃光退火工藝，實現每秒1000°C的升降溫速率，為高性能儲能器件生產開辟新路徑。

介電儲能電容器在電力電子設備中具有重要作用，其快速充放電特性適用于脈沖激光器與電動汽車等領域。研究團隊通過閃光退火技術在硅晶圓上合成弛豫型反鐵電鋯酸鉛薄膜，成功將制造時間縮短至一秒。該方法可形成尺寸小于3納米的納米疇結構，為提升器件性能奠定基礎。

與傳統工藝相比，新型閃光退火技術能有效抑制鉛元素揮發，獲得更致密的薄膜結構。實驗數據顯示，該電容器儲能密度提升至63.5 J/cm3，且在-196°C至400°C溫度區間保持穩定性能。胡維進教授指出：“這項技術能夠有效地將材料的高溫順電相結構‘凍結’在室溫下，形成尺寸小于3納米的納米疇。這些微小的結構如同錯綜復雜的迷宮，是觸發高性能弛豫鐵電體反鐵電行為并實現高效儲能的關鍵。”

該制造技術已成功應用于兩英寸硅晶圓，制備出均勻性良好的功能性薄膜。這種晶圓級儲能電容器展現出良好的熱穩定性，經極端溫度循環測試后，其儲能密度與效率衰減均低于3%。該特性使其適用于航天探測與地下資源開發等復雜環境。

這項技術進步為芯片集成儲能解決方案提供新的技術支撐。通過優化制造工藝與材料結構，晶圓級儲能電容器有望推動電力電子設備向高性能方向發展。

更多信息： Yizhuo Li 等人，《閃光退火法制備晶圓級弛豫型反鐵電體以提高儲能性能》，《科學進展》 (2025)。期刊信息： 《科學進展》

審核編輯 黃宇