2023年9月1日,日本产业技术综合研究所(AIST)先进功能材料研究所研究员板坂浩树、高级研究员刘峥、高级研究员三村宪一、研究组组长滨本孝一宣布开发出将钛酸钡(BTO)立方单晶(纳米立方)单层薄膜用作介电层,多层石墨烯薄膜用作电极层交替层压工艺技术。据介绍,该技术使多层陶瓷电容器(MLCC)内部的介电层和电极层可以做得更薄。

 

迄今为止,AIST已成功利用水热法合成了BTO纳米立方体,并制备了厚度约为20 nm的单层薄膜,其中BTO纳米立方体以二维方式规则排列。此次开发与电极层交替层压技术,使BTO纳米立方单层薄膜可以用作MLCC内部的介电层。在这项研究中,研究员开发了一种工艺技术,将尺寸约为20 nm的BTO纳米立方体二维排列的单层薄膜和厚度为2~3 nm的多层石墨烯交替堆叠。具体地,重复将BTO纳米立方体单层膜转移到下电极基板上,然后将片状多层石墨烯转移到其上的过程。这使得创建石墨烯/BTO纳米管单层交替堆叠的结构成为可能,该技术有望成为实现多层陶瓷电容器 (MLCC) 内介电层和电极层交替层压结构大幅薄化的基础技术。

传统工艺中,BTO粉末和金属粉末交替分层,并在1000℃以上的高温下烧结。与用这种方法制造的MLCC内部的叠层结构相比,通过使用新开发的叠层技术,每一层都可以做得更薄,介电层的厚度减少到1/10以下,电极层的厚度减少到1/100以下。

作者 gan, lanjie