全二维材料印刷基柔性高性能微型电容器(英文)

作者:张鹏翔; 付玉水; 张鑫; 张希华; 李宝文*; 南策文
来源:Science Bulletin, 2022, 67(24): 2541-2549.

摘要

化学剥离的纳米片展现了在各类电子元器件中巨大的应用潜力.包括喷墨印刷在内的溶液加工手段为制备二维材料柔性器件提供了一种低成本、环境友好且可拓展的路径.本文将化学剥离的Ca2Nb3O10和Ca2NaNb4O13钙钛矿纳米片均匀分散在适当的溶剂中,制备了可印刷油墨,并打印出一系列基于银和石墨烯电极的微电容器.例如,银/Ca2Nb3O10/银、石墨烯/Ca2Nb3O10/石墨烯和石墨烯/Ca2NaNb4O13/石墨烯微电容器分别具有20,80和150 nF/cm2高电容密度和26,110和200的高介电常数.其中,基于石墨烯电极的微电容器展现出明显的介电增强现象,这可能归因于电介质层与石墨烯电极层之间的界面效应.此外,这类微电容器还具有良好的绝缘性,约1 MV/cm的中等耐击穿强度,优异的柔性及耐200℃的热稳定性.本工作展示了高k钙钛矿纳米片在增材制造柔性高性能电介质电容器方面的潜力.