通过树枝状纳米极性设计实现超高电容储能：为高性能介电微电容器发展开辟新路径

为解决静电介电电容器（Electrostatic dielectric capacitors）因击穿强度低、极化受抑制导致能量密度低的问题，研究人员开展了树枝状纳米极性（DNP）结构相关研究。在 DNP 结构设计的 PbZr0.53Ti0.47O3-MgO 薄膜中，实现高能量密度与效率，该策略有助于开发高性能介电微电容器。

　　静电介电电容器（Electrostatic dielectric capacitors）凭借超快的充放电能力，在先进电子和电气系统中备受青睐。然而，较低的击穿强度和受抑制的极化使得其能量密度较低，这给实际应用带来了巨大挑战。研究人员提出一种微观结构策略，将树枝状纳米极性（DNP）区域自组装到绝缘体中，这一策略可同时提高击穿强度和高场极化率，最大限度降低能量损失，从而显著提升储能性能和稳定性。例如，在本研究中，通过 DNP 结构设计的 PbZr_0.53Ti_0.47O₃-MgO 薄膜，在 7.4 兆伏 / 厘米的高电场下，实现了 215.8 焦耳 / 立方厘米的高能量密度，效率达到 80.7% 。该策略普遍适用于高性能介电微电容器的开发。