《基於MEMS器件的微型化駐極體研究中的幾個基本問題》是依託杭州電子科技大學，由陳鋼進擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於MEMS器件的微型化駐極體研究中的幾個基本問題
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳鋼進
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
駐極體是指具有長期儲存電極化和空間電荷能力的功能電介質材料。當被套用於微電子機械系統（MEMS）時，大尺寸材料所具有的優異性能會變得很差。主要表現為：材料的荷電量減少、電荷存儲穩定性降低、極化技術不能滿足工藝要求。究其原因是現有研究都基於空間電荷駐極體，材料中電荷存儲受陷阱密度限制，小尺寸化後，一方面受陷阱總量影響無法實現高荷電；另一方面表面電導增加導致穩定性降低。本課題組提出：選用極性氟碳聚合物THV為材料，將其中含有的四氟乙烯、六氟丙烯基團捕獲的空間電荷和偏氟乙烯極性基團取向產生的偶極電荷相結合提高電荷密度，利用空間電荷與偶極電荷的相互鉗製作用提高穩定性。本項目將就微型化駐極體電場的建立和馳豫、空間電荷和偶極電荷的相互作用規律、構築基元的結構組成與電荷存儲密度相關性等基本問題開展研究，揭示微型化駐極體性能特點，為實現駐極體在MEMS技術中的套用提供理論支撐。
結題摘要
駐極體是指具有長期儲存電極化和空間電荷能力的功能電介質材料。當被套用於微電子機械系統（MEMS）時，大尺寸材料所具有的優異性能會變得很差。主要表現為：材料的荷電量減少、電荷存儲穩定性降低、極化技術不能滿足工藝要求等。針對上述問題，本項目在駐極體的電荷存儲理論、駐極體的注極技術、新型駐極體材料的製備及套用等方面開展了卓有成效的研究工作，經過4年的努力，圓滿完成了項目申請時提出的研究內容和目標。取得的成果主要有：1、提出了駐極體電荷存儲的空間電荷與偶極電荷協同作用機制，並以此為指導，將具有優異空間電荷存儲性能的材料與具有偶極電荷的材料複合，製備了由不同電介質材料構成的sandwich型複合膜駐極體，實現了材料中靜電場的高密度和高穩定性；2、通過對現有聚合物駐極體材料的結構分析，提出了駐極體電荷捕獲的界面陷阱思想，即空間電荷和偶極電荷在晶粒的兩個端面上積聚，結晶區與結晶區及結晶區與非結晶區之間產生的界面極化是駐極體電荷的主要來源。依據界面陷阱思想，成功研製了聚丙烯原料特殊添加劑，通過提高結晶度並使結晶細化，顯著提高了熔噴聚丙烯材料的電荷存儲密度和過濾性能穩定性；3、在駐極體的製備技術研究中，創新和發展了電暈注極和熱注極技術，成功製備了毫米尺寸柵型電場分布駐極體；4、在駐極體的套用研究中，創造性地提出了基於雙極性駐極體的能量採集器件。 項目期間共發表期刊論文7篇、會議論文2篇，其中5篇被SCI收錄、4篇被EI收錄。獲授權發明專利2項、實用新型專利2項，培養碩士研究生7人。
