Разработка материалов, способных к хранению энергии, является одним из наиболее важных отраслей материаловедения по причине широчайшего поля для применения во всех областях промышленности. Традиционный подход, основанный на миниатюризации элементов микроэлектроники имеет множество недостатков, и поэтому поиск других, принципиально новых методик, является чрезвычайно перспективным. Группе немецких ученых удалось применить концепцию, названную самоскрутка (self-rolling, не путать с самокрутками :-) ). Краткая схема этого процесса приведена на рис.1, и результатом являтеся «скрученный» ультракомпактный конденсатор. Последовательность слоев на пленке оксида алюминия (case I – неорганические материалы, case II - гибрид) постепенно скручиватеся. Этот процесс хорошо воспроизводится, что подтверждено СЭМ {этот метод известен по имени российского ученого Принца (см. 5 задачу ТУТ) - Прим. ред.}.
На рис. 2 приведена фотография пленки до и после скручивания, а на рис.3а отображено увеличение емкости при переходе от 2D- к 3D-структуре. На рис.3b показано увеличение емкости на единицу площади при увеличении количества «намоток». Согласно теории, отношение С3D/C2D в идеальном случае, составляет 2, и эта величина (Rc) также увеличивается и стремится к максимальному значению при увеличении числа намоток.
Путем введения органических слоев возможен тонкий контроль электрических свойств материала, и в результате можно достичь емкости в 200μF/cm2. На рис.4 приведено изображение описанных структур, хорошо видна слоистость материала, слой-основа. Количество намоток в данном случае равно 13.
Особое внимание следует уделить рис.5, где приведены результаты по пришиванию монослоев фосфористой кислоты к субстрату оксида алюминия. На рис.5 видно, что такое «допирование» ведет к увеличению напряжения пробоя и в целом более «конденсаторным» свойствам в низкочастной области.
