日本產業技術總合研究所(AIST)開發了一項將介電材料鈦酸鋇(BTO)之奈米立方體(Nanocube)單層薄膜與多層石墨烯薄膜交互積層的製程技術。積層陶瓷電容器(MLCC)是小型電子設備的重要元件之一,隨著設備本身的高性能化,小型化的需求亦與日俱增。MLCC具有介電層與電極層交替層疊的結構,但既有原料粉末或積層製程的薄層化已面臨極限,因此將介電層與電極層厚度薄化至奈米級的積層製程技術開發已成為待解決的課題。
在此次的研究中,AIST重點關注於二次元碳材料「石墨烯」的優異導電性,並透過與BTO奈米立方體單層薄膜結合應用做為電極,開發了一項電極層與介電層超薄交互積層構造的製作方法。
AIST過去已開發出可製作BTO奈米立方體以二次元規則排列、單層薄膜厚度約20 nm之成膜技術。研究中即利用以此技術製作出的BTO奈米立方體單層薄膜轉移至下部電極基板上,並透過將厚度2~3 nm的片狀多層石墨烯交替重複地轉移的過程,進而實現了極薄積層結構的製作。
此次開發的技術將可望成為促進MLCC內部介電層與電極層交互積層結構大幅薄層化的基礎技術。今後為了實現積層構造電容器更進一步的高性能,AIST將著手推動熱處理製程的最佳化,並展開量產製程的開發。