産業技術総合研究所は、ポイント・誘電体ナノキューブ単層膜を使用して積層コンデンサー構造の薄層化に成功しました。これにより、従来の金属電極の代わりにグラフェンを内部電極として使用する積層構造を開発し、積層セラミックコンデンサーの小型化に貢献しました。
この研究では、チタン酸バリウム（BTO）の立方体単結晶（ナノキューブ）単層膜と多層グラフェンの交互積層プロセス技術を開発しました。これにより、約20nmサイズのBTOナノキューブを二次元的に規則配列させた単層膜と、2～3nmの厚さの多層グラフェンを交互に重ね合わせることができるようになりました。この技術により、積層セラミックコンデンサー内部の誘電層と電極層の交互積層構造を薄層化することが可能となりました。
これまでの研究では、MLCCの小型化と性能向上のために様々な誘電層と電極層の材料の組み合わせで研究が進められてきました。しかし、現行の原料粉末や積層プロセスでは薄層化の限界に近づいており、新たな積層プロセス技術の開発が求められていました。今回の研究では、BTOナノキューブ単層膜とグラフェンの交互積層技術により、MLCCの薄層化に成功しました。
＜感想＞
&Buzzとしては、この積層セラミックコンデンサーの構造の薄層化技術の開発は、スマートフォンやタブレットなどの小型電子機器の高性能化に大きく貢献するものと考えます。この技術により、MLCCの小型化と性能向上が実現されることで、さらなるデバイスの高性能化が期待できます。
また、グラフェンを内部電極として使用することで、誘電層と電極層のリーク電流が低減されるというメリットもあります。これにより、コンデンサーの信頼性が向上し、長寿命化が図られるでしょう。今後のプロセスの最適化と量産化の取り組みにより、この技術が実用化されることを見守っていきたいと思います。
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