Tanie, wysoko wydajne kondensatory
Kondensatory, urządzenia elektroniczne przechowujące energię, mają szczególne znaczenie w urządzeniach elektronicznych. Na przykład, około 80% powierzchni zintegrowanego obwodu telefonu komórkowego przeznaczone jest na pojedyncze elementy pasywne, szczególnie kondensatory. Projekt "Monolityczne kondensatory o ultrawysokiej pojemności do przenośnych i bezprzewodowych systemów komunikacyjnych" (Camelia) został rozpoczęty w odpowiedzi na wyzwanie integracji technologii wymagającej coraz większych możliwości z wykorzystaniem coraz mniejszej przestrzeni. Badacze podjęli się wyprodukowania kondensatorów cienkowarstwowych w układzie (jako część mikroukładu scalonego), umożliwiających stworzenie kondensatorów odprzęgających wysokiej częstotliwości przy znacznej oszczędności przestrzeni oraz o znacznie większej wydajności w porównaniu z dyskretnymi kondensatorami układowymi (oddzielne elementy). Naukowcy zbadali dwa rodzaje materiałów ceramicznych w poszukiwaniu odpowiedniego, który posłużyłby do stworzenia cienkich warstw w wysoko wydajnych kondensatorach. Wybrane materiały to tytanian wapniowo-miedziowy (CCTO) oraz tytanian cyrkonowo-ołowiowy (PZT). Chociaż kondensatory PZT nie są uregulowane, biorąc pod uwagę zagrożenia zdrowotne stwarzane przez ołów, naukowcy podjęli się optymalizacji bezołowiowego CCTO. Zespół przeprowadził szereg eksperymentów w celu scharakteryzowania materiałów oraz metod osadzania, koncentrując się na uzyskaniu wysokiej stałej dielektrycznej, wartości związanej ze zdolnością kondensatora do przechowywania ładunku lub, zasadniczo do realizacji jego zadania. Ostatecznie wynikiem była integracja kondensatorów o wysokiej stałej dielektrycznej z rozrusznikiem serca. Dokonano tego we współpracy z partnerem przemysłowym, przedstawiając nową technologię materiału o wysokiej wartości dielektrycznej w niskiej temperaturze, przeznaczoną do zastosowań przyszłych kondensatorów rozprzęgających/izolacyjnych/metalowych o wysokiej gęstości bądź ultraniskim profilu. Podsumowując, projekt Camelia wniósł cenną wiedzę i technologię do dziedziny tanich, wysoce wydajnych kondensatorów cienkowarstwowych w układzie. Biorąc pod uwagę wszechobecność kondensatorów w urządzeniach elektrycznych oraz rosnącą potrzebę nowej generacji kondensatorów, takich jak te opracowane w ramach projektu Camelia, rezultaty mogą znacząco podnieść konkurencyjność Europy na rynku elektronicznych urządzeń bezprzewodowych.
