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【15th.Sept.】An electrical super-insulator prototype of 1D gas-solid Al2O3 nanocell (一维气柱氧化铝固壁元胞超级绝缘体)

2017-09-11


题目:An electrical super-insulator prototype of 1D gas-solid Al2O3 nanocell (一维气柱氧化铝固壁元胞超级绝缘体)

演讲嘉宾:雷清泉,中国工程院院士,哈尔滨理工大学/青岛科技大学
时间:9月15日下午2点半 
地点:图书信息楼9楼报告厅
邀请人:王宗光 教授


摘要:绝缘材料的高击穿强度特性对于提高输电系统的可靠性,减小电子器件的体积,节省能源,保护环境和节约成本有很重要的意义。传统情况下,根据Townsend (1900) 和Seitz(1949)的电子碰撞电离和雪崩原理,通常是通过增加介电材料的厚度来提高击穿强度。然而对于横向面(垂直于电场方向)对雪崩击穿过程的影响的研究很少,并且在纳米尺度方面的研究还没有结果。本报告中首次构建了一种1D纳米元胞(1D气)的绝缘击穿模型。它包含了一个空气柱和Al2O3 固体壁。通过对纳米细胞几何维度和雪崩物理维度的分析和研究,发现1D纳米元胞不遵循Townsend和 Seitz的固/气放电理论。同时结合了1D纳米元胞的I-V曲线(通过C-AFM (Conductive-Atomic Force Microscope)),推断出1D纳米元胞中的电击穿过程不是由电子崩塌引起的新发现。另外为了进一步探索1D纳米元胞对于宏观材料电性能的影响,还研究了Al2O3 NPT(nano pore template)纳米元胞阵列以及加入空气作为阻隔层的放电性能。这些结果表明纳米元胞对于提高击穿强度有很显著的作用,并且它只有一种放电现象。本报告提出了一种1D纳米元胞的新型超绝缘模型,为制备高性能纳米介电材料在更广泛的应用方面提供了一个新思路,并且为微观-介观-宏观尺度上的联系提供了理论依据。


嘉宾简介
   雷清泉,工程院院士。1962年毕业于西安交通大学,后一直担任哈尔滨理工大学教授博导至今,2003年被评为中国工程院院士,2010年7月并受聘青岛科技大学担任校学术委员会主任、材料科学与工程学院院长,同时兼任清华大学、上海交大、西安交大特聘教授。曾任中国电工技术学会工程电介质专业委员会主任委员,与西安交大电力设备电气绝缘国家重点实验室学术委员会主任,现任电子科大电子薄膜与集成器件国家重点实验室学术委员会主任等职务。


主要学术成就
(1) 1998年,高聚物的热激电流与导电性获国家机械工业局科技进步一等奖
(2) 2002年,高聚物的热激极化松弛与载流子输运特性获黑龙江省自然科学二等奖一项
(3) 2010年,无机纳米/高聚物复合物的制备及其介电性研究获黑龙江省自然科学一等奖一项
(4) 2001年,新型半导电聚省醌高分子粉末材料的制备及温度压力双参数传感器的应用获得国家技术发明二等奖一项




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