今天，每个人都在关注能源消耗。廉价能源的时代已经结束，气候问题变得更加重要。这完全适用于微电子，微电子开始消耗能源不是在微观上，而是在宏观上，直接需要在核电站安装服务器。来自美国科学家的一项新发现有望减少芯片消耗，甚至在芯片内部转移“电池”。

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这一发现是由劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学的科学家发现的。然而，多年来，他们一直在朝着这一结果前进，研究材料中所谓的“负电容”。对于物理世界来说，这是一个难以想象的概念。但对于铁电体中的许多物理现象，这是常态。

众所周知，铁电体在外部电磁场的影响下改变了晶体结构的极化。极化的变化补偿了材料的“物理”电容值，就好像被负电容隐藏了一样。结果，使用这种材料的晶体管的栅极，而不是经典的绝缘体（电介质），开始在较低的电压下工作，这是直接节省的能量，部分会变成热量。该材料还能够存储能量本身，然后可用于支持芯片的电源。

为了制造超级电容器，科学家们使用了由氧化铪和氧化锆（HfO2-ZrO2）制成的众所周知的铁电体。创新之处在于在材料薄膜层与氧化铝层的排列中选择间隙和其他几何参数。据报道，有可能创建一个厚达 10 毫米的结构，但最有可能的是，这里的源头出现了一个错别字，因为薄膜结构更有可能提供大约纳米或微米的厚度。

对这种新材料的实验室研究表明，它可以存储9倍以上的能量，并具有170倍的电力存储容量。

伯克利实验室（Berkeley Laboratory）高级科学家、加州大学教授、该项目负责人Sayeef Salahuddin说：“我们得到的能量和功率密度远高于我们的预期。多年来，我们一直在开发负电容材料，但这些结果非常令人惊讶。

该论文的主要作者之一Suraj Cheema补充说：“有了这项技术，我们终于可以开始将储能和电力传输集成到一个非常小的芯片中。这可能会为微电子开辟一个新的能源技术领域。