SU-8膠三維微陣列制備及碳化研究.pdf

1、 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文ISU-8 膠三維微陣列制備及碳化研究 膠三維微陣列制備及碳化研究摘 要近年來(lái)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的日趨成熟，可集成芯片級(jí)的儲(chǔ)能元件需求量日益增加。碳基微超級(jí)電容器作為最常用的雙電層原理的 MEMS 超級(jí)電容器，具有可集成、體積小、充放電效率高、循環(huán)性能極強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為芯片級(jí)片上元件理想的供電選擇。然而，當(dāng)前微型超級(jí)電容器能量密度的問(wèn)題限制了整體的發(fā)展，提升超電容的能量密度，一般通過(guò)提升所選

2、材質(zhì)自身的電容特性及設(shè)計(jì)具有三維電極結(jié)構(gòu)兩種方法來(lái)制備適合超電容的電極材料。 MEMS 領(lǐng)域經(jīng)常用于 SU-8 光刻膠來(lái)作為片上設(shè)備的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以其特點(diǎn)適用于制備具有結(jié)構(gòu)垂直及高深寬比的體系，另外，SU-8 光刻膠成分中含有大量碳環(huán)結(jié)構(gòu)， 成為制備碳電極材料良好的前驅(qū)體。本論文從碳化 SU-8 光刻膠薄膜制備多孔碳材料出發(fā)， 探究合適的碳化溫度和時(shí)間，同時(shí)通過(guò)摻雜、活化的方式對(duì)電極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行改進(jìn)，并設(shè)計(jì)了一種具有高比表面積的三

3、維結(jié)構(gòu)。本論文重點(diǎn)研究的內(nèi)容如下：（1）采用一種新型的方法制備薄膜多孔碳， 利用SU-8光刻膠為前驅(qū)體，當(dāng)最高溫度不同時(shí)，碳化制備出多孔碳材料，通過(guò)電容量、各項(xiàng)阻抗、循環(huán)性能等各種電化學(xué)因素綜合考慮選定相對(duì)適宜的碳化溫度及時(shí)間。為后續(xù) SU-8 光刻膠作為前驅(qū)體制備芯片級(jí)超級(jí)電容器的工作奠定基礎(chǔ)。（2）借鑒上述所得結(jié)論及基本制備方法，在此基礎(chǔ)上改善電極材料自身特性，碳化摻雜檸檬酸鎂的 SU-8 光刻膠制備微電極。該材料同樣選取SU-8