电容器是最基本的电子元件之一。任何拍摄EE 101的工程师都可能研究其特征。电容器在电子系统中具有各种各样的用途，但它们在电力系统设计中特别普遍存在。
从芯片到板级的系统中使用的解耦电容器。图片由远藤隆等。
无论是在一个调节器或只是解耦，你将很难找到一个没有电容的电子系统。
电容器与电池
电容和电池的主要功能区别是两方面的:
- 电容器在短时间内存储较短的能量，而电池长时间存储大量能量。
- 电容器应该快速充放电，而电池如果充放电太快就会损坏。
电容器在重量、成本和充电速度方面优于电池。图片由解释那些东西
正是基于这一差异，研究人员开始着手创造两者的完美结合:一种既能快速充放电，又能存储大量能量的设备。
伯克利研究人员利用弛豫铁电
就在本周，伯克利实验室的研究人员发现宣布了一种新材料，他们声称可以用来实现超高能量密度的电容器。材料的利用张弛振荡器铁电体根据Berkeley的说法，这是一种陶瓷材料，它能对外部电场产生快速的机械或电子反应，在超声波、压力传感器和电压发生器等应用中通常用作电容器。
在暴露于电场时，松弛器铁电气在电子方向和储能时经历变化。在这项工作中，伯克利的科学家探索了操纵rolectErics的方法，以便在没有损坏的情况下快速充电和放电。
引入缺陷以增加电场
在给铁电材料充电时，外部电场引起电荷的积累。在放电过程中，可用能量的大小取决于材料的电子在电场作用下极化的强度。
问题在于，大多数材料在失效前都无法承受巨大的电场。因此，研究人员必须找到一种方法，在不牺牲极化的情况下增加最大可能的电场。
离子束沉积在薄膜材料上。图像使用的是马丁的礼貌伯克利实验室
科学家们通过离子束在材料中引入局部缺陷，成功地实现了这一目标。该方法将薄膜材料暴露在高能粒子流中，成功地在材料上产生局部缺陷。
添加这些缺陷成功地降低了材料的导电性，捕获了电子并阻止了它们的运动。通过这种方式，研究人员可以在施加更大的电场(即存储更多的能量)的同时，有效地保持极化，减少材料中的泄漏。
最好的电容器和电池
论文的结果令人印象深刻，表明暴露在离子束下的材料比未暴露的材料具有两倍以上的储能密度和50%的效率。
在某些情况下，他们能够实现高达〜133焦耳的能量存储密度，每个立方厘米效率超过75％。前进，研究人员希望新材料最终将电容器的效率，可靠性和稳健性与大规模电池的储能功能相结合。
他们认为应用包括个人电子设备，可穿戴技术和汽车音响系统。
