[发明专利]基于掺杂有导电纳米填充物的介电聚合物的分数阶电容器

权利要求书

1.一种分数阶电容器，其包括：

厚度为t的介电纳米复合层，其包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；

第一电极层，其耦合至所述介电纳米复合层的第一侧；

第二电极层，其耦合至所述介电纳米复合层的第二侧；和

复阻抗相位角，其至少取决于所述介电纳米复合层中的填充材料的材料重量百分比。

2.如权利要求1所述的分数阶电容器，其中所述介电纳米复合层包括基质材料和导电填充材料。

3.如权利要求2所述的分数阶电容器，其中所述导电填充材料是石墨烯。

4.如权利要求3所述的分数阶电容器，其中所述石墨烯部分氧化。

5.如权利要求3所述的分数阶电容器，其中所述石墨烯完全未氧化。

6.如权利要求3所述的分数阶电容器，其中基于所述介电纳米复合层的总重量，所述石墨烯的材料重量百分比为约0.1％到15％。

7.如权利要求2所述的分数阶电容器，其中所述基质材料包括聚合物。

8.如权利要求1所述的分数阶电容器，其中所述第一电极层和所述第二电极层包括导电材料。

9.如权利要求8所述的分数阶电容器，其中所述第一电极层包括铂，所述第二电极层包括铝。

10.如权利要求8所述的分数阶电容器，其中所述第一电极层和所述第二电极层包括PEDOT:PSS。

11.如权利要求1所述的分数阶电容器，其包括为0°到-90°的复阻抗相位角。

12.如权利要求1所述的分数阶电容器，其包括相对于频率近似恒定的损耗角正切。

13.如权利要求1所述的分数阶电容器，其中所述分数阶电容器对于10kHz到2MHz的频率表现出分数特性。

14.一种印刷电路板，其包括如权利要求1所述的分数阶电容器。

15.一种集成电路，其包括如权利要求1所述的分数阶电容器。

16.如权利要求14所述的印刷电路板，其中所述分数阶电容器构成通信电路的至少一部分。

17.如权利要求14所述的印刷电路板，其中所述分数阶电容器构成感测电路的至少一部分。

18.如权利要求14所述的印刷电路板，其中所述分数阶电容器构成控制电路的至少一部分。

19.如权利要求15所述的集成电路，其中所述分数阶电容器构成通信电路的至少一部分。

20.如权利要求15所述的集成电路，其中所述分数阶电容器构成感测电路的至少一部分。

21.如权利要求15所述的集成电路，其中所述分数阶电容器构成控制电路的至少一部分。

22.一种电子器件，其包括如权利要求1的分数阶电容器。

23.一种制造分数阶电容器的方法，其包括：

获得第一电极层；

选择介电纳米复合层中的填充材料的材料重量百分比以获得指定复阻抗相位角；

将所述介电纳米复合层布置于所述第一电极层上；和

将第二电极层布置于所述介电纳米复合层上，从而将所述介电纳米复合层布置于所述第一电极层与所述第二电极层之间。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述介电纳米复合层至少包括基质材料和导电填充材料。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述导电填充材料是石墨烯。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述石墨烯部分氧化。

27.如权利要求25所述的方法，其中所述石墨烯完全未氧化。

28.如权利要求25所述的分数阶电容器，其中基于所述介电纳米复合层的总重量，所述石墨烯的材料重量百分比被选择为约0.1％到15％。

29.如权利要求24所述的方法，其中所述基质材料包括聚合物。

30.如权利要求23所述的方法，其中所述第一电极层和所述第二电极层包括导电材料。