title: On-chip and freestanding elastic carbon films for micro-supercapacitors.
abstract: Integration of electrochemical capacitors with silicon-based electronics is a major challenge, limiting energy storage on a chip. We describe a wafer-scale process for manufacturing strongly adhering carbide-derived carbon films and interdigitated micro-supercapacitors with embedded titanium carbide current collectors, fully compatible with current microfabrication and silicon-based device technology. Capacitance of those films reaches 410 farads per cubic centimeter/200 millifarads per square centimeter in aqueous electrolyte and 170 farads per cubic centimeter/85 millifarads per square centimeter in organic electrolyte. We also demonstrate preparation of self-supported, mechanically stable, micrometer-thick porous carbon films with a Young's modulus of 14.5 gigapascals, with the possibility of further transfer onto flexible substrates. These materials are interesting for applications in structural energy storage, tribology, and gas separation.
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France.
authors.forename: P
authors.initials: P
authors.lastname: Huang
authors.affiliation: Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France. Université Lille 1 Sciences et Technologies, Laboratoire Institut d'Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN), UMR CNRS 8520, Cité scientifique, Avenue Henri Poincaré, CS 60069, 59652 Villeneuve d'Ascq cedex, France.
authors.forename: C
authors.initials: C
authors.lastname: Lethien
authors.affiliation: Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO), UMR 5215 Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Paul Sabatier (UPS)-CNRS, Université de Toulouse, INSA, 135 Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.
authors.forename: S
authors.initials: S
authors.lastname: Pinaud
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France.
authors.forename: K
authors.initials: K
authors.lastname: Brousse
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France.
authors.forename: R
authors.initials: R
authors.lastname: Laloo
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France.
authors.forename: V
authors.initials: V
authors.lastname: Turq
authors.affiliation: Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO), UMR 5215 Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Paul Sabatier (UPS)-CNRS, Université de Toulouse, INSA, 135 Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France. Atelier Interuniversitaire de Micro-nano Électronique (AIME), Université de Toulouse, INSA, UPS, INP, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex 4, France.
authors.forename: M
authors.initials: M
authors.lastname: Respaud
authors.affiliation: Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France. Laboratoire de Chimie et de Réactivité des Solides, UMR CNRS 7314, Université de Picardie Jules Verne, 80039 Amiens, France.
authors.forename: A
authors.initials: A
authors.lastname: Demortière
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France.
authors.forename: B
authors.initials: B
authors.lastname: Daffos
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France.
authors.forename: P L
authors.initials: PL
authors.lastname: Taberna
authors.affiliation: Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO), UMR 5215 Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Paul Sabatier (UPS)-CNRS, Université de Toulouse, INSA, 135 Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France.
authors.forename: B
authors.initials: B
authors.lastname: Chaudret
authors.affiliation: Department of Materials Science and Engineering, and A. J. Drexel Nanomaterials Institute, Drexel University, 3141 Chestnut Street, Philadelphia, PA 19104, USA.
authors.forename: Y
authors.initials: Y
authors.lastname: Gogotsi
authors.affiliation: Université Paul Sabatier-Toulouse III, Laboratoire Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT), UMR CNRS 5085, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France. Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie, FR CNRS n°3459, France. simon@chimie.ups-tlse.fr.
authors.forename: P
authors.initials: P
authors.lastname: Simon