Российские ученые создали уникальные материалы для свч-электроники будущего

Новые композитные материалы на основе силикатного стекла и титаната бария с уникальными физическими свойствами синтезировали ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ» и Института химии силикатов РАН, 15 апреля сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу ЛЭТИ.

Профессор кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрей Тумаркин рассказал о достоинствах нового материала, которые позволят перейти в системах радиосвязи, радиовещания, навигации и спутниковой связи на сверхвысокие частоты (СВЧ):

«Мы получили композитный материал, перспективный для создания новых устройств СВЧ-электроники. В его состав входят силикатное стекло (KFeSi) и классический сегнетоэлектрик — титанат бария (BaTiO3). Смешивая данные материалы в различных пропорциях, можно синтезировать композит с заданными электрическими свойствами (диэлектрической проницаемостью и потерями). Кроме того, свойства сегнетоэлектрика позволяют управлять проницаемостью композита, например, внешним электромагнитным полем».

Синтез композитов происходил путем спрессовки под высоким давлением смешанных в разных пропорциях порошков титаната бария и силикатного стекла, которые также подвергались высокотемпературной обработке на воздухе и в кислороде.

Далее выполнялось исследование структурных свойств полученных композитов и их электрических характеристик на сверхвысоких частотах, важных для эффективной работы СВЧ-устройств на их основе, и моделирование отклика полученных материалов на внешние воздействия.

Результаты исследования показали, что синтезированные композиты обладают высокой управляемостью — ярко выраженной зависимостью проницаемости от внешнего поля, и низким уровнем диэлектрических потерь. При этом было обнаружено, что отжиг материалов в кислородосодержащей среде ведет к значительному росту управляемости и снижению диэлектрических потерь.

Статья с описанием полученных результатов была опубликована в научном журнале Composite Structures.

«Полученные композиты могут служить основой для разработки метаматериалов — искусственно созданных структур, обладающих электромагнитными свойствами, не встречающимися в природе. В будущем на основе таких материалов могут быть реализованы эффективные устройства, работающие в диапазоне СВЧ, например, конденсаторы с переменной емкостью, фазовращатели, управляемые фильтры, фазированные антенные решетки», — пояснил Андрей Тумаркин