Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá tính chất điện môi của silicat titan barium (Ba2TiSi2O8) cho các ứng dụng vi sóng
Tóm tắt
Công trình này trình bày các tính chất điện môi của Ba2TiSi2O8 trong các vùng Tần số vô tuyến (RF) và Vi sóng (MW). Phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy vật liệu này được thu nhận như một pha đơn mà không có sự hiện diện của các pha giả. Phép quang phổ trở kháng phức tạp cho thấy không có sự thay đổi đáng kể về độ điện dung theo nhiệt độ, trong khi tổn thất điện môi nhỏ hơn 1. Các biểu đồ Nyquist được mô hình hóa thông qua một mạch tương đương sử dụng hai tổ hợp R-CPE liên quan đến ảnh hưởng của hạt và ranh giới hạt. Phân tích MW cho thấy ε′r = 11.01 và tan δ = 4.55 × 10–2, các giá trị này gần với các kết quả thu được trong vùng RF. Hơn nữa, giá trị τf cho Ba2TiSi2O8 bằng − 47 ppm/°C gần với các giá trị thích hợp cho ứng dụng thiết bị vi sóng. Mô phỏng số cho thấy hoạt động của vật liệu này như một ăng-ten cộng hưởng điện môi (DRA), nơi hệ số phản xạ dưới − 10 dB, độ lợi thực hiện đạt 6.739 dBi, băng thông 452.96 MHz và hiệu suất bức xạ khoảng 100% được quan sát. Các kết quả chỉ ra rằng Ba2TiSi2O8 sẽ là một ứng viên thú vị trong các thiết bị vận hành vi sóng ở băng tần C, cũng như trong các thiết bị hoạt động trong RF.
Từ khóa
#Ba2TiSi2O8 #tính chất điện môi #vi sóng #tần số vô tuyến #ăng-ten cộng hưởng điện môiTài liệu tham khảo
D. Kajfez, P. Guillon, Dielectric Resonators, 2nd edn. (Noble Publishing Corporation Atalnta, Dedham, 1998).
M.T. Sebastian, Dielectric Materials for Wireless Communication (Elsevier Science, Burlington, 2008).
A. Petosa, Dielectric Resonator Antenna Handbook (Artech House, Universidade de Michigan, Boston, 2007).
K.M. Luk, K.W. Leung, Dielectric Resonator Antennas 1st ed. (Research Studies Pr Ltd, Baldock, England, 2003).
P.B.A. Fechine, G. Fontgalland, A.S.B. Sombra, 2016 IEEE Antennas Propag. Soc. Int. Symp. APSURSI 2016 - Proc. 1939 (2016)
A.J. Moulson, J.M. Herbert, Electroceramics: Materials, Properties, Applications (Wiley, Chichester, 2003).
D. Guha, Y.M.M. Antar, A. Ittipiboon, A. Petosa, D. Lee, IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 5, 373 (2006)
Y.-X. Guo, Y.-F. Ruan, X.-Q. Shi, IEEE Trans. Antennas Propag. 53, 3394 (2005)
J.W.O. Bezerra, R.G.M. Oliveira, M.A.S. Silva, T.F. Maciel, J.C. Goes, A.S.B. Sombra, J. Electron. Mater. 47, 7272 (2018)
J.E.V. de Morais, R.G.M. de Oliveira, A.J.N. de Castro, J.C. Sales, M.A.S. Silva, J.C. Goes, M.M. Costa, A.S.B. Sombra, J. Electron. Mater. 46, 5193 (2017)
R.F. Abreu, S.O. Saturno, E.O. Sancho, D.X. Gouveia, A.S.B. Sombra, J. Electron. Mater. 48, 1196 (2019)
J.T. Alfors, M.C. Stinson, R.A. Matthews, A. Pabst, Seven New Barium Minerals from Eastern Fresno County, California (1965)
S.A. Markgraf, A. Halliyal, A.S. Bhalla, R.E. Newnham, C.T. Prewitt, Ferroelectrics 62, 17 (1985)
R. Masse, J.-C. Grenier, A. Durif-Varambon, Bull. Soc. Française Minéral. Cristallogr. 90, 20 (1967)
P.B. Moore, J. Louisnathan, Science 156, 1361 (1967)
M. Kimura, K. Doi, S. Nanamatsu, T. Kawamura, Appl. Phys. Lett. 23, 531 (1973)
S. Haussühl, J. Eckstein, K. Recker, F. Wallrafen, J. Cryst. Growth 40, 200 (1977)
P.S. Bechthold, S. Haussühl, E. Michael, J. Eckstein, K. Recker, F. Wallrafen, Phys. Lett. A 65, 453 (1978)
G. Blasse, J. Inorg. Nucl. Chem. 30, 2283 (1968)
A. Halliyal, A.S. Bhalla, S.A. Markgraf, L.E. Cross, R.E. Newnham, Ferroelectrics 62, 27 (1985)
H.M. Rietveld, Acta Crystallogr. 22, 151 (1967)
H.M. Rietveld, J. Appl. Crystallogr. 2, 65 (1969)
B.W. Hakki, P.D. Coleman, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 8, 402 (1960)
W.E. Courtney, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 18, 476 (1970)
L.F. Chen, C.K. Ong, C.P. Neo, V.V. Varadan, V.K. Varadan, Microwave Electronics: Measurement and Materials Characterization (Wiley, Hoboken, 2004).
Y. Kobayashi, M. Katoh, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 33, 586 (1985)
M.A.S. Silva, T.S.M. Fernandes, A.S.B. Sombra, J. Appl. Phys. 112, 074106 (2012)
M.W. McAllister, S.A. Long, G.L. Conway, Electron. Lett. 19, 218 (1983)
S. Long, M. McAllister, L. Shen, IEEE Trans. Antennas Propag. 31, 406 (1983)
G. Drossos, Z. Wu, L.E. Davis, Microw. Opt. Technol. Lett. 13, 119 (1996)
R.K. Mongia, P. Bhartia, Int. J. Microw. Millimeter‐Wave Comput. Eng. 4, 230 (1994)
S.S. Rajput, S. Keshri, V.R. Gupta, N. Gupta, V. Bovtun, J. Petzelt, Ceram. Int. 38, 2355 (2012)
Z. Peng, H. Wang, X. Yao, Ceram. Int. 30, 1211 (2004)
S. Parida, S.K. Rout, L.S. Cavalcante, E. Sinha, M.S. Li, V. Subramanian, N. Gupta, V.R. Gupta, J.A. Varela, E. Longo, Ceram. Int. 38, 2129 (2012)
R.F. Abreu, S.O. Saturno, J.P.C. do Nascimento, E.O. Sancho, J.E.V. de Morais, J.C. Sales, D.X. Gouveia, H.D. de Andrade, I.S. Queiroz Júnior, A.S.B. Sombra, J. Electromagn. Waves Appl. 34, 1705 (2020)
A.A. Kishk, D. Kajfez, G.P. Junker, A.W. Glisson, Electron. Lett. 30, 97 (1994)
G.P. Junker, A.A. Kishk, A.W. Glisson, D. Kajfez, Electron. Lett. 30, 177 (1994)
G.P. Junker, A.A. Kishk, A.W. Glisson, IEEE Trans. Antennas Propag. 42, 960 (1994)
J.-F. Kiang, Novel Technologies for Microwave and Millimeter—Wave Applications (Springer US, Boston, MA, 2004).
A.J.M. Sales, B.M.G. Melo, S. Soreto Teixeira, S. Devesa, R.G.M. Oliveira, P.W.S. Oliveira, S.J.T. Vasconcelos, M.P.F. Graça, L.C. Costa, A.S.B. Sombra, Mater. Sci. Eng. B 263, 114880 (2021)
S.J.T. Vasconcelos, M.A.S. Silva, R.G.M. de Oliveira, M.H.B. Junior, H.D. de Andrade, I.S.Q. Junior, C. Singh, A.S.B. Sombra, Mater. Chem. Phys. 257, 123239 (2021)
J.R. Macdonald, E. Barsoukov, Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications, 2nd edn. (Wiley, Hoboken, 2005).
K.C. Kao, Dielectric Phenomena in Solids (Elsevier Science, Burlington, 2004).
R.G.M. Oliveira, G.S. Batista, J.E.V. de Morais, M.M. Costa, M.A.S. Silva, J.W.O. Bezerra, A.S.B. Sombra, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29, 14557 (2018)
J.P.C. do Nascimento, R.G.M. Oliveira, F.F. do Carmo, J.E.V. de Morais, J.C. Sales, M.A.S. Silva, D.X. Gouveia, H.D. de Andrade, I.S. Queiroz Júnior, A.S.B. Sombra, J. Electron. Mater. 49, 6016 (2020)
R.G.M. Oliveira, D.B. Freitas, G.S. Batista, J.E.V. de Morais, V.C. Martins, M.M. Costa, M.A.S. Silva, D.X. Gouvêa, C. Singh, A.S.B. Sombra, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29, 16248 (2018)
J.M.S. Filho, C.A. Rodrigues Junior, D.G. Sousa, R.G.M. Oliveira, M.M. Costa, G.C. Barroso, A.S.B. Sombra, J. Electron. Mater. 46, 4344 (2017)
R.A. Silva, R.G.M. Oliveira, M.A.S. Silva, A.S.B. Sombra, Compos. B 176, 107286 (2019)
V. Purohit, R. Padhee, R.N.P. Choudhary, Ceram. Int. 44, 3993 (2018)
N. Bonanos, P. Pissis, J.R. Macdonald, Characterization of Materials (Wiley, Hoboken, NJ, 2012), pp. 1–14
A.J.V.F. Lvovich, Impedance Spectroscopy: Applications to Electrochemical and Dielectric Phenomena (Wiley, Hoboken, 2012).
W. Wisniewski, K. Thieme, C. Rüssel, Prog. Mater. Sci. 98, 68 (2018)
T. Asahi, T. Osaka, J. Kobayashi, S.C. Abrahams, S. Nanamatsu, M. Kimura, Phys. Rev. B 63, 094104 (2001)
M. Naveed, M. Mumtaz, R. Khan, A.A. Khan, M.N. Khan, J. Alloys Compd. 712, 696 (2017)
H. Fjeld, D.M. Kepaptsoglou, R. Haugsrud, T. Norby, Solid State Ion. 181, 104 (2010)
X.-Z. Yuan, C. Song, H. Wang, J. Zhang, Electrochemical Impedance Spectroscopy in PEM Fuel Cells (Springer London, London, 2010).
D.V.M. Paiva, M.A.S. Silva, R.G.M. de Oliveira, A.R. Rodrigues, L.M.U.D. Fechine, A.S.B. Sombra, P.B.A. Fechine, J. Alloys Compd. 783, 652 (2019)
J. Shen, J. Zhou, X. Cui, L. Li, J. Electroceram. 21, 565 (2008)
R.A.M. Osman, M.S. Idris, Adv. Mater. Res. 795, 640 (2013)
C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 4th edn. (Wiley, Hoboken, 2016).
C. Poole, I. Darwazeh, Microwave Active Circuit Analysis and Design, 1st edn. (Academic Press, New York, 2015).
D.M. Pozar, Microwave Engineering, 4th edn. (Wiley, Hoboken, 2011).
W.L. Stutzman, G.A. Thiele, Antenna Theory and Design, 3a (Wiley, Hoboken, 2012).
K. Chang, RF and Microwave Wireless Systems (Wiley, New York, 2000).
R.G.M. Oliveira, D.B. Freitas, M.C. Romeu, M.A.S. Silva, A.J.M. Sales, A.C. Ferreira, J.M.S. Filho, A.S.B. Sombra, Microw. Opt. Technol. Lett. 58, 1211 (2016)
D.V.M. Paiva, M.A.S. Silva, A.S.B. Sombra, P.B.A. Fechine, RSC Adv. 6, 42502 (2016)
P.M.O. Silva, T.S.M. Fernandes, R.M.G. Oliveira, M.A.S. Silva, A.S.B. Sombra, Mater. Sci. Eng. B 182, 37 (2014)
V.L. Bessa, J.E.V. De Morais, R.G.M. Oliveira, D.B. Freitas, J.C. Sales, F.F. Do Carmo, M.A.S. Silva, D.X. Gouveia, A.S.B. Sombra, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31, 22265 (2020)