侧位含氟苯乙炔类液晶化合物的微波介电性能

近年来基于液晶材料的微波通信器件研究发展迅速,液晶材料的介电损耗成为制约微波器件发展的瓶颈,然而目前对微波用液晶材料性能报道较少。本文以低熔点高双折射侧位含氟苯乙炔类液晶作为研究对象,将其按一定比例掺杂到母体液晶MA中,采用矩形谐振腔微扰法测试所选液晶化合物在微波频段(10～30GHz)下的介电性能,探讨分子结构对微波频段液晶介电性能的影响作用。实验结果表明:在高频时的液晶介电各向异性与分子极性和双折射率相关,侧位含氟苯乙炔类和端基异硫氰基苯乙炔类液晶化合物均具有较大的介电各向异性(Δ_(ε_r)0.85);对于具有较高双折射率的对称含氟三苯二炔类和三苯乙炔异硫氰基类液晶化合物表现出较低的介电损耗(tanδ_(ε_r⊥)8.0×10~(-3),18GHz),而异硫氰基的含氟二苯乙炔类和不对称含氟三苯二炔类液晶化合物则表现出较高的介电损耗(tanδ_(ε_r⊥)8.0×10~(-3),18GHz)。     

含氟三联苯类异硫氰酸酯类液晶合成与微波性能研究

近年来液晶在微波通信器件上的研究发展迅速,而液晶材料的介电损耗成为制约其发展的主要因素。异硫氰三联苯类化合物是一种结构稳定的低粘度、高双折射率液晶化合物,适于作为微波用液晶材料组分。本文通过偶联法合成了4种含氟三联苯异硫氰酸酯液晶化合物nPGUS(n=2～5),通过IR、~1H NMR、~(13)C NMR、~(19)F NMR确认化合物结构正确;差热分析(DSC)结果显示,它们都具有宽温向列相液晶态和相对较低的熔点,其中5PGUS的向列相温度范围达到101.8℃,熔点只有57.4℃;通过矩形谐振腔微扰法测试分析了它们在高频下的介电性能,将它们与母体液晶混合后,在18GHz时的介电常数值(Δε_r)为0.95,最大介电损耗为(tanδε_(r-max))0.007 63,相位调制系数(τ)0.265,可满足微波用向列相液晶材料性能要求。     

Ba(B'1/3 Ta2/3)O3微波介质陶瓷的研究进展

微波介质陶瓷是制作微波器件的关键材料。具有复合钙钛矿结构的Ba(B'_1/3 Ta_2/3)O₃(B'=Mg、Zn)型微波介质陶瓷在微波毫米波频率下具有较高的品质因数,是现代微波通信技术中被广泛应用的微波陶瓷材料。文中介绍了近年来此类微波介质陶瓷的发展与研究现状。     

基于人工局域表面等离激元的液晶微波介电常数测量传感器

液晶材料在微波频段具有良好的调制特性，在微波可调谐器件领域具有巨大的应用潜力。本文针对液晶材料微波介电常数的测量需求，提出了一种基于人工局域表面等离激元谐振的传感器。通过设计环形谐振器结构，在sub-6 GHz频段形成局域表面等离激元窄带谐振峰。通过给液晶施加外加电场，能够实现对液晶介电常数的调控。通过谐振频点位置的拟合，能够得到对应的液晶的介电常数大小，从而实现液晶材料在微波频段的介电常数的测量。本文研究了不同液晶层厚度、不同液晶介电常数对人工局域表面等离激元谐振频点的影响。随着液晶层厚度增加或者液晶介电常数的减小，谐振频点f₁和f₂都逐渐增大。当液晶层厚度大于或等于0.5 mm时，谐振频点f₁和f₂随介电常数的变化具有良好的线性度，且具有高灵敏度(>400 MHz/Δε)，远大于基于目前报道的其他形式介电常数传感器。同时，本传感器结构可以在液晶层上下施加电场，从而实现在不同外加电场作用下液晶材料微波介电常数的测量，在液晶微波特性研究领域具有应用潜力。     

液晶材料介电常数的毫米波频率特性研究

利用矩形波导管和向量分析仪,测量了几种液晶材料在26.5～40 GHz波段(Ka波)的介电常数.实验表明,1 kHz频率下呈现正、负介电各向异性的液晶材料,在该微波波段下都显示为正的介电各向异性.尽管这些材料的静介电常数各向异性相差很大,但是该微波波段对应的介电各向异性相差却很小,而且在26.5～38 GHz区间内几乎不随频率的增大而发生变化.     

异硫氰基嘧啶乙炔类液晶合成及性能研究

中心环外侧嘧啶环作为液晶分子的极性介晶基团,能有效增大分子的偶极矩和分子间的作用力,提高分子的介电各向异性,降低液晶的驱动电压,也有利于形成近晶相液晶态。本文试图以嘧啶乙炔为中心结构单元,以异硫氰基为端基,设计合成了嘧啶乙炔类异硫氰基液晶化合物(nBTM-NCS)系列共5个化合物;它们都经过IR、~1H-NMR、~(13)C-NMR和MS光谱对其分子结构鉴定,经过差热分析仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对其液晶性能进行检测。实验结果表明,所有化合物的分子结构均正确,具有近晶相态,其熔点较高并呈现奇偶效应;其光学各向异性达到0.45左右,介电常数21~24左右,可作为铁电液晶和聚合物分散液晶材料配方组分。     

低介电常数LaYSi2O7陶瓷的结构与微波性能研究

采用固相反应法制备了一种新型低介电常数LaYSi₂O₇(LYSO)微波介电陶瓷。1300～1450℃烧结的LYSO陶瓷为单斜晶系结构(空间群：P2₁/a)。当烧结温度为1450℃时，陶瓷的相对密度达到最大值(93.40%),这与介电常数变化趋势一致。陶瓷的Q×f值与其填充分数密切相关。1400℃烧结的LYSO陶瓷具有最高的填充分数(55.84%)和最佳的微波介电性能：ε_r=8.98,Q×f=17411 GHz,τ_?=-70.77×10^-6/℃。通过结构参数量化了LYSO的晶格畸变，从而揭示了τ_?与结构的内在关系。LYSO陶瓷具有良好的微波介电性能，表明该类材料在移动通信基站领域具有良好的应用前景。     

X波段LTCC铁氧体环形器的设计

针对微波铁氧体材料与低温金属浆料及LTCC陶瓷材料在工艺上的匹配共烧的技术难题,文中采用本征模设计方法,运用阻抗匹配技术,借助微波仿真HFSS和AutoCAD软件设计了一种X波段单Y结LTCC铁氧体环形器。器件模型在10.9~12 GHz的频率范围内出现环形功能,其带宽为1.1 GHz,插入损耗≤0.5 dB,回波损耗≥10 dB,隔离度≥13 dB,驻波比≤1.5 dB。此设计有望实现微波环形器与低温共烧陶瓷(LTCC)技术的有效结合。     

二氟亚甲氧基化合物对液晶低温黏度的影响

液晶显示(LCD)的响应速度与液晶材料黏度成反比关系。到目前为止,液晶低温黏度及其低温响应速度对温度依赖性大的问题一直没有解决,成为液晶显示技术与应用发展的瓶颈。文章利用二氟亚甲氧基烷基苯两环液晶化合物作为液晶组分和溶剂,探讨液晶化合物和液晶混合物的低温黏度行为及其对温度的依赖性。实验结果表明:二氟亚甲氧基烷基苯两环液晶化合物不仅能有效降低液晶的低温黏度,减小液晶低温黏度对温度的依赖性,而且可作为液晶溶剂和液晶组分配置液晶组合物,有效地降低液晶材料的低温黏度和减小低温黏度对温度的依赖性。     

LBSCA玻璃对微波介电陶瓷Li_2ZnTi_3O_8性能的影响

Li_2ZnTi_3O_8(LZT)陶瓷具有很好的微波介电性能,但其烧结温度较高(1 150℃),与低温共烧陶瓷(LTCC)工艺不兼容。该文通过掺杂低熔Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)玻璃来降低Li_2ZnTi_3O_8陶瓷的烧结温度,并详细研究了LBSCA掺杂量对材料体系物相结构、微观形貌、致密化程度及微波介电性能的综合影响。研究结果发现,当LBSCA的质量分数为1.5%,并在900℃低温烧结时可表现出优异的微波介电性能,即相对介电常数εr=23,品质因数与频率的乘积Q×f=39 762,密度ρ=3.59g/cm3,频率温度系数τf=-13.75×10-6/℃,能很好地应用于LTCC技术领域。     

聚苯乙烯/六方氮化硼微波复合基板的制备与性能研究

针对高功率器件、高密度封装等微波通信领域对高性能微波复合基板的迫切需求,该文提出了一种将双螺杆造粒和热压成型结合的新技术,制备了以高抗冲聚苯乙烯(HIPS)为基体、六方氮化硼(h-BN)陶瓷为填料的高导热微波复合基板,并对基板的显微结构、热学性能和介电性能进行了全面表征。结果表明,采用大粒径(?25μm)的h-BN(h-BN₂₅)比小粒径(?5μm)的h-BN(h-BN₅)填充后更有利于提高复合基板的热导率(λ),降低其介电损耗(tan δ)。随着h-BN₂₅质量分数(w(h-BN₂₅))从0增加至70%,HIPS/h-BN₂₅微波复合基板的λ从0.13 W·m^-1·K^-1提高到7.43 W·m^-1·K^-1(面内)和2.55 W·m^-1·K^-1(面间),分别是纯HIPS的57倍和20倍,表明采用以上制备技术能实现h-BN在HIPS基体中的定向排列,...     

功不可没的微波通信

从广义上讲，LMDS(本地微波分配系统)、MMDS(多通道微波分配系统)、移动通信、集群通信和卫星通信等多种无线通信疗式皆属于微波通信范畴。这是因为微波频段为300MHz至300GHz，而上述几种无线通信方式的工作频率均在此频段。而狭义地说，微波通信另有所指，指的是一种特定的地面通信方式。     

低熔点高Δn值双环向列相液晶的合成研究

为了获得低熔点、折射率各向异性(Δn)大的快速响应向列相液晶材料,高Δn值的液晶混合体系中需要加入熔点在50℃以下、Δn大于0.35的双环类液晶组分,以使快速响应向列相液晶材料满足室温工作的要求。本文合成了异硫氰基含氟二苯乙炔类液晶化合物;一方面由于在分子苯环侧位引入F原子,减小分子间作用力,使化合物的熔点下降;另一方面在两个苯环间引入三键、分子末端接入异硫氰基极性基团,增加了分子的共轭性,提高了目标化合物的Δn值。获得了熔点分别为31℃和50℃、Δn为0.39和0.40,这两种低熔点化合物与目前已具有的毫秒级快速响应向列相液晶化合物混合,可使其熔点低至10℃以下。     

B2O3-Li2O低温助烧ZMSZT陶瓷的微波介电性能

为了研究了B2O3与Li2O添加剂对(Zn0.8Mg0.2)2SiO4-ZrO2-TiO2(ZMSZT)基微波介质陶瓷的性能影响,分别采用排水法、XRD、SEM以及网络分析仪表征单独添加及复合添加B2O3与Li2O的ZMSZT微波介质陶瓷的致密性、微观结构及介电性能。结果显示在ZMSZT陶瓷中同时添加1wt%B2O3和4wt%Li2O可有效提高其烧结性能,在930℃/3 h烧结条件下可以获得较高的致密性及微波介电性:ρ=3.83 g/cm3,εr=9.36,Qf≈30 120 GHz(f=10.3 GHz),τf=-5.71×10-6/℃。这种B2O3与Li2O复合添加的ZMSZT陶瓷可以应用到LTCC(低温共烧陶瓷)领域。     

单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

为了满足液晶光学器件快速响应的要求,采用有机合成方法获得了6种单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯类液晶化合物。首先用IR和1HNMR对6种单氟取代液晶化合物的结构进行了表征,其次通过差热分析对其相变温度进行了测试,利用液晶综合参数测试仪对其液晶性能进行了研究。红外和核磁图谱表明合成的化合物即为目标化合物;差热分析获知这些化合物90℃左右进入液晶相,并且氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的2号位置时有相对较低的熔点,最低的熔点可达到83.4℃;液晶综合参数测试结果表明这6种化合物的Δn值为0.432~0.681,同时氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的3号位置时有相对更佳的响应性能。这些化合物在制备快速响应液晶光学器件中可能会有潜在的应用价值。     

Ca-B-Si掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的Ba(Mgl/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了CBS掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响。结果表明:CBS掺杂可促进陶瓷烧结并提高B位1:2有序度,进而降低微波介质损耗。当w(CBS)=3%时,陶瓷烧结温度由纯相时的1 500℃以上降至1 250℃,表观密度提高到6.32 g/cm3以上,陶瓷的微波介电性能达到最佳值:εr=26,Q.f=67 800 GHz(8 GHz),τf=25×10–6/℃。该陶瓷有望成为用于高频段微波器件的材料。     

应用于宽带的AlGaN/GaN MIS-HEMT高效率器件（英文）

本文采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)生长的SiN_x栅介质制备了宽带应用的AlGaN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs),并在直流、小信号及大信号测试中评估了该介质层对器件性能的提升。测试结果表明改进器件具有高质量界面、宽栅极控制范围、良好的电流崩塌控制等优势,并确认了其在超过5 GHz下工作时仍能保持较高的功率附加效率(PAE)。在5 GHz连续波模式下,漏极电压V_DS=10 V时,MIS HEMT输出功率密度为1.4 W/mm,PAE可达到74.7%;V_DS增加到30 V时,功率密度提升到5.9 W/mm,PAE可保持在63.2%的水平;测试频率增加30 GHz,在相同的输出功率水平下,器件的PAE达到50.4%。同时,高质量栅极介电层还可允许器件承受高的栅极电压摆动：在功率增益压缩6 dB时,栅极电流保持在10^-4 A/mm。上述结果证实了该SiN_x栅介质对器件性能的提升,使其满足宽带应用的高效率、高功率和可靠性要求,为系统和电路的宽带设...     

Cu掺杂ZnTiNb2O8陶瓷的低温烧结和微波介电性能

采用传统固相反应法制备了Cu掺杂的ZnTiNb2O8介质陶瓷,分别对其烧结特性、物相组成、显微结构及微波介电性能等进行了系统研究。结果表明：Cu掺杂及其氧化能显著降低ZnTiNb2O8的烧结温度至950 ℃;Cu掺杂ZnTiNb2O8陶瓷微波介电性能在很大程度上由陶瓷致密度、物相组成和晶粒大小决定;Cu掺杂量为3.0wt.%的ZnTiNb2O8陶瓷在950 ℃烧结3 h具有较好的微波介电性能：εr=30.2,Q×f=27 537 GHz(f=6.774 3 GHz),τf=-57.1 μ℃-1,是极具应用前景的低温共烧陶瓷材料。     

化合物微波半导体器件

本文评述化合物微波半导体器件的现状和未来发展。对几种主要的微波器件的原理和结构作了描述。虽然,GaAs基器件无疑占据微波器件的主导地位,但InP基器件也有了重大进展。最近几年化合物微波器件主要沿着如下五个方向进展:(1)更高频高速;(2)更大功率;(3)更低噪声;(4)MMIC和VHSIC;(5)OEIC。与此同时,微波两端器件如Mixer二极管、IMPATT和TED等在毫米波和亚毫米波段仍然是重要的,而GaAsMESFET、MODFET(HEMT)和HBT在微波毫米波器件的研究和发展中更为活跃,三端器件将有希望工作到100GHz。随着InP基工艺技术的成熟,将很快可见到微波和光电子的相互结合。由于MBE和MOCVD的特有能力,可生长原子级平整的超薄层及高质量的三元或四元多层材料而涌现出很多新型器件:PHEMT、HET、RBT、PDB等等。以“能带工程”为基础的微结构研究最终将引导化合物微波器件的新纪元。     

陶瓷材料

0118282掺杂 ZrO_2对(Pb,Ca)(Fe,Nb)O_3陶瓷微波特性的影响[刊]/钟永贵//功能材料与器件学报.—2001,17(2).—187～190(E)研究了 B 位 Zr 掺杂对(Pb_(0.45)Ca_(0.55))(Fe_(1/2)Nb_(1/2))O_3(PCFN)陶瓷的烧结行为、微观结构及微波介电性能的影响。试验结果表明,PCFNZ 陶瓷能在相对较低的温度下烧结(1200℃/2h),在x=0.025时,有较高的Q·f 值,它的微波介电性能:Q·f=9828GHz,ε_r=91,τ_f=9ppm/℃,用这种材料做成的带通滤波器在中心频率为928.4MHz 下,插入损耗为2.469dB,满足插入损耗应小于3dB 的要求。参10