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Rattling效应:一种影响微波介质陶瓷谐振频率温度系数的新机制
1
作者
唐莹
李洁
+4 位作者
相怀成
方维双
林慧兴
杨俊峰
方亮
《无机材料学报》
北大核心
2025年第6期656-666,共11页
微波介质陶瓷是5G/6G通信技术中关键的基础材料,具有高品质因数(Q×f)、低介电常数(εr)以及近零谐振频率温度系数(τ_(f))的材料逐渐成为研究与开发的重点。然而,绝大多数低εr材料往往具有较负的τ_(f)。本研究首先系统概述了影响...
微波介质陶瓷是5G/6G通信技术中关键的基础材料,具有高品质因数(Q×f)、低介电常数(εr)以及近零谐振频率温度系数(τ_(f))的材料逐渐成为研究与开发的重点。然而,绝大多数低εr材料往往具有较负的τ_(f)。本研究首先系统概述了影响τ_(f)的经典机制,包括离子极化率稀释机制、相变机制、晶胞体积机制、氧多面体畸变度、键能与键性以及键价等结构因素。随后,详细介绍了本团队近期在无相变立方正反石榴石体系中观察到的τ_(f)异常变化现象,提出“Rattling”效应是一种影响微波介质陶瓷τ_(f)的新机制。具有高配位数且弱化学键合的“Rattling”阳离子是影响材料整体微波介电极化和损耗的主要因素,它不仅增大离子极化率和εr,还导致τ_(f)正向偏移,同时降低Q×f。该机制在不同材料体系中得到验证与应用。本研究引入了总离子极化偏差的加权函数新概念,用于评估整个分子“Rattling”和“Compressed”效应对εr的影响,并提出了离子极化率温度系数(ταm)新概念,通过定量化计算从而将影响介电常数温度系数(τε)正负和大小的因素简化为εr、ταm和线膨胀系数αL之间的关系。
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关键词
微波介质陶瓷
Rattling效应
谐振频率温度系数
离子极化率温度系数
影响机制
总离子极化偏差的加权函数
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职称材料
柔性7 nm BaTiO_(3)铁电隧穿结的电学性质研究
2
作者
王琦
方曾远
+1 位作者
韦春树
刘兴鹏
《压电与声光》
北大核心
2025年第2期303-311,共9页
铁电隧穿结器件因其功耗低、响应快及数据读写稳定等特点在非易失性存储器研究领域备受关注。为进一步提高铁电存储器性能,采用脉冲激光沉积技术,通过优化BaTiO_(3)的生长条件,在柔性云母衬底上制备出了7 nm厚度的BaTiO_(3)铁电隧穿结器...
铁电隧穿结器件因其功耗低、响应快及数据读写稳定等特点在非易失性存储器研究领域备受关注。为进一步提高铁电存储器性能,采用脉冲激光沉积技术,通过优化BaTiO_(3)的生长条件,在柔性云母衬底上制备出了7 nm厚度的BaTiO_(3)铁电隧穿结器件,并对其电学性质进行研究。研究发现柔性7 nm BaTiO_(3)铁电隧穿结表现出明显的阻变特性,I-V测试结果表现出典型的滞后特性,不同电压状态下,I-V曲线突出明显的开关特性,读电压仅为0.5 V;在R-V测试中,以10 ms脉宽的方波电压测试了BaTiO_(3)铁电隧穿结的电阻变化,其表现出良好的电阻滞后特性,存在明显的“存储窗口”;在保持特性测试中,电流和电阻在300 s内均维持在稳定状态,体现了良好的保持特性。采用不同导电机制模型对漏电流进行了线性拟合,主要表现为欧姆导电机制、空间电荷限制和肖特发射机制。上述结果验证了柔性BaTiO_(3)忆阻器的可行性,有利于高性能柔性铁电隧穿结器件的实现。
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关键词
铁电隧穿结
非易失性存储
柔性云母衬底
脉冲激光沉积
BaTiO_(3)
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职称材料
题名
Rattling效应:一种影响微波介质陶瓷谐振频率温度系数的新机制
1
作者
唐莹
李洁
相怀成
方维双
林慧兴
杨俊峰
方亮
机构
桂林理工大学材料科学与工程学院
中国科学院上海硅酸盐研究所
广州天极电子科技股份有限公司
出处
《无机材料学报》
北大核心
2025年第6期656-666,共11页
基金
广西科技计划项目(2024GXNSFFA010013,AD24010021)
国家自然科学基金(52362017)。
文摘
微波介质陶瓷是5G/6G通信技术中关键的基础材料,具有高品质因数(Q×f)、低介电常数(εr)以及近零谐振频率温度系数(τ_(f))的材料逐渐成为研究与开发的重点。然而,绝大多数低εr材料往往具有较负的τ_(f)。本研究首先系统概述了影响τ_(f)的经典机制,包括离子极化率稀释机制、相变机制、晶胞体积机制、氧多面体畸变度、键能与键性以及键价等结构因素。随后,详细介绍了本团队近期在无相变立方正反石榴石体系中观察到的τ_(f)异常变化现象,提出“Rattling”效应是一种影响微波介质陶瓷τ_(f)的新机制。具有高配位数且弱化学键合的“Rattling”阳离子是影响材料整体微波介电极化和损耗的主要因素,它不仅增大离子极化率和εr,还导致τ_(f)正向偏移,同时降低Q×f。该机制在不同材料体系中得到验证与应用。本研究引入了总离子极化偏差的加权函数新概念,用于评估整个分子“Rattling”和“Compressed”效应对εr的影响,并提出了离子极化率温度系数(ταm)新概念,通过定量化计算从而将影响介电常数温度系数(τε)正负和大小的因素简化为εr、ταm和线膨胀系数αL之间的关系。
关键词
微波介质陶瓷
Rattling效应
谐振频率温度系数
离子极化率温度系数
影响机制
总离子极化偏差的加权函数
Keywords
microwave dielectric ceramic
Rattling effect
temperature coefficient of resonance frequency
temperature coefficient of ionic polarizability
influence mechanism
weighted function for total ion polarizability deviation
分类号
O484 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
柔性7 nm BaTiO_(3)铁电隧穿结的电学性质研究
2
作者
王琦
方曾远
韦春树
刘兴鹏
机构
临汾职业技术学院
桂林
电子科技
大学信息与通信学院广西
电子
信息材料构效关系重点实验室
广州天极电子科技股份有限公司
出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第2期303-311,共9页
基金
广西电子信息材料构效关系重点实验室自主研究基金(231015-Z)
广西自然科学基金(2023GXNSFBA026216)。
文摘
铁电隧穿结器件因其功耗低、响应快及数据读写稳定等特点在非易失性存储器研究领域备受关注。为进一步提高铁电存储器性能,采用脉冲激光沉积技术,通过优化BaTiO_(3)的生长条件,在柔性云母衬底上制备出了7 nm厚度的BaTiO_(3)铁电隧穿结器件,并对其电学性质进行研究。研究发现柔性7 nm BaTiO_(3)铁电隧穿结表现出明显的阻变特性,I-V测试结果表现出典型的滞后特性,不同电压状态下,I-V曲线突出明显的开关特性,读电压仅为0.5 V;在R-V测试中,以10 ms脉宽的方波电压测试了BaTiO_(3)铁电隧穿结的电阻变化,其表现出良好的电阻滞后特性,存在明显的“存储窗口”;在保持特性测试中,电流和电阻在300 s内均维持在稳定状态,体现了良好的保持特性。采用不同导电机制模型对漏电流进行了线性拟合,主要表现为欧姆导电机制、空间电荷限制和肖特发射机制。上述结果验证了柔性BaTiO_(3)忆阻器的可行性,有利于高性能柔性铁电隧穿结器件的实现。
关键词
铁电隧穿结
非易失性存储
柔性云母衬底
脉冲激光沉积
BaTiO_(3)
Keywords
ferroelectric tunneling junction
nonvolatile storage features
flexible mica substrate
pulsed laser deposition
BaTiO_(3)
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Rattling效应:一种影响微波介质陶瓷谐振频率温度系数的新机制
唐莹
李洁
相怀成
方维双
林慧兴
杨俊峰
方亮
《无机材料学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
柔性7 nm BaTiO_(3)铁电隧穿结的电学性质研究
王琦
方曾远
韦春树
刘兴鹏
《压电与声光》
北大核心
2025
0
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职称材料
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