介电可调薄膜材料及压控微波器件研究

利用介电可调薄膜材料的调谐特性研制的介质压控微波器件高频特性好、功率容量大、响应速度快,还有易集成、功耗小、成本低、可靠性高的特点,相比半导体管、铁氧体以及MEMS器件有明显的优势。该文系统介绍了近年来国内外介电可调薄膜材料及压控微波器件的研究进展,并结合作者的工作评述了介电可调薄膜材料和压控微波器件的应用情况。除研究最为集中的钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)材料,还介绍了具有较高调谐率的铋基焦绿石铌酸铋镁Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)薄膜材料,该材料介电损耗低(约0.002),介电常数适中(约86),温度系数小,是一种极具发展前景的微波介电可调材料。

Sr掺杂锆钛酸铅(PSZT)薄膜的电可调性能研究

采用sol-gel工艺制备了Sr掺杂Pb(Zr,Ti)O3薄膜(Pb1-xSrxZr0.52Ti0.48O3,PSZT),研究了Sr含量(x=0.2～0.8)对PSZT薄膜的结构和性能的影响。结果表明:随Sr含量增加,PSZT由四方相转变为立方相,相变温度降低,逐渐由铁电相向顺电相转变。薄膜的εr、可调率和tanδ随Sr含量增加逐渐减小,这与Sr含量的增加导致PSZT薄膜晶格收缩有关。当x(Sr)为0.6时,PSZT薄膜具有较好的综合性能(1MHz):可调率为48%,tanδ为0.02,表明PSZT有望成为电可调微波器件的候选材料。

电可调滤光器光谱图像特征波长的提取方法

根据电可调滤光器光谱特性,以偏最小二乘回归建模为基础,提出了使用波长贡献度初选后进行全组合特征波长提取的方法,并利用基于声光可调滤光器所采集的猪肉光谱图像及其所对应的挥发性盐基氮含量化学指标,对该特征光谱提取方法的性能进行测试验证。结果表明,该算法能够有效确定由电可调滤光器获取的光谱图像的特征波长。

微机电可调光滤波器调谐锁定系统

针对微机电可调光滤波器调谐过程中的振荡现象,给出一种波长调谐锁定系统,利用微控制器实现对光探测器输出信号的监测和对可调光滤波器波长的反馈控制。系统中的控制算法对连续多个监测信号采样值进行平均,可解决滤波器调谐振荡引起的时间延迟问题。在4种波长偏移情况下对系统进行实验测试,波长跟踪锁定时间和误差分别小于50ms和12pm,满足光纤通信应用的要求。

电可调非致冷红外探测原理

传统的红外光谱探测技术能够提供丰富的光谱信息,应用广泛,但该技术同时也存在一定局限性,如很难同步实现探测器小型化和探测波段实时调节等方面的要求.提出了一种基于电可调表面等离子体谐振吸收的新型FET红外探测器结构.基于电磁场理论分析了结构参数对红外光学吸收的影响,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波段的吸收率达到90%以上.栅压变化时VOx热敏层中载流子的浓度分布和折射率均发生变化,显示该器件具有明显的电可调光谱吸收特性.借助于这种FET结构,非制冷红外探测器将具有片上可调光谱探测能力,同时具有易于阵列化特点,为微小型可配置光谱成像探测器件提供了一条思路.

一种磁电可调双通带滤波器

该文结合耦合带滤波器的微波传输原理和铁氧体/压电层合磁电材料的铁磁共振效应,设计了一款应用在2-10GHz频段范围的磁电双可调双通带滤波器。分析了其工作机理,通过HFSS平台进行模拟仿真,结果表明滤波器通带部分的插入损耗约为-3dB,阻带部分最大插入损耗达到-20dB,同时验证了其磁电可调的有效性。

Zn掺杂制备介电可调PST薄膜

采用溶胶凝胶工艺,在ITO透明导电玻璃基板上成功地制备了Zn掺杂的Pb_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(PST)铁电薄膜。XRD结果表明:550℃和600℃不同热处理条件下烧结的薄膜均呈单一的钙钛矿相结构。在不同外加直流电场下测试Zn掺杂PST薄膜的介电性能,研究薄膜的介电可调性与热处理温度及过程的关系。发现550℃条件下制备得到的Zn掺杂PST薄膜几乎没有介电可调性,而在600℃条件下制备的Zn掺杂PST薄膜具有明显的介电可调性。另外,600℃条件下制备的Zn掺杂PST薄膜,其可调性随着保温时间和冷却时间的延长有所增加,介电损耗随保温时间和冷却时间的增大而减小。

预极化对PST薄膜介电可调性的影响

采用溶胶凝胶工艺,在ITO透明导电玻璃基板上成功地制备了Zn掺杂的Pb0.4Sr0.6TiO3(PST)铁电薄膜。利用XRD测定了薄膜的相结构,精密阻抗分析仪研究了薄膜的介电性能。在不同外加直流电场下测试Zn掺杂PST薄膜的介电性能,研究薄膜的介电可调性大小与外加偏压施加顺序的关系。结果表明,该薄膜呈现单一的钙钛矿相结构。发现了在预先施加一个相对较高的预极化电场,薄膜在零电场下的介电常数得到了提高。预极化能更多地激发出介电薄膜中偶极子数目,增大了薄膜在零偏压处的介电常数,从而提高了薄膜的介电可调性,在不同的测试电压下可分别从提高3%到提高45%不等,测试电压越低,表现出来的这种提高就越大。

基于电可调式F-P干涉具的脉冲激光静态干涉

传统激光光谱探测通常采用动态Michelson干涉具来实现,但此类干涉具结构复杂,且需要反复移动内部器件的位置才能实现稳定的干涉。此外,某些激光脉冲的时间宽度较窄,因此,此类动态干涉具无法实现持续时间较短的脉冲激光光谱探测。该文从基于电可调式法布里-珀罗(F-P)干涉具用于脉冲激光光谱探测入手,讨论了交流控制式F-P干涉具的相关参数,并进行了光学测量实验。该文为静态脉冲激光光谱探测技术的实现提供了可靠的理论依据。

使用电可调电阻和精密仪表放大器支持高增益应用

本文介绍了如何使用一个零漂移精密仪表放大器,一对rejustor(电可调电阻)和增益设置电阻实现高精度增益设计的方法。文中以仪表放大器MAX4208为例,介绍了应用实例及结果。

微型32级电可调电容器MAX1474及其应用

介绍数字可编程电容器MAX1474的电特性及其应用。

介电可调材料及其微波应用

基于可调谐材料的微波器件是当前介电应用研究的热点之一,典型的应用包括移相器、天线波束控制、谐振器、滤波器、电压控制振荡器、匹配网络和可调功率分配器等,可调电容器是可调谐微波器件的核心。本综述在比较电容器结构性能优劣的基础上,系统论述了各类材料包括生物聚合物、金属有机框架材料、陶瓷-聚合物复合材料、液晶和氟聚合物的结构与介电可调性能的关系。结果表明,氟聚合物因其机械柔性、易加工和轻质等特点,可成为许多新应用的潜在候选材料。本文也可为微波领域的各类应用在材料选择等方面提供帮助。

压电传感器信号调理及输出芯片设计

为了提高压电传感器测量系统的集成度,采用1μm高压双极—互补金属氧化物半导体—双重扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺,设计了一种适用于压电传感器的信号调理及输出芯片。集成了电压放大型阻抗变换电路、可调增益放大电路、二线制电流输出电路。仿真结果表明:芯片具有输入阻抗高,单位增益带宽大,总增益可调范围广等特点,在12~24 V宽供电范围下可正常工作,耗电仅为3.1 m A。

市电输入可调LED通用照明方案

重点介绍了LED通用照明驱动电路部分,设计了一个市电输入的可调LED通用照明电路,测试LED驱动电路的特性参数。本方案旨在通过分析,作为涉足LED制造产业的入门基础,共同探讨学习LED。

基于石墨烯的双频可调太赫兹吸波器

通过对2个石墨烯圆盘同时设置不同的化学势以及保持一个圆盘化学势不变,将另一个圆盘设置不同的化学势,分别实现了双频吸收器结构共振频率的同时调节和每一个频率的单独调节。同时该结构为极化不敏感吸收器,并且在60°范围内都能保持较好的吸收效果。该结构为设计可调频带吸收器提供了新的思路,在多幅调制器、成像和传感等领域具有广阔的应用前景。

带隙可调铌酸钾基铁电薄膜制备与物性研究

以钡镍元素共掺形成的铌酸钾-铌镍酸钡薄膜(1-x)KNbO_(3)-xBaNi_(0.5)Nb_(0.5)O_(3-δ)(KNxBNNO)为主要研究对象,围绕其材料发展趋势:高质量铌酸钾-铌镍酸钡薄膜材料的关键制备技术、铌酸钾-铌镍酸钡薄膜的微结构、元素化合价和拉曼声子模式等内容进行了研究.

可调介质超材料研究进展

超材料由于具有自然界材料所不具备的一些独特的电磁和光学特性而被广泛关注与研究。相比于传统金属结构超材料,介质超材料不仅可以低损耗地实现超常电磁特性,而且对外场具有很高的敏感度,其电磁参数随磁场、电场、温度等外场的变化而改变,因而受到了功能材料和信息器件领域研究者的广泛关注。分别从磁可调、电可调和温度可调3个方面介绍可调介质超材料。首先,对于磁可调介质超材料,介绍了基于铁氧体的多种磁可调结构的研究进展以及铁磁谐振原理;其次,对于电可调介质超材料,介绍了基于石墨烯、变容二极管和液晶材料的多种电可调结构的研究进展;最后,对于温度可调介质超材料,介绍了基于二氧化钒、锑化铟和钛酸锶材料实现温度可调性能的研究进展及其相应物理机制,并展望了可调介质超材料的发展趋势和潜在应用。

一种用于FPGA的高精度带隙基准电路

现场可编辑逻辑门阵列(Field Programmable Logic Array,FPGA)具有集高带宽、强信息处理能力等优点,为5G通讯、云计算、物联网等热门领域的信号转换、传输等做出了不可忽视的贡献。高性能的FPGA常采用低工艺节点的鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)进行设计与制造,且内嵌有带隙基准(Bandgap Voltage Reference,Bandgap)电路,为内部数字和模拟电路提供稳定、高质量地偏置电压。然而FinFET工艺下的晶体管、电阻等器件的各项参数对工艺角、温度的变化更加敏感,使得带隙基准的温度补偿电路的设计会更加困难,且在大规模芯片生产中可能会出现良品率低的问题。作为一种超大规模的数模混合电路,FPGA可通过预留的接口,经由互连线访问和修改内部寄存器的值。基于FPGA的这种高度可编程的特点,本文提出了一种带可调补偿电流的高精度带隙基准电路。通过FPGA内部互联逻辑控制补偿电流的大小,对不同工艺角下的基准电压进行精准的温度补偿,输出对温度变化不敏感的高精度参考电压。

Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。

基于枝节线加载谐振器的可调滤波器设计

传统基于变容二极管的双频电可调滤波器由于外部容值的加入,该类滤波器的插损变大,同时相对带宽锐减。基于多模谐振器结构,提出了一种新型的工作频段独立、电可调的双频带通滤波器。该滤波器由短路枝节线加载谐振器和一对1/4波长谐振器组成。在各自的谐振器末端加载带有变容二极管的外部偏置电路,1/4波长谐振器构成第一通带,短路枝节线加载谐振器构成第二通带,两通带之间互不干扰,单独调节。应用奇偶模分析法及调节耦合间距的方法,确保双通带均出现两个极点,保证其带宽的稳定性。该电可调滤波器第一通带可调范围为0.7~0.85 GHz,第二通带可调范围为0.9~1.05 GHz,同时双频带的相对带宽基本保持在10%以上,较以往的双频电可调滤波器,该款滤波器的相对带宽有了较为明显的提升。