高介电常数材料和噪声抑制材料太赫兹光谱测量

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1、高介电常数材料和噪声抑制材料太赫兹光谱测量1绪论电子科学技术的不断发展使高性能计算机和电子设备对电子材料性能的要求越来越高，其中材料的介电常数是评价和衡量材料性能的重要参数之一。高介电常数材料可以减小元器件体积，实现产品多功能化和高速化从而对计算机和电子工业深远的影响。同时随着计算机和电子设备的性能的提高，工作频率也不断提高，集成度的提高必然带来电磁兼容的问题，对电子设备的抗干扰能力也提出了更高的要求，对设备间的噪声抑制也提出了更高的要求。电子工业早期为了适用电气工程越来越高的要求、改进电绝缘材料的性能，对电介质材料进行了系统的研究

2、，尤其是对在不同场强，不同频率下的电介质性质的研究。二十世纪三十年代，主要研究绝缘材料和绝缘体的损耗、节点常数、击穿和电导等性能。之后，随着电子技术的发展和新技术如激光红外的发展，电介质的应用已经突破了绝缘材料的范畴，向着研究其内部极化机理的研究发展。进入二十一世纪，随着基础研究的不断深入，出现了大量新型的电介质材料。其中，固态电解质由于其固有的特点被广泛应用，如压电性，热释电性，电致伸缩性，铁电性等等。晶体的电光性质、铁电性质和机电性质仍是当前无机电介质晶体的研究重点。早期的研究NiO基高介电常数材料的是南策文将Li和Ti掺于Ni

3、O形成高介电材料[1]。介电损耗和介电常数随温度变化而变化，在低于300K时介电常数会突然下降，其原因是材料中的晶界层电容效应，也就是麦克斯韦瓦格纳（Maxwong等对此新型高介电常数材料做了细致的研究。不同学者对高介电常数的材料的研究还存在着数量级别的差距[4]，这是因为实验过程的不同实验方法的不同实验制备工艺不同引起的。解释LANO高介电常数的形成机理尽管理论不相同，但实验制备的过程也起着重要的作用，不同的制备方法，可能会得到数量级别的差距。羰基铁粉具有粒度细，纯度高，外观为灰色粉末，颗粒呈现圆球状，广泛应用于微波吸收材料和无线

4、电设备、导航仪器和雷达设备中，是制造磁芯、电磁屏蔽材料的重要原料。磷化羰基铁粉是羰基铁粉磷化处理后得到的，除了具有后者的性质外，还具有更加良好的电磁性能。首先发现的羰基镍是在19世纪末有科学家蒙的和兰格尔。一氧化碳能与过渡元素如镍钴铁等发生反应产物为羰基化合物，羰基化合物在严格情况下加热分解，可以得到杂质少粒度细而又活性高的羰基粉体。由五羰基铁通过气体精炼的热分解技术可以获取超微粉末。羰基粉体及经过磷化处理的磷化羰基粉体和经过还原处理掉还原羰基粉体是羰基铁粉的主要类型。由于其不同的特性，羰基粉体有着广泛的应用。太赫兹（THZ）探测技

5、术的快速发展得益于激光技术尤其是超快激光技术的发展，激光技术的发展提供了稳定而有可靠的太赫兹脉冲，因此对于太赫兹这一波段也有着不断深入的了解。相比于传统的X射线衍射探测技术（XRD）和红外光谱技术，太赫兹具有的优点使其在很多领域如基础研究工业级军事应用有着深入的应用，并不断的向其他领域如物理、生物、医学、微电子等应用。太赫兹光谱探测对于物质结构有着特殊的意义，太赫兹的反射和透射光谱能反映出丰富的材料信息，包括物理和化学信息。太赫兹同传统的红外光谱探测和X射线衍射探测（XRD）技术相比优点主要体现在：一，太赫兹具有极高的瞬态性和较宽的

6、宽带性，太赫兹的脉宽在皮秒级，瞬态好，脉宽短，因能够有效抑制背景噪声而具有较高的信噪比。2高介电常数材料噪声抑制材料及测量系统简介2.1高介电常数材料的的基本性质和制备方法首先介绍评价高介电常数材料的基本物理量，如电容、介电常数、电介质的极化和电介质的击穿等物理概念。电容是表征孤立带电体提高单位电压所需要的电量的物理量，电容的大小是其储存电荷能力的体现。一个元器件的电容并非一成不变的，会受到周围导体的影响，最明显的现象就是静电感应现象。在不带电的导体附近引入一个带电导体，不带电导体会产生感应电荷，而产生的感应电荷反过来会影响原带电导

7、体的电荷分布。根据这种现象可以制作电容器。电容器中间是由电介质填充的，电介质的性质可以影响电容器电容的大小。经典的平板电容器电容C=εA/d，其中ε为介电常数，A为平板面积，d为平板间距。由此可见，介电常数的大小直接决定了电容器电容的大小。介电常数ε的大小反应的是电介质在电场作用下的极化能力，介电常数越大，电容器就可以做的越小，因为相同电容下需要的电介质就体积就越小。电介质的极化现象可以解释为电容器的极板与电介质产生极化电荷，其中电介质的负电荷产生在贴近电容器正极板的表面，同时电介质的

8、正电荷产生在贴近电容器负极板的表面。电介质的电荷与极板的电荷是异号的，会抵消靠近极板的电荷，因此电源要提供足够的电荷来弥补这种抵消作用。所以束缚电荷的产生，增加了电容器上的电荷，维持了极板电压的恒定。因此，制作高介电常数材料对于电容器