微波调谐bst铁电复合材料的研究

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1、分类号学号M201172984学校代码10487密级硕士学位论文微波调谐BST铁电复合材料的研究学位申请人：李长年学科专业：物理电子学指导教师：徐业彬教授答辩日期：2014.1.12万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonBSTFerroelectricCompositesforTunableMicrowaveApplicationCandid

2、ate:LiChangnianMajor:PhysicalElectronicsSupervisor:Prof.XuYebinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanurary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明

3、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科

4、技大学硕士学位论文摘要钛酸锶钡（BST）是钙钛矿结构的铁电材料。其良好的介电和铁电性能，如高的介电常数，低介电损耗和高介电性能的可调谐性，已被广泛应用于微波移相器、可调谐滤波器和压控振荡器等微波调谐器件。然而，纯BST铁电陶瓷本身的高介电常数阻碍了其在很多领域的应用。因此，必须在降低钛酸锶钡的介电常数和介电损耗的同时保持较高的调谐率。与低介电常数和损耗的线性介质形成铁电-介电复合材料可以有效的减小材料的介电常数和介电损耗。本论文利用传统的固相烧结工艺制备了Ba0.5Sr0.5TiO3/MgO/Mg3B2O6复合陶

5、瓷和Ba0.45Sr0.55TiO3/MgO/Mg2TiO4复合陶瓷，研究了两者的调谐率及介电性能。结果表明，Ba0.5Sr0.5TiO3/MgO/Mg3B2O6和Ba0.45Sr0.55TiO3/MgO/Mg2TiO4复合陶瓷由立方相的BST、立方相的MgO、正交相的Mg3B2O6或尖晶石结构的Mg2TiO4组成，没有检测到其他杂相。在Ba0.5Sr0.5TiO3/MgO/Mg3B2O6复合陶瓷中，固定Ba0.5Sr0.5TiO3含量不变，随着MgO含量的增加，复合陶瓷的调谐率和Qf值同时增加。Ba0.5Sr

6、0.5TiO3/MgO/Mg3B2O6复合陶瓷的调谐率随着MgO含量的增加从5.9%增加到了8%，其Qf值则从399GHz增加到了554GHz。这有利于在微波调谐方面的应用。在Ba0.45Sr0.55TiO3/MgO/Mg2TiO4复合陶瓷中，随着Mg2TiO4含量的增加，复合陶瓷的介电常数及调谐率都增加，介电损耗则在0.00035到0.0007之间变化。研究了WO3及La2O3掺杂对BST/MgO/Mg2TiO4复合陶瓷介电性能的影响。在Ba0.45Sr0.55TiO3/MgO/Mg2TiO4复合陶瓷中，随着

7、Mg2TiO4含量的增加及MgO含量的降低，复合陶瓷介电常数增加，调谐率增加。WO3和La2O3掺杂可以降低BST/MgO/Mg2TiO4复合陶瓷的介电常数，但其介电损耗增加，调谐率降低。采用以LGD理论为基础，结合极性纳米区取向极化的多重极化模型可以很好的描述偏置电场下复合陶瓷的介电常数的变化。结果表明，上述模型对介电常数与偏置电场的变化分析可能是一种区分BST及相关材料中本征及非本征介电响应的有效方法。关键词：钛酸锶钡铁电复合材料介电常数介电损耗微波特性I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractBar

8、iumstrontiumtitanate(BST)isaperovskite-structuredferroelectricmaterial.Foritsfavorabledielectricandferroelectricpropertiessuchashighdielectricconstant,lowdielectriclossandhightunabilityof