式中,T d 表示信号延迟,K为系数,DK表示介质材料的介电常数。可以看出,材料的介电常数越低,信号延迟越低,信号保真度越高。因此,在第五代通信技术深入发展的背景下,使用低k材料成为降低信号滞后时间的有效途径。一般在微电子领域常用的介质材料都是介电常数相对较低的材料。低介电材料是指介电常数高于空气(1)而低于二氧化硅(3.9)的材料,其值范围在1~3.9之间。低介电聚合物材料因具有易加工、热稳定性、电绝缘性等优点,被广泛应用于电子电工、电子集成、印刷电路板、通讯材料等领域。目前已知聚四氟乙烯(PTFE)[6, 7]、液晶聚合物(LCP)[8 – 10]、聚酰亚胺(PI)[11 – 14]等已广泛应用于电路板基材,环氧树脂、氰酸酯树脂等也作为优良的胶粘剂广泛用于电子设备的封装材料[15 – 17]。图1为环氧树脂、氰酸酯树脂和聚四氟乙烯的介电性能。
摘要 :近年来,天然纤维越来越广泛地用作聚合物复合材料的增强材料,以生产低成本产品。聚合物基质中的纤维增强材料使复合材料具有良好的机械和电气性能。根据等级和方向,复合材料的重量可以是钢的五分之一,同时提供相似或更好的刚度和强度。此外,与钢或铝不同,复合材料不会生锈或腐蚀。复合材料的增强相具有耐久性、强度和刚度。复合材料传统上被用作结构材料。由于电气行业的不断发展,复合材料越来越多地用于电气应用,例如套管、断路器、耦合电容器等。由于性能要求的巨大差异,结构和电气复合材料的设计参数有很大不同。根据应用,结构复合材料。结构复合材料优先考虑足够的强度和模量,而电气复合材料优先考虑优异的介电常数、热导率和低热膨胀以及屏蔽效能。在电气行业,低密度是理想的,因为它可以减轻重量。还要求具有较高的强度重量比和介电性能。本文简要回顾了聚合物复合材料的性能及其在高压工业中的应用。
随着技术开发的发展,聚合物在开发能量收集和机电设备方面正在备受考虑。聚乙烯氟化物(通常称为氟聚合物家族的半晶体聚合物PVDF)在研究界中引起了极大的兴趣。这种聚合物对具有出色的压电和介电性能的研究人员感到惊讶。除此之外,诸如出色的热稳定性,柔性处理,防腐蚀和机械强度等特性使它们更适合于诸如可穿戴传感器,纳米生成器,旋转阀超滤膜和锂离子电池中的分离器等应用。此外,在通过其电气性能深入探索时,PVDF是铁电绝缘矩阵,主要在绝缘材料中采用。,但很少有研究人员导致将某些填充物纳入PVDF可以改善其电活性晶体,而无需外部脉动过程。这种增强功能增强了他们的压电性能,使其成为多功能应用的高级聚合物,例如电磁干扰(EMI),声传感器,能量存储和智能支架的屏蔽材料。因此,本综述将PVDF作为多功能应用的高级聚合物。
利用频域干涉法和从头算分子动力学研究了非晶态碲化锗薄膜对飞秒激光激发的亚皮秒响应。表面动力学的时间分辨测量揭示了薄膜的收缩,其介电性能响应速度超过 300 fs。非平衡条件下的系统从头算分子动力学模拟使我们能够检索离子温度从 300 K 到 1100 K 以及电子分布宽度从 0.001 eV 到 1.0 eV 的原子构型。通过深入分析角度分布、声子模式和对分布函数来表征结构的局部有序性,这证明了向新的非晶态电子激发态的转变,该激发态在键合/结构上接近液态。我们的研究结果为涉及两个重要过程的硫族化物材料中的光学高激发态提供了新的见解:存储器件中的相变材料和静态场引起的 Ovonic 阈值开关现象。
摘要:在电缆中的绝缘层的交联聚乙烯(XLPE)的广泛使用可能归因于其出色的机械和介电性能。为了定量评估热老化后XLPE的绝缘状态,建立了加速的热老化实验平台。极化和去极化电流(PDC)以及在不同老化持续时间下XLPE绝缘裂纹时的伸长率。XLPE绝缘状态取决于断裂保留率(ER%)的伸长率。基于扩展的Debye模型,本文提出了稳定的松弛电荷数量和0.1 Hz的耗散因子,以评估XLPE的绝缘状态。结果表明,XLPE绝缘的ER%随着衰老程度的增长而降低。XLPE绝缘的极化和去极化电流将随着热老化而明显增加。电导率和陷阱水平密度也将增加。扩展Debye模型的分支数量增加,并出现新的极化类型。在本文提出的0.1 Hz处的稳定的松弛电荷量和耗散因子与XLPE绝缘的ER%具有良好的拟合关系,可以有效地评估XLPE绝缘的热老化状态。
柔性设备的研发仍任重道远,并且充满了障碍,严重阻碍了此类系统的发展。[3] 在主要的限制因素中,我们可以观察到,迫切需要有效的策略来在柔性基板上获得导电路径。[4] 此外,即使柔性是强制性的,可拉伸基板也更受欢迎,因为便携式设备领域正在朝着可穿戴配置的方向发展。这意味着不可能将柔性和拉伸性分开。在这种背景下,在石墨烯基材料大家族中,激光诱导石墨烯应运而生[5],成为制造柔性电子设备最有前途的材料之一。[6] 然而,尽管在新基板上开发 LIG 付出了无数努力,但仍然缺乏适用于激光石墨化的可拉伸聚合物。[7] 事实上,到目前为止,还没有观察到弹性基板石墨化的证据。就弹性体聚合物家族而言,聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 是微系统技术中最受欢迎的弹性体材料,因为它具有诱人的物理和化学特性,例如弹性、低至 220 nm 的光学透明度、可调的表面化学性质、低水渗透性但高气体渗透性和高介电性能。此外,它是一种经济高效的材料,可用于开发可靠的大规模复制技术。[8]
在固体物理学和凝聚态物理学中,态密度 (DOS) 量化了所考虑材料中易被占据并具有确定能量的电子态的数量。只要知道色散关系,就可以计算出这个量。可以为各种各样的系统计算 DOS。某些量子系统由于其晶体结构而具有对称性,这简化了 DOS 的计算。总 DOS 是一个允许确定材料电子传导特性的参数。对于晶体中的每个原子,我们确定一个半径为的球体,在该球体内部,我们将电子密度投影到球谐函数(类型:s、p、d 或 f)上。部分 DOS 用于识别晶体中化学键的结构。使用 DFT(密度泛函理论)对单斜 ZrO 2 (m-ZrO 2 ) 的电荷密度和 DOS 进行了第一性原理研究,其中 m-GGA (TPSS) 函数用于交换关联势、伪势 (PP) 近似和 STO (斯莱特类型轨道) 作为集成在 ADF-BAND 代码中的基本函数。氧化锆 (ZrO 2 ) 是一种高 k 电介质 (k 25 和 E g 6 eV)。ZrO 2 是一种很有前途的高 k 电介质候选材料,可取代 SiO 2 作为 CMOS 中的栅极氧化物,因为它兼具出色的机械、热、化学和介电性能。
量子点(QD)在液晶(LC)培养基中的分散可以有效地修改其介电和电光特性,这些特性在基于LC的显示以及非放置应用程序中很有用。在这里,我们报道了钙钛矿量子点(PQD)掺杂对列液晶(NLC)材料的介电性能的影响,即Zli-1565在其整个列和各向同性相。纯NLC的介电参数及其具有PQD的复合材料(0.1 wt。%,0.25 wt。%和0.5 wt。%)。与纯NLC相比,由于移动离子密度的增长,复合材料的介电介电常数(ɛʹ)和介电损耗(ɛʺ)的值增加。纯NLC的损耗因子(tanδ)的光谱峰随着PQD的添加向高频区域移动。此外,还评估了纯NLC和0.25 wt。%PQDS-NLC复合材料的温度依赖性介电参数(即最佳浓度)。此外,还评估了纯样品和0.25 wt。%复合材料的介电性各向异性和阈值电压。与纯净NLC相比,这里要注意的一点是,与纯NLC相比,清除温度(T n-I)的复合材料的清除温度(T N-I)减少了4°C。在这种PQDS-NLC复合材料上获得的结果可用于具有可调介电特征的基于NLC的电气设备。
光电子学与先进材料杂志 第 24 卷,第 1-2 期,2022 年 1 月 - 2 月,第 69-73 页 传统固相法合成的 Zn 掺杂钛酸钡陶瓷的结构和电学性能研究 EHSAN UL HAQ 1、MUHAMMAD RAMZAN ABDUL KARIM 2,*、KHURRAM IMRAN KHAN 2,*、WASEEM AKRAM 1、SYED SHABBAR HASSAN 1、FAHAD KASHIF 1 1 巴基斯坦拉合尔工程技术大学冶金与材料工程系,邮编 54890 2 巴基斯坦托皮-23640 GIK 工程科学与技术研究所材料与化学工程学院 钛酸钡 (BaTiO 3 ) 是一种具有压电和铁电性能的突出陶瓷材料。尽管在执行器、光电子器件和电容器中有着广泛的应用,但 BaTiO 3 的高响应时间和介电损耗限制了它的有效利用。氧化锌 (ZnO) 已成为多项研究中控制压电材料晶粒生长行为和介电性能的首选掺杂剂。在本研究中,通过常规固态方法将 0.02 wt.% 至 0.08 wt.% 的各种 ZnO 浓度添加到钛酸钡 (BaTiO 3 ) 中,然后在 1150 o C 下烧结 2 小时。在 X 射线衍射 (XRD) 分析中,所有掺杂剂浓度均未检测到第二相,表明所有添加的 ZnO 都已融入 BaTiO 3 中形成化学配方为 BaZn x Ti 1-
摘要 本研究获得了基于铁电磁 PbFe 1/2 Nb 1/2 O 3 粉末和铁氧体粉末(锌镍铁氧体,NiZnFeO 4 )的多铁性(铁电-铁磁)复合材料(PFN-铁氧体)。陶瓷 PFN-铁氧体复合材料由 90% 粉末 PFN 材料和 10% 粉末 NiZnFeO 4 铁氧体组成。陶瓷粉末采用传统工艺方法合成,采用粉末煅烧,而复合粉末的致密化(烧结)采用两种不同的方法进行:(1)自由烧结法(FS)和(2)放电等离子烧结(SPS)。对复合 PFN-铁氧体样品进行了热测试,包括直流电导率和介电性能。此外,还在室温下测试了复合材料样品的 XRD、SEM、EDS (能量色散谱) 和铁电性能 (磁滞回线)。在工作中,对用两种方法获得的 PFN-铁氧体复合材料样品的测量结果进行了比较。多铁性陶瓷复合材料的 X 射线检查证实了来自复合材料铁电 (PFN) 基质的强衍射峰以及由铁氧体组分引起的弱峰。同时,研究表明不存在其他不良相。这项研究的结果表明,通过两种不同的烧结技术 (自由烧结法和放电等离子烧结技术) 获得的陶瓷复合材料可以成为功能应用的有前途的材料,例如,用于磁场和电场传感器。
