太赫茲頻段兩種陶瓷材料的合成制備及其性能表征.pdf

1、太赫茲(THz)頻率范圍在高頻無線電和紅外線之間，并且是目前手機(jī)通信頻率的一千倍上下，因而它是很好的寬帶信息載體，在局域網(wǎng)、衛(wèi)星間和星地間寬帶移動通信有特別的優(yōu)勢。太赫茲通信技術(shù)能夠獲得相比于現(xiàn)在的GHz超寬帶技術(shù)100-1000倍的傳輸速度，而且與紅外和可見光相比，它的方向性極高以及對云霧的穿透力很強(qiáng)，這就使得在高保密的衛(wèi)星通信上太赫茲通信能以極高的帶寬運(yùn)作。為了滿足太赫茲波通信對材料的需求，本論文系統(tǒng)地研究在太赫茲頻段具有較佳介電性

2、能的兩類陶瓷材料和一個應(yīng)用實例。
　　首先，探討微量ZnO添加對MCT陶瓷的燒結(jié)行為和微波介電性能的影響。發(fā)現(xiàn)微量ZnO添加可以有效降低MCT陶瓷的燒結(jié)溫度，并且能提高陶瓷密度。研究燒結(jié)溫度對于微量添加ZnO的MCT陶瓷介電性能的影響，發(fā)現(xiàn)介電性能隨溫度的升高先增大后減小，說明陶瓷存在最佳燒結(jié)溫度，經(jīng)1260℃燒結(jié)3h時獲得最佳介電性能:εr21.46，Q×f=90，341GHz，τf=-4.26ppm/℃。
　　其次，采用

3、網(wǎng)絡(luò)分析儀擴(kuò)展系統(tǒng)和太赫茲時域光譜系統(tǒng)測試微量添加ZnO的MCT陶瓷樣品的光譜，用于計算得到陶瓷的介電性能和吸收系數(shù)。其中，基于網(wǎng)絡(luò)分析儀擴(kuò)展系統(tǒng)測得陶瓷的光譜，得到陶瓷在0.22THz-0.32THz頻率范圍內(nèi)的介電性能，燒結(jié)溫度為1260℃×3h時，其介電性能優(yōu)異（電容率為17.78，介電損耗為0.0018）;基于太赫茲時域光譜系統(tǒng)測得陶瓷的時域光譜，得到0.2THz-2.5THz頻率范圍內(nèi)的電容率和吸收系數(shù)，陶瓷的電容率隨燒結(jié)溫度

4、的升高先增大后減小，在燒結(jié)溫度為1260℃×3h時，其介電性能優(yōu)異，電容率為18.68，吸收系數(shù)在1THz處為8.52cm-1。
　　同時，研究燒結(jié)溫度對TiO2陶瓷樣品介電性能的影響，TiO2陶瓷的電容率隨燒結(jié)溫度的升高先增大后略有降低并趨于飽和，當(dāng)燒結(jié)溫度1230℃×3h時，電容率最大為102.33，Q×f值達(dá)到最大為42900GHz，對應(yīng)tanδ最小為8.63×10-5;采用太赫茲時域光譜系統(tǒng)測試TiO2陶瓷樣品的反射和透射

5、時域光譜計算得到陶瓷的電容率和吸收系數(shù)。基于太赫茲時域光譜系統(tǒng)測得陶瓷的時域光譜，得到0.2THz-2.5THz頻率范圍內(nèi)的電容率和吸收系數(shù)，在燒結(jié)溫度為1250℃×3h時，其介電性能優(yōu)異（電容率為90.07，吸收系數(shù)在1THz處為38.15cm-1）。
　　最后，基于MCT陶瓷在太赫茲頻段內(nèi)良好的介電性能，以MCT介質(zhì)陶瓷作為中間介質(zhì)層制作一款太赫茲異向介質(zhì)吸收器，其在太赫茲頻段具有良好的吸收性能，試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，但