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电容式射频微机电系统开关损耗机制(英文)

强激光与粒子束 2015年第2期27卷 170-175页

作者：李沐华赵嘉昊尤政清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室微纳制造、器件与系统协同创新中心北京100084

插入损耗是射频微机电系统(RF MEMS)开关的关键性能指标之一。电容式RF MEMS开关是一种适合高频应用的开关器件,对其损耗机制进行了研究。电容式RF MEMS开关的射频损耗主要包括四部分:信号线的导体损耗、衬底损耗、辐射损耗以及MEMS桥... 详细信息

插入损耗是射频微机电系统(RF MEMS)开关的关键性能指标之一。电容式RF MEMS开关是一种适合高频应用的开关器件,对其损耗机制进行了研究。电容式RF MEMS开关的射频损耗主要包括四部分:信号线的导体损耗、衬底损耗、辐射损耗以及MEMS桥损耗。对电容式RF MEMS开关建立了损耗模型并进行了数值计算,同时在HFSS有限元软件中进行了电磁仿真,数值计算结果和有限元仿真结果较好的吻合。此外,对影响电容式RF MEMS开关插入损耗的因素进行了分析,结果表明,高阻抗的衬底、200μm左右的导体宽度、较小的导体厚度以及较小的up态电容能够降低开关的插入损耗,提高开关的射频性能。

关键词：损耗机制射频微机电系统电容式开关共面波导

MXene及其复合吸波材料组成与结构的研究进展

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复合材料学报 2023年第6期40卷 3167-3186页

作者：朱莉莉康帅胡祖明于俊荣王彦东华大学纤维材料改性国家重点实验室上海201620

电子设备的日益普及加剧了电磁波污染问题,开发电磁波吸收材料不仅能够保护人体和精密设备免受电磁波干扰,也能减少电磁波的二次污染,无论民用还是军事上都有巨大研究意义。MXene是一种新型的具有类石墨烯结构的二维纳米片层材料,具有... 详细信息

电子设备的日益普及加剧了电磁波污染问题,开发电磁波吸收材料不仅能够保护人体和精密设备免受电磁波干扰,也能减少电磁波的二次污染,无论民用还是军事上都有巨大研究意义。MXene是一种新型的具有类石墨烯结构的二维纳米片层材料,具有较大的横纵比、可调节的导电性和丰富的官能团,可用于研究高性能电磁波吸收材料。本文综述了MXene的化学组成及其在吸波领域的研究进展,详细介绍了吸波材料的损耗机制,并分别从微观结构和宏观形态对MXene基复合吸波材料进行了归纳和分析,最后在损耗机制、结构和多功能等方面对MXene及其复合吸波材料的未来发展方向进行了展望。

关键词： MXene 吸波复合材料损耗机制吸波性能

活性胶体马达的研究进展及其在电磁波吸收领域的应用展望

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化学学报 2023年第10期81卷 1394-1401页

作者：郑靖刘金坤罗淳译曾国超吴广磊侯旭厦门大学化学化工学院厦门361005 青岛大学材料科学与工程学院青岛266071 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005 厦门大学物理科学与技术学院厦门361005 福建能源材料科学与技术创新实验室厦门361102

活性胶体马达是一种可以自驱动运动的微纳米粒子,具有执行微纳尺度复杂任务的能力,在环境修复、生物医学应用及微纳制造等多个领域显示出了巨大的应用潜力.梳理了活性胶体马达的发展历程及其最新研究进展,讨论了其在不同环境下的驱动机... 详细信息

活性胶体马达是一种可以自驱动运动的微纳米粒子,具有执行微纳尺度复杂任务的能力,在环境修复、生物医学应用及微纳制造等多个领域显示出了巨大的应用潜力.梳理了活性胶体马达的发展历程及其最新研究进展,讨论了其在不同环境下的驱动机制以及新型胶体马达的开发与其在不同领域的应用探究.最后,基于活性胶体马达和电磁波吸收材料的工作原理,对其应用于电磁波吸收领域的可能性进行了展望,包括活性胶体马达用于电磁波吸收领域的作用机制和可能的制备策略,并对其潜在的性能及新功能应用提出了设想.

关键词：活性物质胶体马达驱动机制电磁波吸收损耗机制

二维Fe_(5)GeTe_(2)单晶的大量制备及吸波性能研究

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包装工程 2023年第23期44卷 275-282页

作者：高平柯亚娇徐逸凡闫金铃王嘉赋武汉理工大学理学院武汉430070 武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院武汉430070

目的快速制备克量级、高质量的二维磁性Fe_(5)GeTe_(2)单晶,并开发具有范德华结构、室温铁磁性及优异微波吸收性能的新型吸波材料。方法通过调控输运剂的含量,并缩短化学气相传输法的恒温段时长,以探索高质量Fe_(5)GeTe_(2)单晶的快速... 详细信息

目的快速制备克量级、高质量的二维磁性Fe_(5)GeTe_(2)单晶,并开发具有范德华结构、室温铁磁性及优异微波吸收性能的新型吸波材料。方法通过调控输运剂的含量,并缩短化学气相传输法的恒温段时长,以探索高质量Fe_(5)GeTe_(2)单晶的快速、制备量大的方法。将Fe_(5)GeTe_(2)单晶与石蜡按不同质量分数混合后,通过同轴线测试法分析其微波性能。结果成功制备了克量级、高质量的Fe_(5)GeTe_(2)单晶样品。借助矢量分析仪的同轴线测试法研究Fe_(5)GeTe_(2)单晶的微波损耗性能发现,当Fe_(5)GeTe_(2)的质量分数为30%时,Fe_(5)GeTe_(2)的吸波特性较差,最佳反射损耗值仅为−4.8 dB;当Fe_(5)GeTe_(2)的质量分数达到70%时,Fe_(5)GeTe_(2)载荷的增加导致界面极化增强,并改善了阻抗匹配。电磁波顺利进入吸波剂内部,并以介电损耗和磁损耗的形式耗散掉,吸波性能得到极大提升,最佳反射损耗值达到了−35.5 dB。结论成功制备了克量级、高质量Fe_(5)GeTe_(2)单晶样品,为该二维磁性材料的基础物性研究提供了一个良好的物质基础,其优异的微波吸收特性归因于良好的阻抗匹配和多种损耗机制的协同作用。具有室温磁性的Fe_(5)GeTe_(2)是一种具有优异性能的新型吸波材料,也为复合吸波剂的研究提供了多种选择。

关键词：微波吸收损耗机制阻抗匹配二维材料室温磁性

复合吸波剂增强铁尾矿水泥基吸波材料的吸波机理与制备方法

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金属矿山 2022年第6期51卷 216-224页

作者：王荣李华伟杨惠婷孙浩旭胡昌斌武夷学院土木工程与建筑学院福建武夷山354300 福州大学土木工程学院福建福州350100

针对目前水泥基吸波材料制备成本高且吸波机制不明确的问题,以矿山固废资源铁尾矿作为吸波填充材料,钢纤维与炭黑作为复合吸波剂制备水泥基材料,通过调整钢纤维与炭黑复合吸波剂的配比,探究复合吸波剂对掺铁尾矿水泥基材料吸波性能的影... 详细信息

针对目前水泥基吸波材料制备成本高且吸波机制不明确的问题,以矿山固废资源铁尾矿作为吸波填充材料,钢纤维与炭黑作为复合吸波剂制备水泥基材料,通过调整钢纤维与炭黑复合吸波剂的配比,探究复合吸波剂对掺铁尾矿水泥基材料吸波性能的影响规律。利用矢量网络分析仪测定材料的电磁参数,基于电磁损耗与反射损失机理分析,探究材料的吸波机理,采用匹配厚度调控方法,制备出具有优良吸波性能的水泥基复合材料。研究表明:铁尾矿中含有的磁性组分能够显著提升水泥基材料的吸波性能;钢纤维与炭黑配置的复合吸波剂能够优化掺铁尾矿水泥基材料的电磁损耗机制,并改善材料的阻抗匹配特性与损耗衰减特性;基于厚度调控方法,当钢纤维体积分数为0.25%、炭黑质量分数为1.5%时,制备出的14 mm厚度吸波材料,最小反射率达到-32.16 d B,有效带宽占比72.3%。

关键词：吸波材料铁尾矿复合吸波剂损耗机制调控方法

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过渡金属基复合物制备及吸波性能研究

过渡金属基复合物制备及吸波性能研究

作者：杨超杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,大量电磁设备应运而生,带来了电磁污染和危害,为了衰减电磁波、降低危害,电磁波吸收材料逐渐成为人们的科研热点。传统的吸波材料难以满足轻量化的生产要求。因此,研制具有“薄厚度、轻质量、宽频带、强吸收”性能的吸... 详细信息

随着科技的发展,大量电磁设备应运而生,带来了电磁污染和危害,为了衰减电磁波、降低危害,电磁波吸收材料逐渐成为人们的科研热点。传统的吸波材料难以满足轻量化的生产要求。因此,研制具有“薄厚度、轻质量、宽频带、强吸收”性能的吸收材料成为了时代需求。在吸波材料中,单一材料由于损耗机制单一、吸收频带窄及密度大等缺点难以同时满足“薄、轻、宽、强”要求。而复合型吸波材料不仅能够保持各自组分的优点,还能弥补缺点。过渡金属(如铁、钴、镍)因为成本低廉、来源广泛、较好的稳定性及磁性强而被广泛青睐。同时碳材料密度小、导电导热性好;二氧化钛材料热稳定性、耐腐蚀性、化学稳定性好,且这两类材料介电常数高。因此本论文中,我们制备了复合型吸波材料,利用它们彼此的优点,吸波性能获得了显著提升,本文的主要研究内容及结果凝练如下:(1)过渡金属(Ni)与碳材料复合。通过高温热解法制备了Ni@C,研究了不同Ni质量分数比对吸波性能的影响,并在此基础上讨论了Ni@C吸波损耗机制。通过实验结果分析,我们发现当Ni含量增加到4.5 wt%,颗粒尺寸主要仍为单原子尺寸,最小反射损耗大于-10 d B。当增大至15 wt%,Ni金属明显团聚成纳米颗粒,最小反射损耗可达-42d B。实验结果表明,Ni@C-15 wt%由于形成了纳米颗粒增大了界面极化、改善了阻抗匹配,因而提升了材料吸波性能。(2)在(1)的基础上,我们同样采用高温热解法制备了多尺度Fe Ni@C,研究了Ni与Fe不同摩尔比对吸波性能的影响,并分析了损耗机理。通过吸波性能的测试,Fe Ni@C5:8最小反射损耗达-21.6 d B。衰减机制的研究表明,Fe Ni@C 5:8由于多尺度材料的协同效应,具有良好的电磁阻抗匹配,且与四分之一波长干涉相消理论匹配良好,进而提升吸波性能。(3)过渡金属氧化物(FeO)与TiO复合。我们通过一步水热法制备了不同尺寸的FeO,并用溶胶-凝胶法包覆了Ti O。研究了不同尺寸FeO的吸波性能,并进一步探究了FeO@Ti O的吸波性能与损耗机制。实验表明,不同粒径FeO有较好的吸波性能归结于散射路径的增加及多极化。FeO@Ti O材料进一步增大了有效带宽,FeO-5.5@Ti O最小反射损耗为-51.2 d B,小于-10 d B的有效带宽为5.36 GHz。这得益于Ti O的存在增大了界面极化,促进了复合材料的多损耗机制协同效应,改善了阻抗匹配。

关键词：吸波材料过渡金属损耗机制反射损耗阻抗匹配

三维机织复合材料超结构设计及电磁波吸收特性研究

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三维机织复合材料超结构设计及电磁波吸收特性研究

作者：乔也天津工业大学

学位级别：硕士

随着隐身技术的快速发展,雷达吸波材料逐渐成为研究人员研究的重点。超材料的人工周期单元可赋予其独特的电磁特性,因此,雷达吸波材料的结构设计常常采用超材料设计理念。基于此,本论文以铁磁微丝为电磁功能相,利用纺织结构特有空间排... 详细信息

随着隐身技术的快速发展,雷达吸波材料逐渐成为研究人员研究的重点。超材料的人工周期单元可赋予其独特的电磁特性,因此,雷达吸波材料的结构设计常常采用超材料设计理念。基于此,本论文以铁磁微丝为电磁功能相,利用纺织结构特有空间排布规律,设计并制备出一类兼具电磁-力学特征的功能一体化三维机织超复合材料。在2.5D角联锁织物织造过程中引入纬向铁磁微丝功能相,通过调整功能相之间的间距改变超材料单元参数,从而对超复合材料的电磁响应及其作用机制进行研究。采用实验测试和CST Microwave Studio模拟建立起三维机织超复合材料内铁磁微丝间距与电磁响应之间的关系。研究发现,具有2mm间距的三维机织超复合材料的高微波吸收源于其优异的阻抗匹配,功率损耗则是由介电损耗和磁损耗共同引起。此外,通过三维铁磁微丝超材料单元等效的并联RLC电路中可以发现,电路增强了铁磁微丝之间电磁波的多重反射和吸收,可最终实现三维机织超复合材料的高微波吸收。为了研究三维机织超复合材料中铁磁微丝超材料单元受磁场方向的影响,本论文设计并制备了一系列功能相与磁场方向呈不同夹角的三维机织超复合材料,夹角范围为90°至165°。通过实验和CST Microwave Studio模拟分析,揭示出夹角关系在X和Ku波段中的电磁响应特性和微波吸收机理。研究发现:铁磁微丝的排列角度可以调节复介电常数,介电谐振可促使X波段下角度为90°和105°的三维机织超复合材料出现负介电常数。电偶极极化和弛豫极化是三维机织超复合材料介电损耗的主要来源,交换共振和自然共振是三维机织超复合材料磁损耗的主要来源。三维机织超复合材料吸波阈值角度为135°,通过调控复合材料厚度可以进一步扩展吸收频宽。为了研究三维机织超复合材料在冲击作用下的电磁损伤容限,本论文对10J冲击载荷下的复合材料进行研究,分析在三类典型区域内(冲击中心、冲击边缘和无冲击区域)冲击损伤对电磁特性及其变化趋势的影响。研究发现,在X波段下,冲击前后的三维机织超复合材料均呈现负介电常数。共振频率可以通过冲击位置来进行调整。在Ku波段下,介电常数向正方向移动,受冲击影响较小。通过仿真和等效并联RLC电路分析发现:冲击引起的铁磁微丝重构导致等效并联RLC电路重新排列,损伤并不会导致结构的失效,因此有助于冲击后的电磁响应和吸收率保持,此类三维机织超复合材料表现出较高的电磁损伤容限。

关键词：铁磁微丝超复合材料微波吸收阻抗匹配损耗机制 RLC电路

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新型碳系吸波涂层材料研究进展

表面技术 2017年第3期46卷 165-171页

作者：陶睿刘朝辉班国东林锐丁逸栋杨洪波后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311

作为解决电磁污染问题与实现装备战场隐身的有效手段,吸波涂层材料具有广泛的应用前景。碳系材料因其广泛的来源、简单的制备工艺、低密度、高导电率等优点,在吸波涂层材料领域受到国内外研究人员的高度重视。对吸波涂层材料的损耗机制... 详细信息

作为解决电磁污染问题与实现装备战场隐身的有效手段,吸波涂层材料具有广泛的应用前景。碳系材料因其广泛的来源、简单的制备工艺、低密度、高导电率等优点,在吸波涂层材料领域受到国内外研究人员的高度重视。对吸波涂层材料的损耗机制进行了叙述,介绍了电阻型损耗、电介质型损耗以及磁损耗三种损耗机制中电磁波的损耗和吸收原理。综述了碳纤维、碳纳米管、石墨烯等新型碳系材料的特性及其在吸波涂层材料领域的研究现状。对碳纤维进行活化处理或使用多孔碳纤维、螺旋碳纤维等代替普通碳纤维能够有效提高其吸波性能。碳纳米管具有多种结构,其中阵列状多壁碳纳米管吸波性能最佳,采用一些具备磁损耗的材料与碳纳米管进行共混、包覆或填充处理是目前的主要研究方向。石墨烯几乎没有磁损耗,单独使用时,阻抗匹配较差,影响其吸波性能的发挥,通常将石墨烯与磁损耗型材料复合,改善材料的阻抗匹配,提高吸波效果。最后,根据碳系吸波涂层材料的研究现状,对其未来的发展方向进行了展望。

关键词：吸波涂层材料损耗机制碳系材料碳纤维碳纳米管石墨烯

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体声波谐振器MASON模型改进的方法

压电与声光 2018年第3期40卷 352-355,361页

作者：贾乐高杨韩超西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 中国科学院高能物理研究所核探测与核电子学国家重点实验室北京100049

为了更精确的模拟薄膜体声波谐振器(FBAR)特性,提出了一种改进FBAR Mason模型的方法。首先采用有限元仿真法将FBAR压电层的机械损耗和介质损耗考虑在内进行仿真。得到的导纳曲线数据利用等效介电常数法导入FBAR的电磁模型中,可以模拟FBA... 详细信息

为了更精确的模拟薄膜体声波谐振器(FBAR)特性,提出了一种改进FBAR Mason模型的方法。首先采用有限元仿真法将FBAR压电层的机械损耗和介质损耗考虑在内进行仿真。得到的导纳曲线数据利用等效介电常数法导入FBAR的电磁模型中,可以模拟FBAR电极的欧姆损耗和引线损耗等,仿真得到FBAR的阻抗曲线。通过阻抗曲线拟合的方式提取MBVD模型参数。借鉴MBVD模型参数改进FBAR的Mason模型。对比拟合结果发现,FBAR电磁模型的仿真结果在串联谐振点处向左偏移。推测是由于电磁模型中引入寄生参数,故在改进的Mason模型中加入寄生电感参数后仿真,此时仿真所得的FBAR阻抗特性曲线与电磁模型仿真结果曲线吻合,验证了猜想,且得到了较精确的FBAR Mason模型。

关键词：体声波谐振器 Mason模型损耗机制模型改进寄生参数