Verlustmechanismen in steuerbaren Mikrowellendielektrika

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Haußelt; Professor Dr.-Ing. Rolf Jakoby
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5428676

Nichtlineare Dielektrika, deren Permittivität sich durch ein äußeres elektrostatisches Feld bei Raumtemperatur steuern lässt, besitzen ein großes Potenzial fÜr zukünftige Sensor- und Kommunikationssysteme, z.B. als steuerbare Antennen oder abstimmbare RF-Komponenten wie Kondensatoren, Filter und Oszillatoren. (Ba,Sr)Ti03 ist wegen seiner hohen Steuerbarkeit ein interessantes Materialsystem, dessen Einsatz in der Mikrowellentechnik aber aufgrund der hohen dielektrischen Verluste deutlich eingeschränkt wird. Ziel des Vorhabens ist die Aufklärung der Mikrowellenverlustmechanismen in (Ba,Sr)TiC03 und ihre Beeinflussbarkeit durch Dotierung, Ti/ZrSubstitution, Punktdefekte und Mikrostruktur. Voraussetzung hierzu sind belastbare Daten über das dielektrische Verhaften im Mikrowellenbereich, deren solide Bestimmung aufgrund der hohen Permittivität und der hohen Verluste eine Herausforderung darstellt, da weder Simulationswerkszeuge noch Mikrowellenmesstechniken standardmäßig am Markt zur Verfügung stehen. Wissenschaftliche Fragestellungen zu Hochfrequenzmesstechnik, Grundlagenverständnis und Modellierung sollen deshalb in einem Institutsverbund bearbeitet werden. Die Untersuchungen werden überwiegend an Dickschichtstrukturen vorgenommen, da sie zum einen die notwendige breitbandige Bestimmung von dielektrischen Kenndaten (0 - 140 GHz) ermöglichen, zum anderen eine Variation des (BaxSr1-x)(ZrgTi1-g)03-Materialsystems erlauben. Somit können die Einflüsse von Dotierungen, Gitterdefekten und Gefügeeigenschaften auf die Verlustmechanismen systematisch herausarbeitet werden. Zur Beschreibung der dielektrischen Eigenschaften soll ein vorhandenes phänomenologisches Modell weiterentwickelt werden, das auch den Einfluss von Dotierungen und Gefügeeigenschaften berücksichtigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen