В настоящей работе для замещения Nd3+ в керамике NdNbO4 использовали Bi3+, и в течение 20 мол. % замен. Микроволновая диэлектрическая проницаемость керамики (Nd1-xBix)NbO4 (x ≤ 0,2) увеличивалась линейно со значением x из-за большей ионной поляризуемости Bi3+, чем Nd3+. Отличные микроволновые диэлектрические свойства с диэлектрической проницаемостью (εr) ~ 22,5, Qf (Q = добротность, f = резонансная частота) ~ 50 000 ГГц и TCF ~ –9 ppm/oC были получены в (Nd0,9Bi0,1) Керамика NbO4. Этот метод может работать в других редкоземельных орто-ниобатах типа фергусонита.
ВВЕДЕНИЕ
СВЧ-диэлектрическая керамика широко используется в диэлектрических резонаторах (ДР), диэлектрических фильтрах, диэлектрических подложках для антенн, многослойных конденсаторах с совмещенным нагревом (MLCC) в современных электронных системах.1-5 Микроволновая диэлектрическая проницаемость, значение Qf (Q = 1/ диэлектрические потери, f = резонансная частота) и значение TCF (температурный коэффициент резонансной частоты) являются тремя ключевыми физическими параметрами для микроволновой диэлектрической керамики. За последние полвека в связи с быстрым развитием коммуникационных технологий, таких как 3G / 4G, был исследован ряд высокоэффективных микроволновых диэлектрических керамических материалов. значения Qf, чем раньше. Материал NdNbO4 принадлежит к семейству редкоземельных орто-ниобатов типа фергусонита, которые, как сообщалось, следуют обратимому ферроэластичному фазовому переходу в структуру шеелита при высоких температурах.9-11 В 2006 г. Ким и др. .12 с диэлектрической проницаемостью ~ 19,6, a Qf ~ 33000 ГГц и ВКФ ~ – 24 ppm/oC и температурой спекания около 1250 oC. Впоследствии был предпринят ряд попыток модифицировать микроволновые диэлектрические свойства керамики NdNbO 4 путем введения ионов Ln и Zn2+ в позицию A и ионов Sb5+/Ta5+ в позицию B. 13 -16 Хотя значения Qf несколько улучшились, значение TCF по-прежнему остается большим отрицательным. Даже добавление керамики CaTiO 3 с большим положительным значением ВКФ не приводило ее ВКФ почти к нулю.17 уменьшают их значения TCF. Следовательно, эти результаты вдохновляют нас на использование иона Bi3+ для замены Nd3+ в керамике NdNbO 4 для изменения значений TCF. В настоящей работе детально исследованы микроволновые диэлектрические свойства керамики (Nd 1 - xBi x)NbO 4 (x ≤ 0,2).
………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, в керамике (Nd1-xBix)NbO4 получен твердый раствор со структурой фергусонита в пределах x ≤ 0,2. Объем клеток увеличивался с содержанием Bi из-за его большего ионного радиуса, чем у Nd3+. Было обнаружено, что значения диэлектрической проницаемости в микроволновом диапазоне увеличиваются линейно с содержанием Bi из-за его большей ионной поляризуемости, чем у Nd3+. Значения TCF были успешно скорректированы с отрицательного на положительное значение с увеличением содержания Bi. Высокие показатели микроволновых диэлектрических свойств с εr ~ 22,5, Qf ~ 50 000 ГГц, TCF ~ -9 ppm/oC и εr ~ 24,8, Qf ~ 41 900 ГГц, TCF ~ +15 ppm/oC были получены в (Nd0,9Bi0,1 Керамики )NbO4 и (Nd0.85Bi0.15)NbO4, спеченные при 1150 oC, могут быть многообещающими кандидатами для современных микроволновых устройств.