350 rub
Journal Achievements of Modern Radioelectronics №12 for 2011 г.
Article in number:
Aspects of using of ferroelectric materials for microwave devices
Keywords: ferroelectric dielectric constant control voltage coplanar line phase shifter
Authors:
Yu.V. Gulyaev, A.S. Bugaev, A.Yu. Mityagin, G.V. Chucheva, M.S. Afanasev
Abstract:
The article is devoted to the advantages of ferroelectric films materials for application in microwave devices. It is shown that in films of Ва0,8Sr0,2TiO3 composition the dielectric constant varies more than 3 times with an applied control voltage from 0 to 20 V. It was found that in the temperature from - 50 to +250 °С the dielectric constant of ferroelectric films Ва0,8Sr0,2TiO3 composition changes less than 5%. It is noted that new technologies is direct to the improving the structure and the composition of films and will provide the farther reduce of the dependence of the dielectric constant on the temperature while maintaining or strengthening its dependence on the voltage as well as farther the reduction of tg. It is established that the methods of laser and reactive ion-plasma sputtering of a stoichiometric target in the oxygen are the best methods of deposition ferroelectric films. The different designs of microwave devices using ferroelectrics materials are presented in the article. It is assumed that ferroelectrics must win own place as the basis for phase shifters in microwave technology. These phase shifters can be used in a wide range of capacity level values, they can provide the high-speed performance with the low energy consumption of control circuits.
Pages: 3-9
References
  1. Микаэлян А.Л.Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1963.
  2. Микаэлян А.Л.Некоторые применения ферритов в антенно-волноводной технике. М.: Советское радио. 1958.
  3. Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электрическим сканированием. М.: Сайнс-Пресс. 2002.
  4. Дерюгин Л.Н.Сканирующиеантеннысверхвысокихчастот. М.:Машиностроение.1964.
  5. Bethe К.Ober das mikrowellenverhalten nichtlinearer dielektrika // Philips Research Reports. 1970. suppl № 2. Р.32-33.
  6. Смоленский Г.А. и др. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Л.: Наука. 1971.
  7. Мухортов В.М. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок. Учебное пособие. Ростов- на - Дону. 2007.
  8. Di Domenlco M., Johnson D.A., Pantell R.H. Ferroelectric garmonic generator and the large-signal microwave characteristics of ferroelectric ceramic // J. Appl. Phys. 1962. V.33. №5. P.1697-1701.
  9. Johnson K.M. Variation of dielectric constant with voltage in ferroelectrics and its application to parametric devices // J. Appl. Phys. 1962. V.33. №9. P.2826-2829.
  10. Петров, В.М. Возможности применения сегнетоэлектриков в технике сверхвысоких частот // Вопросы радиоэлектроники. Сер. 3. Детали и компоненты. 1963. Вып.9. C.56-59.
  11. Антонова Л.М. и др. СВЧ-диэлектрические свойства сегнетоэлектриков: Технические применения. М.: Наука. 1973.
  12. Мироненко И.Г. и др.Сегнетоэлектрические пленки в элементах управления СВЧ-микроэлектроники / Сб. докл. VМеждунар. симп. «Радиоэлектроника-74». 1974. Т. 3. С.75-76.
  13. Мироненко И.Г. Волноводный фазовращатель со слоистым диэлектрическим заполнением // В кн.: Антенны. М.: Связь. 1976. Вып. 24. С.98.
  14. Вербицкая Т.Н.,Соколова Л.С.Исследования электрических свойств тонкопленочных варикондов // Электронная техника. Сер. 8. Радиодетали и компоненты. 1974. 
    Вып. 6. С. 8-11.
  15. Вендик О.Г., Лоос Г.Д.,Тер-Мартиросян Л.Т.Планарные сегнетоэлетрические конденсаторы для СВЧ-устройств // Радиотехника и электроника. 1972. Т.17, №10. C. 2241-2246.
  16. Ellerkmann U., Liedtke R.,  Boettger U., Waser R.Interface-related thickness dependence of the tunability in BaSrTiO3 thin films // Applied Physics Letters. 2004. V.85. №20. P.4708-4710.
  17. Settera N., Damjanovic D., Eng L., Fox G., Gevorgian S., Hong S., Kingon A., Kohlstedtb H., Park N. Y., Stephenson G. B., Stolitchnov I., Taganstev A. K., Taylor D. V., Yamada T., Streiffer S. Ferroelectric thin films: Review of materials, properties, and applications // Journal Of Applied Physics. 2006. V.100.P.051606-1-46.
  18. Вендик О.Г., Медведева Н.Ю., Зубко С.П. Размерный эффект в наноструктурированных сегнетоэлектрических пленках // Письма в журнал технической физики. 2007.
    Т. 33. № 6. С.8-14.
  19. Мухортов В.М., Головко Ю.И., Юзюк Ю.И., Латуш Л.Т., Жигалина О.М., Кускова А.Н. Внутренние напряжения и деформационный фазовый переход в наноразмерных пленках титаната бария-стронция // Кристаллография. 2008. Т. 53. № 3. С. 536-542.
  20. Афанасьев М.С., Иванов М.С. Особенности формирования тонких сегнетоэлектрических пленок BaxSr1-xTiO3 на
    различных подложках методом высокочастотного распыления // ФТТ. 2009. Т 51, №7. С.1259-1262.
  21. Вендик О.Г.Сегнетоэлектрики находят свою «нишу» среди управляющих устройств СВЧ // ФТТ. 2009. Т.51. № 7. С.1441-1445.
  22. Сигов А.С., Мишина Е.Д., Мухортов В.М. Тонкие сегнетоэлектрические пленки: получение и перспективы интеграции // ФТТ. 2010. Т.52. №4. С.709-717.
  23. Мухортов В.М.,Головко Ю.И.,Маматов А.А.,Жигалина О.М.,Кускова А.Н.,Чувилин А.Л.Влияние внутренних деформационных полей на управляемость наноразмерных сегнетоэлектрических пленок в планарном конденсаторе // Журнал технической физики. 2010. Т.80. №3. С.77-82.
  24. Harrington S.A., Zhai J., Denev S., Gopalan V., Wang H., Bi Z., Redfern S.A.T., Baek S.-H., Bark C.W., Eom C.-B., Jia Q., Vickers M.E. and MacManus-Driscoll J.L. Thick lead-free ferroelectric films with high Curie temperatures through nanocompositeinduced strain // Nature Nanotechnology. August 2011. V.6 P.491-495.