【摘 要】
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在微波调谐领域铁电材料的介电常数和介电损耗通常都比较大,一般采用在铁电材料中加入介电材料的方法来降低材料的介电常数和介电损耗,但这样会导致材料调谐率的降低。近年来有研究发现在BST-Mg2Ti O4复合陶瓷中,出现了调谐率随介电材料含量增加而反常增加的现象,由于在铁电/介电复合材料中同时存在着掺杂效应和复合效应,并且掺杂效应会导致调谐率的下降,因此推测是复合效应引起了调谐率的反常增加。在有机铁电材
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在微波调谐领域铁电材料的介电常数和介电损耗通常都比较大,一般采用在铁电材料中加入介电材料的方法来降低材料的介电常数和介电损耗,但这样会导致材料调谐率的降低。近年来有研究发现在BST-Mg2Ti O4复合陶瓷中,出现了调谐率随介电材料含量增加而反常增加的现象,由于在铁电/介电复合材料中同时存在着掺杂效应和复合效应,并且掺杂效应会导致调谐率的下降,因此推测是复合效应引起了调谐率的反常增加。在有机铁电材料和无机介电材料中不存在掺杂效应,因此可以利用有机铁电材料和无机线性介电材料制备成复合材料,借此来研究复合材料中调谐率反常增加的机理。采用溶剂蒸发法制备了不同Mg2Si O4含量的P（VDF-Tr FE）/Mg2Si O4复合膜,当Mg2Si O4含量从0wt%增加到50wt%时,复合膜的介电常数从18.9降低到13.3;外加电场强度20k V/mm时,调谐率从2.7%增加到6.1%;当Mg2Si O4含量增加到60wt%时,介电常数降低到12.6,调谐率则下降到4.4%。采用溶剂蒸发法制备了不同Ce O2含量的P（VDF-Tr FE）/Ce O2复合膜,当Ce O2含量从0wt%增加到50wt%时,复合膜的介电常数从18.9增加到21.9;外加电场强度20k V/mm时,调谐率从2.7%增加到5.9%;当Ce O2含量增加到60wt%时,介电常数增加到23.1,调谐率则下降到4.4%。采用溶剂蒸发法制备了不同Sr Ti O3含量的P（VDF-Tr FE）/Sr Ti O3复合膜,并研究其介电性能。结果表明,随着测试频率的增加,复合膜的介电常数逐渐降低,介电损耗逐渐增加。当Sr Ti O3含量从0wt%增加到50wt%时,复合膜的介电常数从18.9增加到39.8;外加电场强度20k V/mm时,调谐率从2.7%增加到9.8%;当Sr Ti O3含量增加到60wt%时,介电常数增加到53.3,调谐率则下降到6.4%。利用有限元分析软件构建了P（VDF-Tr FE）基铁电/介电复合膜模型,发现加入介电材料后复合膜中电场会重新分布,使得部分P（VDF-Tr FE）上电场强度局部增强,从而引起了复合膜调谐率的反常增加。在P（VDF-Tr FE）/Mg2Si O4复合模型中,P（VDF-Tr FE）的平均电场强度低于外加电场强度,但存在着一部分P（VDF-Tr FE）的电场强度高于外加电场强度,且其平均电场强度随着Mg2Si O4含量增加而增加;在P（VDF-Tr FE）/Sr Ti O3和P（VDF-Tr FE）/Ce O2复合模型中,P（VDF-Tr FE）的平均电场强度高于外加电场强度。仿真结果验证了实验数据,说明调谐率的反常增加是由复合效应引起的。
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