Метод вимірювання діелектричної проникності та тангенса діелектричних втрат мікропорошків в широкому діапазоні частот

Автори А.О. Думік1, О.А. Каленюк1,2, В.О. Москалюк1,2, А.П. Шаповалов1,2, С.І. Футимський1, О.Г. Турутанов3, В.Ю. Ляхно3
Приналежність

1Інститут металофізики імені Г.В. Курдюмова НАН України, бульвар Акад. Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

2Київський академічний університет, бульвар Акад. Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

3Фізико-технічний інститут низьких температур імені Б.І. Вєркіна НАН України, проспект Науки, 47, 61103 Харків, Україна

Е-mail
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 2
Дати Одержано 08 лютого 2022; у відредагованій формі 19 квітня 2022; опубліковано online 29 квітня 2022
Посилання А.О. Думік, О.А. Каленюк, В.О. Москалюк, et al., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 2, 02006 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(2).02006
PACS Number(s) 41.20.Jb, 84.40. – x, 84.30.Vn, 61.43.Gt
Ключові слова Коаксіальна лінія, Мікропорошки, Діелектрична проникність (16) , Тангенс кута діелектричних втрат (3) , Змі-на фази, Оксид графену (2) .
Анотація

Діелектричні та магнітні мікропорошки знайшли своє призначення у широкому спектрі науково-технічних задач. Наприклад, мікропорошки застосовують як основу поглинаючих мікрохвильових покриттів для зменшення відбиття хвилі в антирадарних системах. У надсучасних квантових обчислювальних схемах і детекторах з наднизьким рівнем шуму, мікропорошки використовуються як наповнювачі коаксіальних термоблокуючих фільтрів. Такі фільтри вкрай необхідні для забезпечення шумової ізоляції глибоко охолоджених пристроїв від вимірювальної апаратури, яка знаходиться при кімнатній температурі. Для розрахунків пристроїв на основі мікропорошків необхідно отримати їх діелектричні та магнітні характеристики. Для цього на низьких частотах використовують конденсаторні або індуктивні методи, а на мікрохвильових частотах – хвилеводні методи. В роботі запропоновано метод визначення діелектричних та магнітних характеристик мікропорошків для покриття проміжного діапазону метрових та сантиметрових довжин хвиль. Метод базується на вимірюванні частотних залежностей втрат та зміни фази сигналу, що проходить скрізь відрізок коаксіальної лінії передачі з мікропорошковим наповненням. З використанням запропонованого метода проведені дослідження мікропорошків з оксиду графену, графіту та карбонільного заліза та знайдені значення їх діелектричних/магнітних проникностей та тангенсів втрат в діапазоні частот 300 кГц – 26.5 ГГц. Приведено структурний аналіз форми та розмірів зерен мікропорошків. Зроблені розрахунки визначення достовірного частотного діапазону для вимірювання діелектричних/магнітних параметрів досліджених мікропорошків, та проведено оцінку чутливості запропонованої методики.

Перелік посилань