Abstract

MARULANDA-BERNAL PH. D., José-Ignacio; GALLO-CASTRILLON M. SC., Wilson-Henry  and  MOSQUERA-PALACIO, Diana-Marybel. Caracterização e Frequência de Micro-ondas de Películas de Titanato de Bário Obtidas Via Sol-Gel. Rev. Fac. ing. [online]. 2020, vol.29, n.54, e10416.  Epub Jan 30, 2020. ISSN 0121-1129.  https://doi.org/10.19053/01211129.v29.n54.2020.10416.

O presente trabalho centra-se na caracterização estrutural, morfológica e dielétrica de películas de titanato de bário (BTO ou BaTiO3 por sua fórmula química) depositados mediante a técnica que proporciona recobrimento por meio de um sistema de rotação (spin coating) sobre substratos de silício cristalino (Si) e ressonadores CPW mediante a técnica Sol-Gel, utilizando uma relação molar Ba/Ti de 0.5/0.5. As guias de ondas fabricaram-se sobre substratos de alumina (Al2O3) com 3 μm de metalização em ouro (Au) empregando a técnica de ablação laser. A microscopia eletrônica de varredura (SEM) com espectrometria de dispersão de energia de raios X (EDS) permitiu evidenciar a existência de uma película de BTO com uma composição elementar de 14.62 % de bário e 5.65 % de titânio, ademais de uma espessura de 0.77 μm medido utilizando a modalidade perfilométrica da microscopia de força atômica (AFM). A caracterização dielétrica levou-se a cabo mediante a comparação da resposta em frequência (parâmetro S21) de um ressonador CPW com película de BTO depositada e outro ressonador de referência (sem película) usando um analisador vectorial de rede (VNA). Estas medidas comparam-se a sua vez com simulações computacionais para obter as propriedades dielétricas. Para a película de BTO determinou-se uma constante dielétrica relativa (ɛr) de 160 com tangente de perda (Tandδ) de 0.012 para uma frequência de 3.60 GHz. A constante dielétrica e a propriedade ferroelétrica do material elaborado são características bastante promissoras para aplicações em circuitos de micro-ondas, tais como miniaturização e sintonizabilidade.

Keywords : constante dielétrica; ferroelétricos; materiais em micro-ondas; películas finas; Sol-Gel; tangente de perda.

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