Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали композитный материал для систем связи на сверхвысоких частотах (СВЧ).
Как сообщает ТАСС со ссылкой на профессора кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрея Тумаркина, материал обладает высокой чувствительностью и низким уровнем потерь при передаче, он может стать основой для создания метаматериалов — структур с электромагнитными свойствами, не встречающимися в природе. Результаты работы опубликованы в научном журнале Coatings.
«Мы синтезировали новый композит, состоящий из ферритовой матрицы с включениями сегнетоэлектрика. Свойства матрицы можно изменять с помощью магнитного поля, а сегнетоэлектрических включений — при помощи электрического. В перспективе эти композиты могут стать основой для разработки метаматериалов — искусственно созданных структур, обладающих электромагнитными свойствами, не встречающимися в природе», — рассказал Тумаркин.
Перед мировой наукой сегодня стоят задачи по выводу систем связи на принципиально новый уровень. Обеспечить возрастающие потребности в скорости и объемах передачи данных могут системы связи на СВЧ. Однако полупроводники в работе со сверхвысокими частотами имеют ряд недостатков, что требует создания новых материалов с соответствующими характеристиками.
Ученые ЛЭТИ смогли сформировать новый композитный материал, в основе которого лежит модификация железа (феррита). С помощью лазера в ферритовой матрице удалось сделать систему отверстий. На поверхность пластины была нанесена паста с сегнетоэлектрическим материалом: он способен упорядочивать заряды в веществе в присутствии электрического поля. Паста заполнила сделанные отверстия, после чего образцы обработали в специальной печи при 600-700 градусах Цельсия.
Новый композитный материал показал высокий уровень качества в части диэлектрической и магнитной проницаемости, сверхвысокочастотных потерь, элементного и фазового состава и других показателей. Таким образом ученые получили так называемый мультиферроидный СВЧ-композит, объединяющий свойства двух материалов.
Разработка является результатом работы исследователей «Лаборатории новых функциональных материалов для сверхвысокочастотных применений», которая была открыта в конце 2022 года в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» при поддержке Минобрнауки РФ. Задача создания таких лабораторий — ускорить процесс внедрения научных результатов на предприятиях электронной промышленности России.
