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材料院华山特聘教授彭彪林在Science合作期刊《Research》发表论文

时间:2022-11-07 18:04

(通讯员 石文超 程严康)近日,国际权威学术刊物《Research》在线发表了西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院华山特聘教授彭彪林有关铁电薄膜高介电可调谐研究论文。该论文题为《B-site nanoscale-ordered structure enables ultra-high tunable performance》,其研究成果可为超高集成毫米波相控阵雷达移相器材料的制备提供重要科学参考。彭彪林为该篇论文的第一作者与通讯作者,西安电子科技大学为论文的第一完成单位。

B位纳米级有序结构赋予铁电薄膜超高的介电可调谐性能

新型先进毫米波雷达移相器开发是我国重大战略部署的基础研究任务。利用铁电薄膜作为可调谐介质制备的薄膜型移相器有望突破传统半导体型以及磁性铁氧体型块体移相器的新型信息器件之一,在超高集成相控阵毫米波雷达等方面有广泛应用前景。然而,基于铁电薄膜的主流铁电材料很难同时实现高介电可调谐、低介电损耗、宽温区以及宽频域的高兼容性,大大限制了铁电薄膜移相器的发展。

针对上述问题,此项工作采用溶胶凝胶法制备Pb(Sc1/2Nb1/2)0.9(Mg1/3Nb2/3)0.1O3(PSNMN)薄膜,研究发现经由PSNMN胶体烧制而成的气氛陶瓷块保护环境下长时间退火后,在薄膜中可形成B位纳米级有序结构。得益于该结构的形成,可使得PSNMN薄膜的介电调谐性能得到大幅度提升:介电调谐性能提高约一倍,介电损耗降低约一个数量级,同时其可调谐温度稳定性以及频率可操作性也得到了大幅度提升。

据悉,《Research》是中国科协与美国科学促进会共同创办世界一流水平科技期刊,是美国《Science》自1880年创刊以来第一本合作期刊。主要发表先进能源、先进制造、先进材料、人工智能、环境科学、柔性电子、健康科学、信息科学、微纳科技、量子信息、空间科学,11个热点交叉领域突破性原创研究成果。

作者简介

彭彪林,博士生导师,IAAMFellow(国际先进材料学会会士)。研究方向为铁电薄膜的制备及微机电系统(MEMS)应用,涉及压电传感/执行/换能等多个领域。近十年内,彭彪林在ResearchEESAFMAEMNanoEenergy等国际顶尖期刊发表SCI论文100余篇,其成果被ScienceNature Materials等期刊引用2500余次,曾获陕西省高等学校科学技术奖一等奖、陕西省自然科学优秀学术论文一等奖、陕西省优秀博士学位论文等奖项。

论文链接https://spj.sciencemag.org/journals/research/2022/9764976/