Одним из путей решения существующей проблемы несовершенства компонентной базы для СВЧ применений является использование сегнетоэлектрических материалов, превосходящих по ряду электрофизических характеристик как полупроводники, так и ферриты.
«Существует целый класс сегнетоэлектрических материалов, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью, перспективный для СВЧ применений. На основе сегнетоэлектрических материалов могут быть созданы управляемые устройства СВЧ электроники: конденсаторы с изменяемой емкостью, фазовращатели, линии задержки, управляемые фильтры», – объясняет профессор кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрей Вилевич Тумаркин.
Результаты научно-исследовательской работы ученых ЛЭТИ «Новая компонентная база сверхвысокочастотной электроники на основе нелинейных диэлектриков» в перспективе позволят предложить альтернативу полупроводниковым и ферритовым материалам для применения на сверхвысоких частотах. Проект, реализуемый научной группой кафедры физической электроники и технологии (ФЭТ) в составе доцентов Андрея Геннадиевича Алтынникова, Романа Андреевича Платонова и ассистента Евгения Николаевича Сапего под руководством профессора Андрея Вилевича Тумаркина, был отмечен грантом молодежного конкурса инновационных проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
В ходе выполнения работ по проекту, учеными разработан сегнетоэлектрический фазовращатель – сверхвысокочастотный элемент, способный управлять фазой СВЧ-сигнала за счет изменения диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика под действием электрического поля. Прибор представляет собой многослойную структуру, состоящую из сегнетоэлектрических и проводящих слоев на подложке карбида кремния и рассчитан на работу при высоких уровнях СВЧ мощности.
«Преимуществом разработанного нами фазовращателя является использование подложки карбида кремния – материала с высокой теплопроводностью, что позволяет повысить рабочую мощность устройства и избежать его перегрева», – отмечает ассистент кафедры ФЭТ Евгений Николаевич Сапего.
На данный момент создан экспериментальный образец фазовращателя, ведутся исследования его электрофизических и мощностных характеристик совместно с коллегами из компании Rohde & Schwarz.