УДК 621.371, 621.372

Резонатор для измерения диэлектрической проницаемости тонких плёнок

 

 О. А. Дьяконова, Ю. Н. Казанцев

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской Академии Наук, 141120, г. Фрязино Московской области, пл. Введенского, 1

 

Статья поступила в редакцию 5 июля 2019 г.

 

Аннотация. В данной работе рассмотрен резонатор прямоугольного сечения с длинным узким щелевым отверстием по всей широкой стенке. Модифицированный резонатор предназначен для измерения комплексной диэлектрической проницаемости разного класса тонких плёнок. Резонатор работает на фиксированных частотах: 8.33 ГГц и 10.15 ГГц.  На базе скалярного анализатора цепей Р2-61 собрана экспериментальная установка с модифицированным резонатором. Для определения значений действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости выбрана резонаторная методика. Продемонстрирована работа резонатора при исследовании реальных образцов резистивной бумаги.

Ключевые слова: скалярный анализатор цепей, резонатор, комплексная диэлектрическая проницаемость, тонкоплёночные материалы.

Abstract. In this paper, a resonator of rectangular cross-section with a long slit hole along the entire wide wall is considered. A basic unit of a measurement system is a scalar network analyzer R2-61. The limits of measurement depend on the ratio of the sample volume to the volume of the resonator, the coupling coefficient of the diaphragm, the accuracy of the frequency measurement, the reflection coefficient, as well as the properties of the studied material. The absolute values of the real and imaginary parts of the dielectric constant vary widely, which is usually associated with the composition and structure of the material. This may be especially true for measurements of thin-film materials. To expand the possibilities of studying various films, a modified rectangular resonator with a slit hole along the entire wide wall was developed and manufactured. The volume of the measured sample in such a resonator can vary widely by increasing the length of the sample. The resonator is designed to operate at fixed frequencies: 8.33 GHz and 10.15 GHz. Checking the performance of the experimental setup with a modified resonator is confirmed by the measuring characteristics of real samples of resistive paper. A comparative analysis of the absolute values of the real and imaginary parts of the dielectric permittivity of the paper obtained by independent methods showed a good agreement.

Key words: scalar network analyzer, resonator, complex permittivity, thin-film materials.

 

Для цитирования:

О. А. Дьяконова, Ю. Н. Казанцев. Резонатор для измерения диэлектрической проницаемости тонких плёнок. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 7. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jul19/13/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.7.13