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Perovskite (Sr2Ta2O7)100−x(La2Ti2O7)x ceramics: From dielectric characterization to dielectric resonator antenna applications

Authors :
C. Le Paven
Ratiba Benzerga
Vincent Laur
Ala Sharaiha
Mohamad Haydoura
François Cheviré
L. Le Gendre
Franck Tessier
Alexis Chevalier
Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR)
Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Equipe Smart Materials and Related Technologies (Lab-STICC_SMART)
Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC)
École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Université de Brest (UBO)
Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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Université de Rennes 1 (UR1)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Alloys and Compounds, Journal of Alloys and Compounds, 2021, 872, pp.159728. ⟨10.1016/j.jallcom.2021.159728⟩, Journal of Alloys and Compounds, Elsevier, 2021, 872, pp.159728. ⟨10.1016/j.jallcom.2021.159728⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
Elsevier BV, 2021.

Abstract

International audience; In this paper, ferroelectric ceramics with (Sr2Ta2O7)100−x(La2Ti2O7)x (STLTO) compositions have been investigated and their dielectric properties have been characterized in wide frequency band (from few kHz to few GHz); their integration in Dielectric Resonator Antennas (DRA) was conducted. The dense STLTO ceramics have been obtained by high temperature sintering of powders synthetized by solid state chemistry route. STLTO crystalline cell parameters and volume vary linearly as a function of the chemical composition (x) thus demonstrating an ideal solid solution domain for 0 ≤ x ≤ 3. Dielectric characterizations highlight that the permittivity and the dielectric loss vary according to the composition (x) and that the lowest losses are obtained for x < 1.65 compositions. The latter corresponds to the transition between the ferroelectric and paraelectric compositions of the STLTO material at room temperature. A low profile DRA structure was realized using a cylindrical paraelectric STLTO resonator (with x = 0) with a permittivity of 83 and losses tanδ = 5 ×10⁻³ @ 3.3 GHz. The DRA prototype was simulated, produced and tested. It exhibits a hybrid HEM11δ mode, with a resonant frequency at 5.80 GHz, a 4.9% bandwidth and a gain of 6.4 dB. These features confirm the potential of the paraelectric STLTO compositions in compact antennas radiating at frequencies below 6 GHz.

Details

ISSN :
09258388
Volume :
872
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Alloys and Compounds
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b45963f776bcc9ee1bbe0ea22d15b0f0