Moderní mikrovlnné filtry a rezonátory využívají v mobilních telefonech materiály, ve kterých se permitivita (materiálová konstanta, vyjadřující schopnost daného materiálu se elektricky polarizovat) ladí elektrickým polem. Nejvyššího ladění se dosahuje u feroelektrik (spontánně polarizované materiály, jejichž polarizace se dá přiklápět vnějším elektrickým polem) v blízkosti teploty přechodu z paraelektrické do feroelektrické fáze, protože při těchto teplotách je permitivita nejvyšší.

 

V současné době se technicky využívá hlavně Ba_1-xSr_xTiO₃. Tento materiál vykazuje vysoké ladění permitivity, ale zároveň také nežádoucí vysoké dielektrické ztráty. Pracovníci oddělení dielektrik společně s americkými spolupracovníky teoreticky předpověděli, fyzicky připravili a experimentálně charakterizovali vrstevnatý perovskitový systém Sr_n+1Ti_nO_3n+1 s n=1-6. Ačkoli tento systém není v objemové formě (krystal, keramika) feroelektrický, ukázalo se, že ve formě tenkých vrstev s tahovým napětím 1 % se stává feroelektrický a jeho kritická teplota (T_c) roste s n. Díky tomu se jeho permitivita a elektrická laditelnost zvyšují.

 

 

Nejlepších vlastností se dosáhlo u Sr₇Ti₆O₁₉, kde se za pokojové teploty pozorovala nejen vysoká laditelnost, ale i rekordně nízké dielektrické ztráty. Právě proto má pak tento materiál o řád lepší mikrovlnné vlastnosti než dosud nejlepší Ba_1-xSr_xTiO₃. Zjistilo se, že zatímco v jiných systémech jsou dielektrické ztráty způsobeny strukturními defekty, které jsou v materiálech vždy přítomné, za nízkými dielektrickými ztrátami Sr_n+1Ti_nO_3n+1 stojí unikátní vrstevnatá krystalová struktura materiálu (viz obrázek), která dokáže „absorbovat“ strukturní defekty krystalové mřížky.

 

 

Zdroj: AV ČR