Исследование щелевых линий на основе сегнетоэлектрических и феррит-сегнетоэлектрических слоистых структур тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Белявский Павел Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЩЕЛЕВЫХ ЛИНИЙ НА ОСНОВЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ФЕРРИТ-СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР.

Специальность: 01.04.03 - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

0034540

Санкт-Петербург - 2008

003454013

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» имени В.ИУльянова (Ленина)

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор, С.Ф. Карманенко

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник C.B. Яковлев кандидат физико-математических наук, доцент А.Д. Канарейкин

Ведущая организация - ОАО «Холдинговая компания «Ленинец»

Защита состоится «_16_»_декабря_2008 г. в с? часов на заседании

совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.238.08 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» имени В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан « ¿> »_ноября_2008 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. По мере возрастания значения сверхвысокочастотных (СВЧ) систем связи, локации и навигации в современном обществе усиливаются требования к их надежности, мобильности, энергопотреблению. Телекоммуникационные сотовые и спутниковые радиотелефонные системы, передвижные навигационные и радарные станции, глобальные и локальные компьютерные сети испытывают потребность в электрически управляемых и недорогих устройствах. Эта потребность может быть обеспечена заменой сложных схем, использующих активные компоненты, на перестраиваемые СВЧ линии на основе пленочных материалов с нелинейными физическими свойствами, таких как сегнетоэлектрики и ферриты.

Один из способов управления параметрами радиоэлектронных компонентов основан на изменении диэлектрической проницаемости компонентов под действием внешнего электрического поля. «Электрический» способ управления отличается высокой скоростью и малыми энергетическими затратами, поскольку перестройка выполняется без протекания токов через управляющие цепи. Свойство управляемости под действием электрического поля сохраняется у некоторых сегнетоэлектриков в широком частотном диапазоне - от низких до крайневысоких частот. Это свойство активно используется в СВЧ устройствах для быстрой перестройки амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ, соответственно).

К недостаткам сегнетоэлектрических управляемых структур следует отнести сравнительно узкий диапазон перестройки рабочей частоты и высокий уровень напряжения, прикладываемого к электродам. Указанные недостатки могут преодолеваться путем построения новых модификаций линий передачи, а также применением слоистых структур, содержащих не только сегнетоэлектрические, но и ферромагнитные пленки. При использовании слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик управление рабочими характеристиками может осуществляться как электрическим, так и магнитным полем. В подобных устройствах можно совместить преимущества «электрического» и «магнитного» способов управления, т. е. высокую скорость и широкий диапазон перестройки рабочей частоты и параметров СВЧ устройств.

Анализ современного состояния в области устройств СВЧ диапазона, управляемых с помощью электрического и магнитного полей, указывает на существование научно-технической проблемы, включающей радиофизические и физико-технологические аспекты. Эта проблема определяет ряд научных задач, таких как теоретические исследования электродинамических характеристик и совершенствование конструкций СВЧ линий передачи, экспериментальные исследования волновых процессов в щелевых линиях на основе активных диэлектриков, проектирование и разработку управляемых приборных структур.

Объектом исследования диссертационной работы являются щелевые линии, сформированные на основе сегнетоэлектрических пленок и феррит-сегнетоэлектрических структур.

Целью диссертационной работы является исследование процессов распространения электромагнитных волн в щелевых линиях на основе сегнетоэлектрических и феррит-сегнетоэлектрических слоистых структур, а также разработка и реализация на основании проведенного исследования перестраиваемых устройств СВЧ диапазона, таких как сегнетоэлектрические фазовращатели и феррит-сегнетоэлектрические резонаторы.

Достижение цели работы обеспечено решением следующих задач:

- исследованием процессов распространения электромагнитных волн в щелевых СВЧ линиях передачи, включая изопланарные и многощелевые структуры;

- разработкой методик измерений характеристик сегнетоэлектрических пленок в широком диапазоне частот (1-100 ГТц);

- теоретическим анализом волновых процессов в многощелевой линии (МЩЛ), в пленочной слоистой структуре феррит-сегнетоэлектрик и в структуре феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка;

- экспериментальным исследованием характеристик сегнетоэлектрических пленок и резонаторных структур, направленным на выбор объектов, соответствующих приборным требованиям;

- экспериментальным исследованием слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик и структуры феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка;

- разработкой планарных фазовращателей на основе многощелевых сегнетоэлектрических структур и технологического процесса их изготовления;

- разработкой управляемых СВЧ интегральных приборов на волноведущих структурах феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка.

Методы исследования. Теоретические исследования волноведущих и резонаторных структур проводились с применением метода полноволнового анализа. Результаты теоретических исследований сравнивались с экспериментальными зависимостями. Для проведения экспериментальных исследований применялись оригинальные измерительные макеты и специализированное оборудование, включая векторный измеритель комплексных коэффициентов передачи. Надежные теоретические и расчетные методы, а также современное экспериментальное оборудование обеспечили высокую достоверность полученных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту: 1. Многощелевая линия на поверхности сегнетоэлектрической пленки, содержащая несколько внутренних полосковых электродов, по затуханию щелевой моды близка к аналогичной по ширине щелевой линии без внутренних электродов, что позволяет в несколько раз снизить управляющее напряжение.

2. Многощелевая СВЧ линия передачи, сформированная на поверхности сегнетоэлектрической пленки, представляет собой фазовращатель, который в сочетании с интегральными планарными экспоненциальными щелевыми элементами согласования (линия Вивальди) в режиме на проход излучает энергию в угле раскрыва Я-плоскости 40 - 60 градусов, при параметре качества ~ 30 град/дБ на частоте около 30 ГГц.

3. Взаимодействие поверхностной магнитостатической волны в ферромагнитной пленке с основной модой щелевой линии на основе сегнетоэлектрической пленки приводит к волновой гибридизации, позволяющей эффективно управлять дисперсионными характеристиками такой структуры посредством изменения как электрического, так и магнитного полей смещения .

4. Максимальная гибридизация поверхностной магнитостатической и электромагнитной волны щелевой сегнетоэлектрической линии достигается путем уменьшения ширины щели (в интервале 10-50 мкм) и увеличения толщин сегнетоэлектрической и ферромагнитной пленок (более 10 мкм) как результат роста замедления электромагнитной волны в щелевой линии.

В процессе проведения исследования получены новые научные результаты:

1. Созданы оригинальные электродинамические модели и методики численного анализа волновых процессов в щелевых структурах на основе сегнетоэлектрических и феррит-сегнетоэлектрических структур.

2. Предложены оригинальные конструкции щелевых линий передачи, обладающие улучшенными эксплуатационными параметрами для применений в управляемых СВЧ приборах.

3. Проведен теоретический анализ волновых процессов в щелевых и многощелевых линиях, получены зависимости характеристик передачи линий от их конструктивных и физических параметров.

4. Исследованы дисперсионные характеристики гибридных электромагнитно-спиновых волн, распространяющихся в структуре феррит-сегнетоэлектрик и в структуре феррит - щелевая линия - сегнетоэлек-трическая пленка.

5. Определены условия для эффективной гибридизации щелевой моды в линиях передачи на основе структуры феррит - щелевая линия - сегне-тоэлектрическая пленка.

6. Проведены испытания волноводно-планарных фазовращателей-излучателей на основе сегнетоэлектрических пленок и многощелевых линий, показавшие их пригодность для реализации линейных фазированных антенных решеток.

7. Измерены смещения резонансной частоты в структуре ферритовый резонатор - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка в результате действия электрического и магнитного полей.

Теоретическую и практическую ценность работы составляют:

- электродинамическая модель и методика численного анализа процесса распространения гибридных электромагнитно-спиновых волн в структуре феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка, позволяющая рассчитывать параметры СВЧ устройств;

- СВЧ фазовращатели-излучатели на основе многощелевых линий с экспоненциальным профилем (линии Вивальди), демонстрирующие в частотном диапазоне 30-40 ГГц параметр качества ~ 30 град/дБ при подаче смещающего напряжения до 200 В;

- методики измерения и программы расчета параметров сегнетоэлектриче-ских пленок в широком диапазоне СВЧ-КВЧ;

- СВЧ резонатор с рабочей частотой около 6 ГГц на основе структуры феррит-щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка, продемонстрировавший сдвиг резонансной частоты под действием электрического поля;

- технология изготовления сегнетоэлектрических пленок титаната бария-стронция и методика формирования слоистых структур и щелевых линий на основе, сегнетоэлектрических пленок и ферритовых слоев.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использовались в следующих организациях: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Холдинговой компании «Ленинец», ОАО «Гириконд», НПК «Государственный Оптический институт им С.И. Вавилова»; ОАО «Феррит-Домен», техническом университете «МИРЭА», лаборатории микроэлектроники и физики материалов университета г. Оулу (Финляндия), Корейском институте науки и техники (ККТ, г. Сеул).

Результаты работы реализованы в следующих проектах и грантах:

• в проекте Министерства Образования Российской Федерации «Разработка элементной базы и устройств СВЧ радиоэлектроники на основе сегнетоэлектрических пленок» (код проекта: 208.05.05.012);

• в проекте Международного научно-технического центра (МНТЦ - 2896) «Исследование планарных слоистых структур на основе сегнетоэлектрических пленок с целью применения в радиоэлектронных устройствах миллиметрового диапазона длин волн» (2005 - 2007 гг.);

• в проекте Международного научно-технического центра (МНТЦ - 2616) «Миниатюрные перестраиваемые сверхвысокочастотные генераторы» (2004 -'2006 гг.);

• в проекте Корейского института науки и техники (К1БТ - АА134/2004) "Управляемый пленочные компоненты на основе сегнетоэлектрических пленок» (2005 - 2007).

• Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных конференциях, совещаниях и симпозиумах, которые указаны ниже.

• Научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского Государственного Электротехнического Университета (ЛЭТИ) (2002 - 2008), Санкт-Петербург, Россия.

" 7-ой симпозиуме по сегнетоэлектричеству Россия-СНГ-Страны Балтии-Япония (7-th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF-7), Июнь 24 - 28, 2002, Санкт-Петербург, Россия.

• Международной школе-конференции «Молодые учёные - науке, технологиям и проф. образованию», 1-4 октября 2002, Москва, Россия.

■ IV Международной научно-технической конференции «Электроника и Информатика - 2002», Зеленоград, Россия.

■ 17-ый международном симпозиуме по интегрированным сегнетоэлектри-кам (17-th International Symposium on Integrated Ferroelectrics.) апрель 2005. Шанхай, Китай.

■ Международной конференции по электрокерамике ICE-2005 (International conference on Electrocderamics), Июнь, 2005, Сеул, Корея.

■ Международном студенческом семинаре по СВЧ технике и новым физическим явлениям (International Student Seminar on Microwave Applications of Novel Physical Phenomena; 2006-2008), Санкт-Петербург, Россия.

1 4-я международной конференции по СВЧ материалам и их применениям (4-th International Conference on Microwave Materials and Their Applications), 12-15 июня, 2006, Оулу, Финляндия.

■ Международной научно-технической школе-конференции. Молодые ученые - 2006.14-18 ноября, 2006, Москва, МИРЭА, Россия

■ 19-ый международном симпозиуме по интегрированным сегнетоэлектри-кам (ISIF-19; Int. Symp. on Int. Ferroelectrics). май, 2007. Бордо, Франция.

■ 37-я Европейской конференции по СВЧ технике (37-th European Microwave Conference. Microwave week), октябрь 2007, Мюнхен, Германия.

■ VI Международной научно-технической конференции. Intermatic. 23 - 27 октября, 2007, МИРЭА, Москва, Россия.

■ XVII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков. 9-14 июня, 2008, Санкт-Петербург.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 5 статей (4 статьи опубликованы в научных изданиях, определенных ВАК), 4 доклада в трудах международных и всероссийских конференций и 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения. Она изложена на 109 страницах машинописного текста, включает 42 рисунка, 8 таблиц, и содержит список литературы из 92 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обоснована актуальность проблемы, ее научная новизна. Приведены научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава имеет обзорный характер.

Кратко рассматриваются физические основы магнитостатических волн (МСВ), распространяющихся в ферромагнитных средах, таких как железо-иттриевый гранат (ЖИГ). Анализируются достоинства приборов спин-волновой электроники, управляемых магнитным полем; особо выделяются устройства на поверхностных МСВ (ПМСВ).

Рассматривается альтернативный «электрический» способ управления волноведущими структурами на основе сегнетоэлектрических материалов. Формируются требования к сегнетоэлектрическим пленкам с точки зрения их применения в СВЧ электронных устройствах. Сравнения показывают, что пленки титаната бария-стронция (Ва,Бг)ТЮз - БСТ являются наиболее пригодным материалом для управляемых СВЧ устройств. Пленки БСТ отличаются отсутствием частотной дисперсии вплоть до частоты ~ 100 ГГц и сравнительно малыми диэлектрическими потерями. Рассмотрены примеры реализации волноведущих структур на основе сегнетоэлектрических пленок, конструкции фазовращателей, фазированных антенных решеток, их эксплуатационные параметры.

Отмечаются достоинства и недостатки «электрического» и «магнитного» способа управления волновыми процессами в волноведущих структурах. Обсуждается возможность построения СВЧ устройств на основе слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик (ЖИГ/БСТ), в которых обеспечиваются дополнительные возможности управления фазовыми характеристиками и групповым временем задержки СВЧ сигналов. Анализируются ранее проведенные исследования феррит-сегнетоэлектрических структур, теоретические и экспериментальные зависимости волновой дисперсии.

В заключении делаются выводы по проведенному литературному обзору и уточняются задачи диссертационного исследования.

Во второй главе приводится результаты исследования процессов распространения электромагнитных волн в щелевых линиях.

Для решения задач распространения электромагнитных волн в щелевых линиях применялся полноволновый анализ, включающий следующие стадии:

(а) - определение Фурье-образов касательных компонент векторов электрического и магнитного полей на щелевых линиях;

(б) - составление системы интегральных уравнений для напряженностей касательных полей на щелях - Ех, Ех, #х и Я2;

(в) - применение метода Бубнова - Галеркина, позволяющего преобразовать интегральные уравнения в систему алгебраических уравнений;

(г) - расчет постоянной распространения у посредством приведения определителя системы уравнений к нулю.

На основе результатов электродинамического анализа были разработаны оригинальные вычислительные программы для расчета параметров резонаторов и характеристик СВЧ устройств на основе МЩЛ структур.

Для уменьшения управляющего напряжения необходимо уменьшать ширину щели. Это приводит к увеличению эффективности замедления, но в щелевой линии возрастает затухание волны, поэтому выбор оптимальной ширины щели не имеет однозначного решения.

Для обеспечения однозначности выбора параметров щелевой линии и снижения управляющего напряжения была предложена оригинальная конструкция линии, представляющая собой слоистую структуру, показанную на рис. 1. На поверхность диэлектрической подложки (е3) осаждается слой платины, на котором формируется пленка БСТ (е2). Противоположный электрод платины наносится на поверхность БСТ. Пленка линейного диэлектрика (е,) осаждается на слой БСТ, и на ее поверхности формируется сравнительно широкая щелевая линия. В такой «сэндвич» щелевой линии управляющие электроды выполнены в виде тонких слоев платины, причем для снижения емкости управляющие электроды с обеих сторон пленки не должны перекрываться. В рассматриваемой конструкции осуществляется многопараметрический

У

Внешние электродьГ

электроды

| 500 100 150 200 8

Рис. 1. Рис. 2.

поиск требуемых электродинамических характеристик щелевой линии.

Следует обратить внимание на нелинейный характер зависимостей постоянной распространения от диэлектрической проницаемости пленки БСТ (рис. 2), который связан со сложной структурой электромагнитного поля в трехслойной диэлектрической топологии. На рис. 2 приведены дисперсионные кривые для определенного набора параметров щелевой линии, 1 - е, = 100, с1] = 0,5 мкм, 2 - е, = 10, й?! = 1 мкм, 3 - 81 = 10, с1х = 0,5 мкм.

Выбор топологии должен быть направлен на снижение вклада потерь в электродах линии в суммарные потери при соответствующем наборе физических и размерных параметров. Уменьшение зазора приводит к возрастанию электродных потерь. На описанную конструкцию щелевой линии автором получен патент.

Другим вариантом щелевой линии является многощелевая линия (МЩЛ), поперечное сечение которой показано на рис. 3. На подложку (ег) осаждается слой сегнетоэлектрика (&]), на поверхности которого формируется МЩЛ, содержащая несколько парциальных щелей и узких электродов,

у', мм"'

расположенных между широкими крайними электродами. Основная электромагнитная мода в многощелевой линии близка к поверхностной ТЕ-волне, теоретически существующей в волноводной структуре с бесконечной решеткой емкостных электродов.

Вклад омических потерь узких парциальных электродов в затухание щелевой моды относительно невелик в сравнении с аналогичным вкладом электродов «обычный» щелевой линии, который определяется продольным током в ее электродах. Рассчитанные зависимости постоянной распространения у', показанные на рис. 4, где м>о = им = / = 5 мкм, кривая 1 соответствует г = 600, 2 - 8 = 800, 3 - £ = 1000, 4 - е = 2000, подтверждают прогнозы относительно характеристик МЩЛ.

Число щелей

Рис. 3. Рис. 4.

Например, при шести щелях в многощелевой линии

= =/ = 0.005мм при £ = 1000 у = 2.1 -у -8-10""5, что очень близко к значению у = 1.96 - 7-6.7-10~3 щелевой линии с шириной щели = 0.05 мм.

Для подключения МЩЛ к генератору используется полосково-щелевой переход или согласующие линии в виде экспоненциального перехода (линии Вивальди). В работе предложена методика расчета формы согласующего щелевого перехода, который обеспечивает согласование в широком диапазоне частот, что позволяет создавать СВЧ устройства, такие как фазовращатели с плавным изменением фазы в широком частотном диапазоне.

В третьей главе рассматриваются методы исследований и результаты измерений СВЧ характеристик сегнетоэлектрических пленок и МЩЛ фазовращателей.

Основным требованием, предъявляемым к методикам измерения свойств пленок или перестраиваемых устройств на их основе, является высокая точность значений диэлектрической проницаемости (е) и диэлектрических потерь ^5) при изменении в широком диапазоне управляющих напряжений (Ц). Подача на сегнетоэлектрическую плёнку управляющего электрического поля требует применения металлических электродов. Однако, пленки

металла могут искажать параметры плёнки БСТ, поэтому необходимо использовать и безэлектродные методики определения характеристик пленок.

Измерения диэлектрических параметров пленок БСТ проводились в широком диапазоне частот от 1 МГц до ] 00 ГГц. Для измерения применялись как известные, так и оригинальные, специально разработанные методики. В частности, для рабочего диапазона частот 20 - 40 ГГц был предложен метод щелевого резонатора, учитывающий влияние металлических электродов на свойства пленок БСТ. Для сравнения использовались результаты измерений в частично-заполненном волноводном резонаторе.

На рис. 5 а) показан резонатор на основе отрезка щелевой линии, корот-козамкнутой на обоих концах. Длина резонатора - /, ширина - н>, элемент согласования - Д. Резонатор помещается в прямоугольный волновод сечением 7.2 х 3.4 мм (см. рис. 5 б). Постоянная распространения щелевой линии и длина резонатора связаны следующим соотношением у = .

На рис. 5 в) показан МЩЛ резонатор (1), имеющий 4 парциальные щели.

Рис. 5.

Резонатор связан с внешней щелевой согласующей линией (2) через элемент согласования (3). С противоположной стороны резонатор имеет электродинамическую «закоротку» на СВЧ, позволяющую одновременно прикладывать постоянное напряжение смещения на резонансную структуру и измерять ее управляемость в режиме на отражение.

Значение частичной добротности, определяемой потерями в электродах, равно

а=- 1

со = со0

где Ч = у0 е^

V ов

Если из эксперимента известна собственная добротность, то tg5 сегне-тоэлектрической пленки вычисляется по формуле

■^8 + ?)'

Таким образом, полученное соотношение позволяет исключить возможные потери в электродах резонатора при вычислении tg5 сегнетоэлектриче-ской пленки.

Экспериментальное значение добротности Qжc определялось по спаду АЧХ на уровне 3 дБ (см. рис. 6). Значение нагруженной добротности может быть пересчитано в собственную добротность при известном экспериментальном значении коэффициента прохождения Т (дБ) на резонансной частоте

по формуле = —^экс

1

__т_

821,дБ 16

20

24

1

:

1Г

- 10

- 13

- 16

- 19

-22

V

1

30 31 32 33 ^,ГГц Рис. 6.

29,5 30.0 30,5 К ГГц

Рис. 7.

Для МЩЛ резонатора длиной / = 2 мм, состоящего из трех электродов и четырех зазоров между ними (рис. 5 в), которые имеют равную ширину 0,05 мм (полная ширина щели - 0,35 мм), изготовленного на основе БСТ пленки толщиной ~ 1,0 мкм и диэлектрической проницаемости е = 1100, значение Q-фактора составило ~ 30 на частоте 32,38 ГГц. Для аналогичного щелевого резонатора, имевшего ширину щели 0,35 мм, длину 2 мм, изготовленного на той же пленке БСТ, измерения {9-фактора показали практически одинаковое значение - 30 на частоте 33,41 ГГц (рис. 6). Таким образом, полученный результат позволил сделать вывод о равенстве СВЧ потерь в щелевом и МЩЛ резонаторе, что является подтверждением первого научного положения диссертационной работы.

Подавая управляющее напряжение на электроды МЩЛ можно изменять диэлектрическую проницаемость и резонансную частоту резонатора. На рис. 7 показана «электрическая» перестройка "МЩЛ резонатора вследствие изменения диэлектрической проницаемости пленки БСТ. Перестройка резонансной частоты составила ~ 190 МГц при напряжении смещения 1 кВ (20 В/мкм). С приложением напряжения смещения добротность резонатора возрастала, что свидетельствовало об уменьшении диэлектрических потерь ^8) в пленке.

На основе МЩЛ топологий были разработаны конструкции фазовращателей отражательного и проходного типа. Планарная топология МЩЛ фазовращателя была интегрирована с согласующим и излучательным элементами, которые имели форму экспоненциальной щелевой линии (линии Вивальди). Для реализации проходных фазовращателей потребовалось применить электромагнитно-прозрачные электроды из платины. На рис. 8 показана топология проходного МЩЛ фазовращателя (парциальные электроды внутри щели не отображены из-за их малой ширины). На рис.8 отдельно вынесен «электромагнитно-прозрачный» электрод, соединяющий поочередно парциальные электроды внутри щелевой линии, на которые подавалась смещение. На соседние электроды прикладывался потенциал корпуса прибора. На рис. 9 приведена микрофотография, показывающая вид платиновых и медных электродов в месте соединения фазовращательной и излучательной частей интегрального устройства.

Для экспериментального исследования СВЧ - характеристик фазовращателей была разработана специальная конструкция приборного макета. Плоскость перпендикулярная поверхности планарной структуры соответствовала Я-компоненте электромагнитного поля. Диаграмма направленности излучателя в Я-плоскости приведена на рис. 10. Сплошной линией показана диаграмма направленности при нулевом смещающем поле, а пунктирной линией -при 10В/мкм(200В).

Важно отметить, что форма диаграммы направленности практически не изменялась при приложении смещающего напряжения. Наблюдался только незначительный рост излучаемой мощности при приложении смещающего напряжения. Это объясняется тем, что СВЧ потери в сегнетоэлектрических линиях передачи уменьшаются при приложении смещающего электрического поля, поэтому в эксперименте наблюдалось небольшое увеличение излучаемой мощности.

Измерения дифференциального фазового сдвига и вносимых потерь показали, что интегральная МЩЛ структура фазовращателя-излучателя вносит

Рис. 8.

Рис. 9.

СВЧ потери не более 10 дБ, которые практически не меняются при изменении частоты. Зависимость дифференциального фазового сдвига от приложенного напряжения смещения приведена на рис. 11. Она имеет характер, близкий к линейному. Фазовый сдвиг составил около 270 градусов при приложении смещающего напряжения ~ 250 В , что соответствовало напряженности электрического поля 12,5 В/мкм.

90 Дер, град

Рис. 10. Рис. 11.

Таким образом, проведенные исследования подтвердили то, что МЩЛ структура пригодна для создания электрически управляемых СВЧ устройств, таких как резонаторы и фазовращатели.

В четвертой главе рассматривается структура феррит-сегнетоэлектрик как основа принципиально новых СВЧ устройств с магнитным и электрическим управлением.

Для анализа слоистой структуры феррит - сегнетоэлетрик применялся метод полноволнового анализа, основные этапы которого приводятся в разделе 2 (см. с. 9). Ранее анализ подобной слоистой структуры «металл - диэлектрик - феррит - сегнетоэлетрик - металл» был проведен в работах В.Е. Демидова и Б.А. Калиникоса (ПЖТФ. - 1999. - т. 24. - вып. 21. - С. 86-93) иным способом. Полученные в обеих работах дисперсионные зависимости соответствуют друг другу, что подтверждает адекватность обоих аналитических подходов.

Выведенные ранее дисперсионные уравнения имеют достаточно громоздкий вид и не вполне удобны для аналитического описания дисперсионных свойств электромагнитно-спиновых волн. Поэтому в данной работе использовалась хорошо отработанная методика полноволнового анализа. Расчет граничной структуры феррит-сегнетоэлектрик на основе полноволновой методики послужил начальным этапом для анализа более сложной структуры феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка.

Для получения эффективного электрического управления структурой феррит-сегнетоэлектрик, как известно из литературы, необходимо применение сегнетозлектрических слоев толщиной в сотни микрон. Однако, наличие такого слоя требует использовать высокое управляющее напряжение - более 1000 В - для создания необходимого электрического поля. Кроме того, значительная емкость такой структуры становится причиной сравнительного большого времени переключения - до 10 мкс.

пленка ЖИГ

Подложка сапфир

свч

вход

свч

выход

(а) (б)

Рис. 12.

Устранить отмеченные недостатки можно, заменив толстый слой сегне-тоэлектрика щелевой линией на основе сегнетоэлектрической пленки (рис. 12). Структура электромагнитного поля основной моды щелевой линии соответствует структуре поля ПМСВ в ферритовом резонаторе (волноводе), поэтому возможно формирование гибридной электромагнитно-спиновой волны. Учитывая это обстоятельство, в качестве объекта дальнейшего исследования была выбрана слоистая структура феррит - щелевая линия - сегнето-электрическая пленка.

В работе приводится вывод дисперсионного уравнения для структуры феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка, а также последовательные этапы его численного решения. На рис. 13 показана перестройка дисперсионных зависимостей для щелевой сегнетоэлектрической линии и для структуры феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрик при разных значениях диэлектрической проницаемости БС'Г и разном магнитном поле. Сплошная линия соответствует е = 1200, а пунктирная линия - с = 2000. Приложение магнитного поля приводит к насыщению зависимости Р(к), что указывает на гибридизацию электромагнитных и спиновых волн.

яг

8,0

8,5

к, см"1 6'2

5,0 5,5 6,5 Рис. 13.

1000 1500 2000 6 Рис. 14.

На рис. 14 представлена зависимость постоянной распространения гибридной волны в структуре феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка от проницаемости пленки БСТ для разных значений ширины щели и толщины пленки БСТ (линия 1 - ширина щели = 100 мкм, толщина БСТ = 5 мкм, линия 2 - м> = 50 мкм, б?4 = 1,5 мкм, линия 3 - и> = 100 мкм, с1ц = 1,5 мкм). В диапазоне диэлектрической проницаемости г = 1000 - 1500 перестройка в структуре феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка превышает перестройку в сегнетоэлектрической щелевой линии. При уменьшении ширины щелевой линии и увеличении толщины пленки БСТ увеличивается диапазон перестройки параметров в исследуемой слоистой структуре.

Для измерения передаточных характеристик щелевой линии, содержащей сегнетоэлектрические и ферритовые слои, был изготовлен измерительный макет, как это показано на рис. 12 б). На поверхности сегнетоэлектрической пленки толщиной около 10 мкм формировалась щелевая линия шириной 150 мкм. На поверхности щелевой линии располагался ферромагнитный ЖИГ резонатор (намагниченность насыщения М0 = 1750 Э), дБ

толщиной 6 мкм. " ' -1-т-;-

На рис. 15 приведены час- "'" '•"''

тотные характеристики экспериментального макета. Кривая 1 -20 -соответствует нулевой напряженности управляющего элек- -30" трического поля и напряженности магнитного поля 1420 Э. -40-

Кривые 2 и 3 сняты при напряженности магнитного поля 1570 Э, причем для кривой 2 электрическое поле отсутствует, а для кривой 3 поле составляет 5

6,0 6,3 6,6 ^ ГГц Рис. 15.

В/мкм. Электрическая перестройка составила 77 МГц, что соответствует трем полосам пропускания резонатора

В отличие от слоистой структуры феррит-сегнетоэлектрик, содержащей толстый керамический слой сегнетоэлектрика, слоистая структура феррит -щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка отвечает требованиям интегральной технологии микроэлектронных СВЧ устройств. В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

1. С помощью численного анализа и экспериментальных исследований показано, что многощелевая линия на поверхности сегнетоэлектрической пленки по уровню затухания СВЧ щелевой моды близка к щелевой линии без внутренних электродов.

2. Разработана конструкция интегральных проходных волноводно-планарных фазовращателей-излучателей на основе сегнетоэлектрических пленок, в которых щелевые линии с экспоненциальным профилем (линии Вивальди) обеспечивают согласование М1ДЛ с прямоугольными волноводами и излучателями в широком частотном диапазоне

3. Получено дисперсионное уравнение для структуры феррит - щелевая линия - сегнетоэлектрическая пленка и проведен его численный анализ. Показано, что взаимодействие ПМСВ и щелевой моды приводит к волновой гибридизации, позволяющей эффективно управлять дисперсионными характеристиками посредством электрического и

4. Шшнриашдаашт показана электрическая и магнитная перестройка резонатора на основе щелевой лини с ферритовым и сегнетоэлектрическим заполнением. Электрическая перестройка, составила 77 МГц при напряженности управляющего поля 5 В/мкм, а магнитная - 477 МГц при изменении напряженности магнитного поля от 1420 до 1570 Э.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В рецензируемых журналах из списка ВАК

1. Белявский П.Ю. Слоистые структуры феррит-сегнетоэлектрик как основа сверхвысокочастотных устройств с электрическим управлением / П.Ю. Белявский, А.Н. Голиков, A.A. Семенов, С.Ф. Карманенко // Известия ВУЗов России. Радиоэлектроника, вып. 1. - 2005. - С. 8-10.

2. Белявский П.Ю. Радиоэлектронные управляемые фазовращатели на основе сегнетокерамики / П.Ю.Белявский, С.Ф. Карманенко, A.A. Семенов // Известия ВУЗов: Радиоэлектроника, вып. 1. - 2005. - С. 32-36.

3. Chong-Yun Kang. The investigation of dielectric characteristics of (BaSr)Ti03 thin films in millimeter wavelength range (Исследование диэлектрических характеристик тонких пленок (BaSr)Ti03 в миллиметровом диапазоне длин волн) / Chong-Yun Kang, S.F.Karmanenko, I.G. Mironenko, A.A. Se-menov, A.I. Dedyk, A.A. Ivanov, P.Ju. Beljavski, U.V. Pavlova // Integrated ferroelectrics. - 2006. - Vol. 86. - P. 131-140.

4. Mironenko I. G. Multislot transmission lines and microwave phase shifters based on (Ba,Sr)Ti03 films (Многощелевые линии передачи и СВЧ фазовращатели на основе пленок on (Ва,8г)ТЮ3) / I. G. Mironenko, A. A. Se-menov, A. A. Ivanov, P. J. Beljavski, Chong-Yun Kang, S. F. Karmanenko // Integrated Ferroelectrics. - 2008. - V. 97. - P. 58 - 66

В других изданиях

5. Пат. 2336609 РФ. Щелевая линия / И.Г. Мироненко, С.Ф. Карманенко, А.А. Иванов, А.А. Семенов, П.Ю. Белявский; опубл. 20.10.2008. Бюллетень № 29.

6. Белявский П.Ю. Исследование диэлектрических свойств тонких пленок сегнетоэлектриков с помощью щелевого резонатора / П.Ю. Белявский, А.А. Семенов // Материалы научно-технической школы-конференции. Молодые ученые 2006, часть 2. - 2006. - С. 68-71.

7. Белявский П.Ю. Электрически управляемый фазовращатель на основе многощелевой линии для применения в фазированных антенных решетках / П.Ю. Белявский, А.А. Иванов, И.Г. Мироненко // Материалы VI Межд. научно-технической конференции. Intermatic 2007. - 2007. - С. 73-77.

8. Белявский П. Ю. Слоистый феррит-сегнетоэлектрический резонатор с электрическим и магнитным управлением / П. Ю. Белявский, А. А. Никитин, С. Ф. Карманенко, А. А. Семенов // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ" (Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета). - 2008. - Вып. 6. - С. 24-28.

9. Semenov А.А. Multislot transmission line phase shifter combined with the planar irradiator for scanning antenna (Многощелевой фазовращатель, совмещенный с планарным излучателем, для сканирующей антенны) / А.А. Semenov, I.G.Mironenko, А.А. Ivanov, Chong-Yun Kang, PJ. Beljavski, S.F. Karmanenko // Proceedings of 37 European Microwave Conference, 2007. -2007.-P. 1633-1636.

10. Карманенко С.Ф. Интегральные сегнетоэлектрические структуры в управляемых радиоэлектронных устройствах / А.Б. Козырев, И.Г. Мироненко, О.Ю. Буслов, П.Ю. Белявский, Chong-Yun Kang // Материалы международной научно-практической конференции «Наука, образование и общество в XXI веке», посвященной 120-летию ЛЭТИ, С-Петербург. -2006.-С. 89-94.

Подписано d печать 05.11.2008. Формат 60x84/16 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ЗАО «КопиСервис». Печать ризографическая. Заказ № 1/1105. П л. 1 0. Уч -изд л 1.0. Тираж 100 экз.

ЗАО «КопиСервис» Адрес: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф Попова, д 3. тел.: (812) 327 5098

Введение

1. Управляемые сверхвысокочастотные устройства на основе активных диэлектриков

1.1. Ферромагнитные пленки

1.2. Сегнетоэлектрические пленки

1.3. Управляемые СВЧ устройства на основе сегнетоэлектрических пленок

1.4. Феррит-сегнетоэлектрические слоистые структуры

2. Электродинамический анализ процессов распространения электромагнитных волн в щелевых линиях

2.1. Дисперсия электромагнитных волн в щелевых линиях на основе сегнетоэлектрических пленок

2.2. Затухание электромагнитных волн в щелевых линиях на основе сегнетоэлектрических пленок

2.3. Многощелевая линия на основе сегнетоэлектрических пленок

2.4. Расчет планарных фазовращателей на основе многощелевых сегнетоэлектрических структур

2.5. Согласование щелевой линии с полосковой линией и прямоугольным волноводом

3. Экспериментальные исследования сегнетоэлектрического фазовращателя на основе многощелевой линии

3.1. Технология формирования слоистых пленочных структур

3.2. СВЧ характеристики сегнетоэлектрических пленок в широком диапазоне частот

3.3. Исследования резонаторных структур на основе многощелевой линии

3.4. Исследования многощелевых отражательных фазовращателей

3.5. Исследования многощелевых проходных фазовращателей

4. Исследование слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик

4.1. Исследование слоистой структуры феррит-сегнетоэлектрик

4.2. Электродинамическая модель щелевой линии на основе слоистой структуры феррит-сегнетоэлектрик

4.3. Численный анализ дисперсионного уравнения для щелевых линий на основе слоистой структуры феррит-сегнетоэлектрик

4.4. Исследование щелевого управляемого резонатора на основе слоистой структуры феррит-сегнетоэлектрик

По мере возрастания значения сверхвысокочастотных (СВЧ) систем связи, локации и навигации в современном обществе усиливаются требования к их надежности, мобильности, энергопотреблению. Телекоммуникационные сотовые и спутниковые радиотелефонные системы, передвижные навигационные и радарные станции, глобальные и локальные компьютерные сети испытывают потребность в электрически управляемых и недорогих компонентах. Эта потребность может быть обеспечена заменой сложных схем, использующих активные компоненты, на перестраиваемые СВЧ линии на основе пленочных материалов с нелинейными физическими свойствами, таких как сегнетоэлектрики и ферриты.

Один из способов управления параметрами радиоэлектронных компонентов основан на изменении диэлектрической проницаемости компонентов под действием внешнего электрического поля. «Электрический» способ управления отличается высокой скоростью и малыми энергетическими затратами, поскольку перестройка выполняется без протекания токов через управляющие цепи. Свойство управляемости под действием электрического поля сохраняется у некоторых сегнетоэлектриков (СЭ) в широком частотном диапазоне - от низких до сверхвысоких и крайневысоких частот. Это свойство активно используется в СВЧ устройствах для быстрой перестройки амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ, соответственно).

Среди актуальных тенденций современной СВЧ электроники следует отметить продвижение рабочей частоты устройств в область СВЧ и КВЧ диапазонов, снижение весо-габаритных характеристик и стоимости устройств и систем. Всем указанным тенденциям соответствуют сегнетоэлектрические пленочные компоненты. Вместе с этим, существует ряд сложностей, препятствующих их широкому внедрению в СВЧ устройства различного назначения.

Отмеченные актуальные требования и тенденции развития радиоэлектронных систем определяют очевидную актуальность комплексных радиофизических и физико-технологических исследований, радиотехнических разработок, направленных на создание управляемых СВЧ устройств на основе материалов с нелинейными физическими свойствами.

В течение последних трех десятилетий было выполнено множество исследований в области твердотельной физики и радиоэлектроники, посвященных сегнетоэлектрическим материалам и возможности их применения в РЭС различного назначения. Было показано, что значительным потенциалом для разработки СВЧ управляемых устройств нового поколения обладают гетерост-руктуры и слоистые композиции на основе перовскитных пленок и родственных оксидных слоев [1, 2, 3]. В 1970 году, в результате исследований сегнето-электриков в ВЧ-СВЧ диапазоне, появилась работа Бетэ [4], направленная на применение СЭ кристаллов и керамики в радиотехнических управляемых приборах. Многие лаборатории включились в исследования ВЧ-СВЧ диэлектрических характеристик сегнетоэлектриков. Однако к середине 80-х годов прошлого столетия интерес к сегнетоэлектрическим материалам со стороны радиотехнических компаний и научных лабораторий снизился по причине высоких диэлектрических потерь, а также в связи с открытием высокотемпературной сверхпроводимости в купратах [5]. Возобновление интереса к СВЧ применениям сегнетоэлектриков проявилось вначале 90-х годов, после того как были продемонстрированы возможности формирования сверхпроводниковых высокодобротных микроструктур с сегнетоэлектрическими управляемыми компонентами [6, 7]. Появились работы, отмечавшие, что металооксидные структуры на основе сегнетоэлектрических, сверхпроводниковых и магнитных материалов способны совершить революцию в области РЭС и микроволновых систем [8 - 11]. В настоящее время интерес к комбинированным структурам, включающим управляемые и высокодобротные слои различной физической природы, продолжает развиваться. Одним из недостатков управляемых структур на СЭП является сравнительно узкий диапазон электрической перестройки рабочей частоты.

Традиционно для создания перестраиваемых взаимных и невзаимных управляемых компонентов СВЧ устройств используются магнитно-управляемые материалы, и в наибольшей степени ферриты. «Магнитный» способ управления реализуется посредством изменения напряженности магнитного поля, в которое помещается феррит, в сравнительно широком диапазоне длин волн и скоростей электромагнитных или спиновых волн [12 -14]. Магнитный способ перестройки радиоэлектронных компонентов имеет такие недостатки, как относительно низкая скорость перестройки параметров (микросекунды), значительное энергопотребление, большие габариты магнитных систем.

Электрический» способ управления отличается высокой скоростью (наносекунды), малыми энергетическими затратами, поскольку перестройка выполняется без протекания токов через управляющие цепи, а также малыми габаритами электрических систем [15]. В качестве управляемых сегнетоэлектри-ческих компонентов РЭС могут применяться сосредоточенные элементы (ва-ракторы) и распределенные структуры - линии передачи [16, 17]. Чем выше рат' бочая частота, тем больше возрастает целесообразность применения в РЭС щелевых и копланарных линий передачи на основе сегнетоэлектрических пленок (СЭП) возрастает. Одним из недостатков управляемых структур на основе СЭП является сравнительно узкий диапазон перестройки рабочей частоты (по сравнению с магнитным способом управления) при сохранении параметров затухания электромагнитной волны.

Указанный недостаток может преодолеваться в комбинированных системах, сочетающих сегнетоэлектрические и ферромагнитные слои. В ферромагнетиках могут возбуждаться магнитостатические волны (МСВ), которые имеют ряд преимуществ перед электромагнитными волнами с точки зрения процессов обработки СВЧ сигналов. В качестве ферромагнитной среды для распространения МСВ наиболее целесообразно использовать пленки железо-иттриевого граната ЖИГ - (Y3Fe5Oi2), эпитаксиально выращенные на подложках гадолиний-галиевого граната -ГГГ (Gd3Ga5Oi2) [12, 13, 18,19].

Слоистая структура, состоящая из слоев сегнетоэлектрика, такого как BaxSr!.xTiOi - бария-стронциевый титанат (БСТ), позволяет существенно улучшить эксплутационные параметры приборов, расширить их функциональность, повысить управляемость и предоставить дополнительные возможности управления фазовыми характеристиками и групповым временем задержки. [18, 19]. Повышение управляемости СВЧ устройств включает как расширение диапазона перестройки передаточных характеристик при допустимом изменении параметров устройства (например, уровня потерь, ширины и формы полос пропускания/затухания), так и сокращение времени перестройки характеристик, а также увеличение точности управления эксплуатационными параметрами радиоэлектронного компонента.

Таким образом, формируется актуальная комплексная научно-техническая проблема, включающая радиофизические и физико-технологические аспекты: исследование электродинамики новых СВЧ линий передачи, анализ волновых процессов в слоистых структурах на основе активных диэлектриков, разработку экспериментальных макетов и процессов формирования управляемых СВЧ волноведущих устройств. Указанная проблема определяет цель диссертационной работы:

Исследование процессов распространения электромагнитных волн в щелевых линиях на основе сегнетоэлектрических и феррит-сегнетоэлектрических слоев, а также разработка и изготовление на основании проведенного анализа перестраиваемых устройств СВЧ диапазона, таких как сегнетоэлектрические фазовращатели и феррит-сегнетоэлектрические резонаторы.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие научные задачи.

- исследование процессов распространения электромагнитных волн в щелевых СВЧ линиях передачи, включая изопланарные и многощелевые конструкции;

- разработка методик измерений СВЧ характеристик сегнетоэлектрических пленок в широком диапазоне частот (1-100 ГГц). Экспериментальное исследование характеристик сегнетоэлектрических пленок;

- разработка планарных фазовращателей на основе многощелевых сегнетоэлектрических структур и технологического процесса их изготовления;

- анализ волновых процессов в пленочной слоистой структуре феррит-сегнетоэлектрик и в структуре феррит — щелевая линия на основе сегнето-электрической пленки;

- разработка управляемых СВЧ интегральных приборов на волноведущих структурах феррит - щелевая линия на основе сегнетоэлектрической пленки. Научная новизна диссертационной работы определяется следующими результатами, полученными впервые:

1. Созданы оригинальные электродинамические модели и методики численного анализа волновых процессов в щелевых структурах на основе сегнетоэлектрических и феррит-сегнетоэлектрических структур.

2. Исследованы дисперсионные характеристики гибридных электромагнитно-спиновых волн, распространяющихся в структуре феррит-сегнетоэлектрик и структуре феррит - щелевая линия на основе сегнетоэлектрической пленки;

3. Определены условия для эффективной гибридизации щелевой моды в СВЧ линиях передачи на основе структуры феррит - щелевая линия на основе сегнетоэлектрической пленки;

4. Предложены оригинальные конструкции щелевых линий передачи, позволяющих существенно улучшить параметры волноведущих СЭ плеочных структур, используемых в управляемых СВЧ приборах;

5. Экспериментально показана высокая эффективность использования планарных фазовращателей-излучателей на основе СЭ пленки в прямоугольных волноводах;

Экспериментально показана эффективность управления резонансной частотой в структуре сегнетоэлектрическая щелевая линия - пленочный ферритовый резонатор в результате изменения электрического и магнитного полей смещения.

Оценка практической значимости. Практическую ценность работы составляют:

- электродинамическая модель и методика численного анализа процесса распространения гибридных спиново-электромагнитных волн в структуре феррит - щелевая линия на основе сегнетоэлектрической пленки, позволяющая рассчитывать параметры СВЧ устройств на их основе;

- СВЧ фазовращатели — излучатели на основе многощелевой передачи и щелевых линий передачи с экспоненциальным профилем (линии Вивальди), демонстрирующие фазовый сдвиг до 270 градусов при подаче смещающего напряжения до 250 В;

- методики измерения и программы расчета параметров сегнетоэлектрических пленок в широком диапазоне СВЧ-КВЧ;

- СВЧ резонатор на основе структуры феррит - щелевая линия на основе сегнетоэлектрической пленки, продемонстрировавший сдвиг резонансной частоты в 77 МГц при подаче смещающего электрического поля в 5 В/мкм на частотах порядка 6 ГГц;

- методика формирования щелевых линий на основе сегнетоэлектрических пленок и ферритовых слоев.

Материалы диссертации используются в учебном процессе СПбГЭТУ, курсах кафедры физической электроники и технологии.

Результаты диссертационной работы использовались в следующих ор-ганихациях: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Холдинговой компании «Ленинец», ОАО «Гириконд», ВНЦ «Государственный Оптический институт им С.И. Вавилова; ОАО «Феррит-Домен», ОАО «Светлана», лаборатории микроэлектроники и физики материалов университета г. Оулу (Финляндия), Корейского института науки и техники (KIST, г. Сеул).

Результаты работы реализованы в следующих проектах и грантах: • в проекте Министерства Образования Российской Федерации «Разработка элементной базы и устройств СВЧ радиоэлектроники на основе сегнетоэлектрических пленок» (код проекта: 208.05.05.012);

• в проекте Международного научно-технического центра (МНТЦ — 2896) «Исследование планарных слоистых структур на основе сегнетоэлектрических пленок с целью применения в радиоэлектронных устройствах миллиметрового диапазона длин волн» (01 января 2005 г. - 30 июня 2007);

• в проекте Международного научно-технического центра (МНТЦ -2616) «Миниатюрные перестраиваемые сверхвысокочастотные генераторы» (2004 - 2006);

• в проекте Корейского института науки и техники (KIST -АА134/2004) "Управляемый пленочные компоненты на основе сегнтоэлектри-ческих пленок» (2005 - 2007).

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и симпозиумах:

Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского Государственного Электротехнического Университета (ЛЭТИ) (2002 - 2008), Санкт-Петербург, Россия.

7-th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF-7), June 24 - 28, 2002, St.Petersburg, Russia.

Международной научно-технической школе-конференции «Молодые учёные - науке, технологиям и профессиональному образованию», 1-4 октября 2002, Москва, Россия.

17-th International Symposium on Integrated Ferroelectrics. April, 2003. Schanghai, China.

IV Международной научно-технической конференции «Электроника и Информатика - 2002», Зеленоград, Россия.

International Symposium on Electrocderamics, June, 2005, Seoul, Korea.

International Student Seminar on Microwave Applications of Novel Physical Phenomena (2006 - 2008), Санкт-Петербург, Россия.

4-th international Conference on Microwave Materials and Their Applications, 12-15 June, 2006, Oulu, Finland.

Международной научно-технической школе-конференции. Молодые ученые - 2006. 14-18 ноября, 2006, Москва, Россия.

19-th International Symposium on Integrated Ferroelectrics. May 8- 11, 2007. Bourdeaux, France.

37-th European Microwave Conference, October 2007, Munich, Germany.

VI Международной научно-технической конференции. Intermatic - 2007. 23 - 27 октября, 2007, Москва, Россия.

XVII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков. 9-14 июня, 2008, Санкт-Петербург

Исследования, проведенные в рамках диссертационной работы, позволили сформулировать следующие научные положения:

1. Многощелевая линия на поверхности сегнетоэлектрической пленки, содержащая несколько внутренних полосковых электродов, по затуханию щелевой моды близка к аналогичной по ширине щелевой линии без внутренних электродов, что позволяет в несколько раз снизить управляющее напряжение.

2. Многощелевая СВЧ линия передачи, сформированная на поверхности сегнетоэлектрической пленки титаната бария-стронция, в сочетании с планар-ными экспоненциальными щелевыми элементами согласования (излучателями Вивальди) электродинамически согласована с окружающим пространством в широком диапазоне частот, что позволяет в режиме на проход излучать энергию в Н - плоскости в угле раскрыва 40 - 60 градусов при минимальных потерях мощности сигнала и фазовом сдвиге до 360 градусов.

3. Взаимодействие поверхностной магнитостатической волны в ферромагнитной пленке с основной модой щелевой линии на основе сегнетоэлектрической пленки приводит к волновой гибридизации, позволяющей эффективно управлять дисперсионными характеристиками такой структуры посредством изменения как электрического, так и магнитного полей смещения.

4. Максимальная гибридизация поверхностной магнитостатической и электромагнитной волны щелевой сегнетоэлектрической линии достигается путем уменьшения ширины щели (в интервале 10-50 мкм) и увеличения толщин сегнетоэлектрической и ферромагнитной пленок (более 10 мкм) как результат роста замедления электромагнитной волны в щелевой линии.

Научные материалы диссертационной работы докладывались на конференциях и семинарах различного уровня. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 5 статей (4 статьи опубликованы в научных изданиях, определенных ВАК), 4 доклада в трудах международных и всероссийских конференций и 1 патент. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения. Она изложена на 109 страницах машинописного текста, включает 42 рисунка, 8 таблиц, и содержит список литературы из 89 наименований.

Выводы по главе.

В настоящей главе были получены следующие основные результаты.

1. Проведено теоретическое исследование слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик с помощью метода полноволнового анализа. Показано соответствие результатов, полученных данным методом, с результатами, полученными ранее другими методами, в том числе и в случае предельных случаев — при отсутствии либо ферритового, либо сегнетоэлектрического слоев.

2. Получено дисперсионное уравнение для щелевой лини с ферритовым и сегнетоэлектрическим заполнением и проведен его численный анализ, показывающий, что взаимодействие магнитостатической волны в ферромагнитной пленке и щелевой моды в линии на основе сегнетоэлектрической пленки приводит к волновой гибридизации, что позволяет эффективно управлять дисперсионными характеристиками посредством электрического и магнитного полей в щелевой линии с ферритовым и сегнетоэлектрическим заполнением.

3. Численный анализ показал, что максимальная гибридизация поверхностной спиновой волны в ферритовой пленке и электромагнитной волны щелевой линии достигается при уменьшении ширины щели и увеличении толщины сегнетоэлектрической и ферромагнитной.

4. Экспериментально показана электрическая и магнитная перестройка резонатора на основе щелевой лини с ферритовым и сегнетоэлектрическим за/ полнением. Полученная в эксперименте электрическая престройка, составила 77 МГц при напряженности управляющего поля 5 В/мкм, а магнитная - 477 МГц при изменении напряженности магнитного поля от 1420 до 1570 Э.

Заключение

Проведенные исследования позволили получить ряд новых научных результатов и сформулировать следующие выводы:

1. Численный анализ и экспериментальные исследования показали, что щелевая линия на поверхности СЭ пленки, содержащая несколько внутренних полосковых электродов, по уровню затухания СВЧ щелевой моды близка к щелевой линии без внутренних электродов.

2. Щелевые линии с экспоненциальным профилем (линии Вивальди) позволяют обемпечить согласование многощелевых линий на основе сегнетоэлектрических пленок с прямоугольными волноводами и излучателями в широком частотном диапазоне

3. Разработана конструкция интегральных проходных волноводно-планарных фазовращателей-излучателей на основе сегнетоэлектрических пленок. На изготовленных макетах экспериментально показан фазовый набег в 250 градусов на частоте 30 ГГц при подаче смещающего напряжения в 250 В. Экспериментально показано, что в //-плоскости угол раскрытия диаграммы направленности составляет порядка 60 градусов на уровне 3 дБ для исследуемой структуры.

4. Получено дисперсионное уравнение для щелевой лини с ферритовым и сегнетоэлектрическим заполнением и проведен его численный анализ. Показано, что взаимодействие магнитостатической волны в ферромагнитной пленке и щелевой моды в линии на основе сегнетоэлектрической пленки приводит к волновой гибридизации, что позволяет эффективно управлять дисперсионными характеристиками посредством электрического и магнитного полей в структуре феррит - щелевая линия — сегнетоэлектрическая пленка.

5. Экспериментально показана электрическая и магнитная перестройка резонатора на основе щелевой лини с ферритовым и сегнетоэлектрическим заполнением. Полученная в эксперименте электрическая перестройка, составила 77 МГц при напряженности управляющего поля 5 В/мкм, а магнитная - 477 МГц при изменении напряженности магнитного поля от 1420 до 1570 Э.

1. Смоленский Г.А. Физика сегнетоэлектрических явлений / Г.А. Смоленский — Л.:Наука, 1984.-296 с.

2. Лайис М. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы / М. Лайнс, А. Глас М. :Мир, 1981. - 736 с.

3. Сегнетоэлектрики в технике СВЧ/Под ред. О.Г. Вендика. М.: Сов. радио, 1979.-272 с.

4. Bethe К. On microwave behaviour of nonlinear dielectrics. / K. Bethe // Phillips Res.Repts — 1970. — № 1.

5. Bednorz J.G. Possible high Tc- superconductivity in the Ba-La-Cu-O system / J.G. Bednorz, K.A. Muller//Z. Phys. B. 1986. -Vol. 63. -N.2, - p. 189-192.

6. Vendik O.G. High-Tc superconductivity; new applications of ferroelectrics at microwave frequencies / O.G. Vendik, L.T. Ter-Martirosyan, A.I. Dedyk, S.F. Kar-manenko, R.A. Chakalov // Ferroelectrics. 1992. - v.143. - N.l-3. - p. 33-42.

7. Vendik O.G. Superconductors spur application of ferroelectric films / O.G. Vendik, I.G. Mironenko, L.T. Ter-Martirosyan // Microwaves and RF. 1993. -V.32. - p. 67-70.

8. Venkatesan T. High-Tc thin films: a forerunner to the metal-oxide revolution / T. Venkatesan, L. Nazar, X.D. Wu, A. Inam // Solid State Technology. 1989. - vol. 31. - N.8 - p. 143-144.

9. Dionne G. F. Ferrite-superconductor devices for advanced microwave applications / G. F. Dionne, D.E. Oates, D.H. Temme, J.A. Weiss // IEEE Trans, on microwave theoiy and techniques. 1996. V. 43. - p. 1361-1368.

10. Функциональные устройства обработки сигналов (основы теории и алгоритмы) учебное пособие / под ред. Ю.В.Егорова. - М.:Радио и связь, 1997. -287 с.

11. Гуляев Ю.В. Спинволновая электроника. / Ю.В. Гуляев, П.Е. Зильберман // Серия Радиоэлектроника и связь. М.: «Знание». - 1988. - № 6. - 24 С.

12. Вашковский А.В. Магнитостатические волны в электронике сверхвысоких частот. / А.В. Вашковский, B.C. Стальмахов, Ю.П. Шараевский. Саратов: Изд-воСГУ, 1992.-312 с.

13. Mironenko I.G. Principles of Applications and Properties of Ferroelectric Films at Microwaves / I.G. Mironenko //Ferroelectrics. 1976. - Vol. 12. - p.421-421.

14. Аванесян B.B. Дисперсионные свойства линий пердачи на основе слоистых диэлектрических структур / В.В. Аванесян, И.Г. Мироненко // Изв.ВУЗов "Радиоэлектроника". 1998. - N.1. - с. 15-20.

15. Мироненко И.Г., Иванов А.А. Дисперсионные характеристики щелевой и копланарной линий на основе структур "сегнетоэлектрическая пленка-диэлектрическая подложка" / И.Г. Мироненко, А.А. Иванов // Письма в ЖТФ. -2001.- Т.27. N. 12. - с. 16-21.

16. Gulyaev Yu.V. Magnetoacoustic echo spectrum of a ferrite dielectric layered strucrure / Yu.V. Gulyaev, Yu.F. Ogrin, N.I. Polzikova, F.Yu. Ogrin, P.W. Haycock // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1994. - v.157/158. — p .482-482.

17. Яковлев Ю.М. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. / Ю.М. Яковлев, С.Ш. Генделев. М.: Сов.радио, 1974. - 360 С.

18. Xu Zuo. Single crystal hexaferrite phase shifter at Ka band / Xu Zuo, Ping Shi, S. A. Oliver, C. Vittoria // J. of Applied Physicsio 2001. - V. 91. - p. 7622-7623.

19. Гуревич А.Г. Магнитные колебания и волны / А.Г. Гуревич, Г.А. Мелков. -М.: Физматлит, 1993. 464 С.

20. Damon R.W., Eshbach J.R. // J.Phys.Chem.Solid. 1961. -V. 19. - N.3-3. - p.308-320.

21. Калиникое Б.А. Спинволновые процессы и устройства СВЧ. / Б.А. Калини-кос, Н.Г. Ковшиков, Н.В. Кожусь СПб.: ГЭТУ-ЛЭТИ, 1994. - 92 С.

22. Зубков В.И. Набег фазы поверхностных магнитостатических волн, распространяющихся в неоднородно намагниченных ферритовых пленках и структурах феррит-металл / В.И. Зубков, В.И. Щеглов // Письма в ЖТФ, 1999. — Т. 24.-В. З.-С. 79-83.

23. Vendilc O.G. Ferroelectric tuning of planar and bulk microwave devices / O.G. Vendik, E.K. Hollmann, A.B. Kozyrev, A.M. Prudan // J.of Supercond. 1999. -V.12 (2). -P.325 - 338.

24. Sengupta L. Paratek Microwave Inc (Columbia, MD)- the tunable wireless company / L. Sengupta // IEEE Workshop on Microwave Application of Ferroelectric films. Glen Research Center, Ohio Airspace Institute, Cleveland. March 2001.

25. Seung Eon Moon. Microwave Dielectric Properties for (Pb,La)(Zr,Ti)03 Thin Films on MgO (001) Substrate Grown by Chemical Solution Deposition / Seung

26. Eon Moon, Min Hwan Kwak, Young-Tae Kim, Han-Cheol Ryu, Su-Jae Lee, Kwang-Yong Kang // Integrated Ferroelectrics. 2004. - V. 77. - P. 37-43.

27. Белокопытов Г.В. Диэлектрические свойства KTa03: Кристаллы в миллиметровом диапазоне СВЧ / Г.В. Белокопытов, И.В, Иванов, И.Ю. Сыромятников//ФТТ. 1990. - т. 31. -№ 6.-с. 1795-1800.

28. Jaehoon Park. BZN Thin Film Capacitors for Microwave Low Loss Tunable Applications / Jaehoon Park, Jiwei Lu, Susanne Stemmer, Robert A. York. // Integrated Ferroelectrics. — 2004. vol. 77. - p. 21-26.

29. Wu H.-D. Doped BSTO thin films for microwave device applications at room tempereture / H.-D. Wu, F.S. Barnes // Intergrated ferroelectrics. 1998. - vol.21.- p.291-304.

30. Subramanyam G. Microwave Dielectric Properties of Mn:BST and PST Thin-Films / G. Subramanyam, C. Chen, S. Dey // Integrated Ferroelectrics. 2004. -vol.77.-p. 189-197.

31. Dedyk A.I. Influence of Mg and Mn Doping on the RF-Microwave Dielectric"" Properties of BaxSrl-xTi03 Films / A.I. Dedylc, S.F. Karmanenko, A.A. Melkov, V.I. Sakharov, I.T. Serenkov // Ferroelectrics. 2002. - Vol. 286. - p. 267-278. .„

32. Акустические кристаллы. Справочник / под ред. М.П. Шаскольской. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. - 630 с

33. Feldman С. Formation of thin films of ВаТЮЗ by evaporation / C. Feldman // Rev.Sci.Instr. 1954. - vol.26. - p.463-467.

34. Лурье M.C. Тонкие сегнетоэлектрические пленки Pb(Ti,Zr,Sn)03 / M.C. Лурье // Докл. АН СССР. 1959. - т.128. - №1. - с.73-74.

35. Вербицкая Т.Н. Электрические свойства пленочных варикондов с прямоугольной петлей гистерезиса / Т.Н. Вербицкая, Л.М. Александрова, Е.И. Широбокова // Изв.АН СССР. Серия физическая. 1964. - т.29. - с. 2103.

36. Вербицкая Т.Н. Титанат бария. / Т.Н. Вербицкая М.: Наука, 1972.

37. Ротенберг Б.А. Керамические конденсаторные диэлектрики / Б.А. Ротенберг- СПб: Гириконд, 2000. 246 с.

38. Дудкевич В.П. Физика сегнетоэлектрических пленок / В.П. Дудкевич, Е.Г. Фесенко Ростов: Изд-во РГУ, 1979. - 190 с.

39. Томашпольский Ю.Я. Пленочные сегнетоэлектрики / Ю.Я. Томашпольский М.: Радио и связь, 1983.- 192 с.

40. Kozyrev A. Microwave Properties of (Ba,Sr)Ti03 Ceramic Films and Phase-Shifters on their Base / A. Kozyrev, V. Keis, V. Osadchy, A. Pavlov, O.Y. Buslov and L. Sengupta// Integrated Ferroelectrics. -2001. V.33. - P.l89-194.

41. Barlingay C.K. Observation of sol-gel epitaxial growth of ferroelectric Pb(Nb,Zr,Ti)03 thin film on sapphire / C.K. Barlingay, S.K. Dey // Appl.Phys.Lett. 1991. - vol.61, - p. 1278-1280.

42. Сегнетоэлектрические пленки и устройства на сверх- и крайне высоких частотах / А.А. Иванов, С.Ф. Карманенко, И.Г. Мироненко, И.А. Назаров, А.А. Семенов. СПб.: ООО «Техномедиа», Изд-во «Элмор», 2007. - 162 с.

43. Sigov A.S. Sol-gel films for integrated circuits / A.S. Sigov, K.A. Vorotilov, A.S. Valeev, M.I. Yanovskaya // J.Sol-gel Science and Technology. 1993. - V.l. -P.563-568.

44. Liang S. Plasma-enhanced metalorganic chemical vapor deposition of SrTi03 and Bai.xSrxTi03 thin films / S. Liang, C. Chern, P. Shi Lu, A. Safari, Y. Lu, В. H. Kear // J. Electron. Mater. 1993. - V. 22. - N.7. - p. 26.

45. Yu Z. Epitaxial perovskite thin films grown on silicon by molecular beam epitaxy / Z. Yu, J. Ramdani, J.A. Curless and oths. // Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. — 2000. V. 18. - p. 16531657.

46. Shimoyama K. Homoepitaxial Growth of SrTi03 in an Ultrahigh Vacuum with Automatic Feeding of Oxygen from the Substrate at Temperatures as Low as 370°C / K. Shimoyama, M. Kiyohara, A. Uedono // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. -Vol.41. - Part 1. - L269-L271.

47. Yoon S.G. Preparation of thin-film (Ba0.5Sr0.5)TiO3 by the laser ablation technique • and electrical properties / S.G. Yoon, J.C. Lee, A. Safari // J.Appl.Phys. 1994. -vol.76. - p. 2999-3002.

48. Jun-Ki Chung. Stress Controlled Ferroelectric BaSrTiOs Thin Films Prepared on Gd203/SrTi03(001) by a Pulsed Laser Deposition / Jun-Ki Chung, Sang Su Kim, Dong Sik Bae, and oths. // Integrated Ferroelectrics. 2006. - vol. 80. - p.415— 421.

49. Savva N. Excimer laser patterning of high-Tc superconducting thin films of YBCO / N. Savva, K.F. Williams, G.M. Davis, M.C. Gower // IEEE journal of quantum electronics. 1989. - vol.24. - p. 2399-2402.

50. Rauch W. DC-magnetron sputtering for microwave applications. / W. Rauch, H. Behner, G. Gieres, G. Solkner, F. Fox, A.A. Valenzuela, E. Gornik // Physica C. -1991.-vol. 198.-p. 389-396.

51. Вендик О.Г. Исследование структуры, состава и морфологии монокристаллических пленок сегнетоэлектриков со структурой перовскита / О.Г. Вендик,

52. Л.С. Ильинский, А.Д. Смирнов, Г.С. Хижа // ЖТФ. 1983. - т.53. - с. 772777.

53. Мухортов Вас.М. Применение наноразмерных пленок титаната бария-стронция для перестраиваемых сверхвысокочастотных устройств / Вас.М. Мухортов, С.И. Масычев, Ю.И. Головко, А.В. Чуб, В.М. Мухортов // ЖТФ. 2006. - том 76. - вып. 10. - с. 106 - 109.

54. Мухортов В.М. Формирование доменной структуры под действием деформационных полей в наноразмерных пленках титаната бария-стронция / В.М. Мухортов, Ю.И. Головко, В.В. Колесников, С.В. Бирюков // Письма в ЖТФ. -2004. том 31. - вып. 22. - с. 75 - 80.

55. Мухортов В.М. Геометрические эффекты в наноразмерных эпитаксиальных пленках титаната бария-стронция / В.М. Мухортов, В.В. Колесников, Ю.И. Головко, С.В. Бирюков, А.А. Маматов, Ю.И. Юзюк // ЖТФ. 2007. - том 77. -вып. 10.-с. 97-101.

56. Хижа Г.С. СВЧ-фазовращатели и переключатели / Г.С. Хижа, И.Б. Вендик, Е.А. Серебрякова.-М.: Радио и связь, 1983.

57. Барский И.В. Параметр качества и добротность СВЧ-управляющих устройств на полупроводниковых и сегнетоэлектрических активных элементах / И.В. Барский, О.Г. Вендик, Г.С. Хижа //, Л.:Известия ЛЭТИ. 1986. -вып.374. - с.3-6. • \

58. York R. Tunability an Enabling Technology for Wireless / R. York. - Agile Materials & Technologies Inc., 2002.

59. Miranda F. A. Design and development of ferroelectric tunable microwave components for Ku- and K-band satellite communication systems / F. A. Miranda, G.

60. Subramanyam, F.W. Van Keuls, R. Romanofsky, J.D. Warner, and C.H. Mueller // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 2000. - vol. 48. - p. 1181-1189.

61. Козырев А. СВЧ фазовращатель с планарными конденсаторами на основе пленок титаната стронция / А. Козырев, А. Иванов, О. Солдатенков, Е. Гольман, А. Прудан, В. Логинов. // Письма в ЖТФ. 1999. - том 24. - вып. 20. - с. 78-82.

62. Буслов О.Ю. Интегральные сегнетоэлектрические фазовращатели мм диапазона длин волн на основе периодических структур / О.Ю. Буслов, В.IT. Кейс,

63. A.Б. Козырев, И.В. Котельников, П.В. Кулик. // ЖТФ. 2004. - том 74. -вып. 9. - С. 89-94.

64. Козырев А. Волноводно-щелсвой 60 GHz фазовращатель на основе (Ba,Sr)Ti03 сегнетоэлектрической пленки / А. Козырев, М. Гайдуков, А. Гагарин, А. Тумаркин, С. Разумов. // Письма в ЖТФ. 2001. - том 28. - вып. 6. -С. 51-56.

65. Schaubert & Shin. A parameter study of stripline-fed Vivaldi notch-antenna arrays // IEEE Trans, on Antennas and Propagation. May, 1999. - Vol. 47. - N. 4. -p. 879-886.

66. Weem et al. Vivaldi antenna arrays // Antennas and Propagation Society International Symposium. July, 2000. - Vol.1. - p. 174-177.

67. Козырев А.Б. 60 GHz фазовращатель на основе (Ba,Sr)Ti03 сегнетоэлектрической пленки / А.Б. Козырев, А.В. Иванов, О.И. Солдатенков, А.В. Тумаркин, С.В. Разумов, С.Ю. Айгунова // Письма в ЖТФ. 2001. - том 27. - вып. 23.-С. 16-21.

68. Kozyrev A. Microwave Properties of (Ba,Sr)Ti03 Ceramic Films and Phase-Shifters on their Base / A. Kozyrev, V. Keis, V. Osadchy, A. Pavlov, O. Buslov and L. Sengupta // Integrated Ferroelectrics. 2001. - V.33. - p. 189-194.

69. Acikel B. A New High Performance Phase Shifter Using Bax SrixTi03 Thin Film /

70. B. Acikel, T.R. Taylor, P.J. Hansen, J.S. Speck, R.A. York. // Microwave and Wireless Components Letters, IEEE. July, 2001. - pp. 237-239,

71. Demidov V. E. Dipole-exchange theory of hybrid electromagnetic-spin waves in layered film structures / V. E. Demidov, B. A. Kalinikos, P. Edenhofer // Journal Of Applied Physics. 2001. - V.91. - N.l 1. - P. 10007-10016.

72. Демидов B.E. Электрическая перестройка дисперсионных характеристик спиновых волн в слоистых структурах металл-сегнетоэлектрик-феррит-сегнетоэлектрик-металл / В.Е.Демидов, Б.А.Калиникос // ПЖТФ. — 1999. — т. 24.-вып. 21.-с. 86-93.

73. Миттра Р. Аналитические методы теории волноводов / Р. Миттра, С. Ли. -М.:Мир, 1973. 328 с.

74. Морс Ф.М. Методы теоретической физики. Т.1. / Ф.М. Морс, Г. Фешбах. -М.,ИЛ, 1958.- 931 с.

75. Meixner J. The behavior of electromagnetic fields at edges / J. Meixner // IEEE Trans. 1972, AP 20 July. - p. 442-416.

76. Анфиногенов В.Б., Вербицкая Т.Н., Зильберман П.Е., Казаков Г.Т., Тихонов В.В. Распространение магнитостатических волн в феррит-сегнетоэлектрической структуре // Письма в ЖТФ, 1986, т. 12, с.454-457.

77. Анфиногенов В.Б., Вербицкая Т.Н., Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Мериакри С.В., Огрин Ю.Ф., Тихонов В.В. Гибридные электромагнитно-спиновые волны в контактирующих слоях феррита и сегнетоэлектрика. И. Эксперимент // РиЭ, 1990, т.35, вып.2, с.320-324.

78. Градштейн И.С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений / И.С. Градштейн, И.М. Рыжик М.: Физматгиз, 1961.1. Публикации автора

79. Б1. Пат. 2336609 РФ. Щелевая линия / И.Г. Мироненко, С.Ф. Карманенко, А.А. Иванов, А.А. Семенов, П.Ю. Белявский; опубл. 20.10.2008. Бюллетень № 29.

80. БЗ. Белявский П.Ю. Исследование диэлектрических свойств тонких пленок сегнетоэлектриков с помощью щелевого резонатора / П.Ю. Белявский, А.А. Семенов // Материалы Международной научно-технической школы-конференции, часть 1. 2006. - с. 68-71.

81. Б4. Белявский П.Ю. Управляемый фазовращатель на основе многощелевой линии передачи / П.Ю. Белявский, А.А. Иванов, М.Ф. Иванова, А.А. Семенов. // Известия ЛЭТИ. Радиоэлектроника, публикация в 2008 г.

82. Б7. Белявский П. Ю. Слоистый феррит-сегнетоэлектрический резонатор с электрическим и магнитным управлением / П. Ю. Белявский, А. А. Никитин, С. Ф. Карманенко, А. А. Семенов // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2008. - Вып. 6. -С. 24-28.