Miniaturización de antenas tipo microstrip mediante recubrimientos con materiales ferroeléctricos

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dc.contributor.advisorMarulanda Bernal, José Ignaciospa
dc.contributor.authorMosquera Palacio, Diana Marybel
dc.coverage.spatialMedellín de: Lat: 06 15 00 N degrees minutes Lat: 6.2500 decimal degrees Long: 075 36 00 W degrees minutes Long: -75.6000 decimal degreeseng
dc.creator.degreeMagíster en Física Aplicadaspa
dc.creator.emaildmmosquerp@eafit.edu.cospa
dc.creator.grantorUniversidad EAFITspa
dc.date.accessioned2022-02-18T13:16:45Z
dc.date.available2022-02-18T13:16:45Z
dc.date.issued2021
dc.descriptionLa limitación en el espacio donde se dispone la antena dentro de un dispositivo electrónico ha promovido la investigación de alternativas que permitan el desarrollo de antenas miniaturizadas con una amplia capacidad de emisión y recepción, siendo los materiales ferroeléctricos una de las opciones más acertadas para reducir el tamaño de las antenas sin generar cambios significativos en el diseño. Adicionalmente, estos materiales pueden ser obtenidos por diferentes técnicas, dentro de las que sobresale sol-gel por su flexibilidad en deposición de película. Por ello, el presente trabajo se centra en la evaluación del factor de miniaturización de antenas de parche microstrip recubiertas con materiales ferroeléctricos tales como titanato de estroncio (STO), titanato de bario-estroncio (BSTO), y titanato de bario (BTO), obtenidos vía sol-gel y depositados mediante spin coating a 3000 rpm (20 s) con tratamiento térmico a 700 °C (1 h, 1 °C/min). Estas antenas fueron diseñadas y simuladas dentro de un rango de frecuencia entre 1 y 8.5 GHz; se fabricaron por fotolitografía usando substratos de alúmina de 635 m con metalización en oro (3.0 m) y capa de adherencia de níquel-cromo (0.2 m), para ser caracterizadas con el uso de un analizador vectorial de red (VNA). La ejecución de esta investigación se verificó mediante difracción de rayos X, mostrando la presencia de estructuras cristalinas en fase perovskita cúbica, con parámetros de red para STO, BSTO y BTO de 3.9012 ± 0.0049 Å, 3.9631 ± 0.0055 Å, y 4.0268 ± 0.0119 Å, respectivamente. La caracterización microestructural y morfológica permitió establecer las condiciones de deposición y de tratamiento térmico de la película que permitieran uniformidad, homogeneidad y adherencia aceptable de la capa con poca presencia de defectos superficiales. Por su parte, la espectroscopía de rayos X de energía dispersa cuantificó composiciones elementales para STO de 1.48 ± 0.13 % wt Sr, y 0.54 ± 0.07 % wt Ti; BSTO: 0.69 ± 0.22 % wt Ba, 1.22 ± 0.12 % wt Sr, 0.63 ± 0.09 % wt Ti, y 6.05 ± 0.85 % wt O; y para BTO de 1.28 ± 0.23 % wt Ba, 0.74 ± 0.09 % wt Ti, y 7.28 ± 0.92 % O; todos estos materiales analizados en forma de película cristalizada y depositada sobre Al2O3/Ni-Cr/Au. Los espesores obtenidos para las películas de STO, BSTO, y BTO fueron: 2.8130, 4.1070, y 3.9217 m; con constante dieléctrica de 92, 136, y 232; tangente de pérdida de 0.0112, 0.0104, y 0.0080, con operación en 4.116 GHz (-12.6000 dB), 4.0800 GHz (-10.0900 dB), y 4.0200 GHz (-10.0900 dB), respectivamente para STO, BSTO y BTO. Por otro lado, las antenas recubiertas con STO, BSTO y BTO evidenciaron tasas de miniaturización de 4.7 %, 7.0 %, y 15.6 %, con frecuencia de operación en 2.5925 GHz, 2.5300 GHz, y 2.2950 GHz, respectivamente. De este modo se comprobó dentro de las instalaciones de la Universidad EAFIT la aplicabilidad de las películas ferroeléctricas en los procesos de miniaturización de antenas.spa
dc.identifier.ddc621.3824 M912
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10784/30774
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad EAFITspa
dc.publisher.departmentEscuela de Ciencias. Departamento de Ciencias Básicasspa
dc.publisher.placeMedellínspa
dc.publisher.programMaestría en Física Aplicadaspa
dc.rightsTodos los derechos reservadosspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.localAcceso abiertospa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAntena de parche microstripspa
dc.subjectFerroeléctricosspa
dc.subjectMateriales en microondasspa
dc.subjectTitanato de bario-estronciospa
dc.subjectTitanato de bariospa
dc.subjectTasa de miniaturizaciónspa
dc.subjectSpin coatingspa
dc.subjectSol-gelspa
dc.subjectPelículas delgadasspa
dc.subjectMiniaturizaciónspa
dc.subjectTitanato de estronciospa
dc.subject.lembANTENAS (ELECTRÓNICA)spa
dc.subject.lembELECTRÓNICA - APARATOS E INSTRUMENTOSspa
dc.subject.lembELECTRÓNICA - MATERIALESspa
dc.subject.lembINSTRUMENTOS ELECTRÓNICOSspa
dc.titleMiniaturización de antenas tipo microstrip mediante recubrimientos con materiales ferroeléctricosspa
dc.typemasterThesiseng
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesiseng
dc.type.hasVersionacceptedVersioneng
dc.type.localTesis de Maestríaspa
dc.type.spaMonografíaspa

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