Electromagnetic properties of polycrystalline diamond from 35 K to room temperature and microwave to terahertz frequencies

Floch, Jean-Michel Le; Bara, Romain; Hartnett, John G.; Tobar, Michael E.; Mouneyrac, David; Passerieux, Damien; Cros, Dominique; Křupka, J.; Goy, P.; Caroopen, Sylvain

doi:10.1063/1.3580903

Cited by 22 publications

(21 citation statements)

References 32 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Such a choice might be the transverse electric modes 23,24 but they do not exhibit as high Q-factors as WGM, or photonic band gap (PBG) [25][26][27][28][29] and Bragg effect resonators, [30][31][32][33][34][35][36][37] which involve bigger volumes. In the millimeter wave frequency band, dimensions of the dielectric resonators become very tiny, 38,39 and thus, their sensitivity to temperature changes increases. 40 To solve this problem, the use of PBG resonators offers a scaling factor, which allows the design of larger resonators, whereas Bragg resonators cannot be as big.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Frequency-temperature sensitivity reduction with optimized microwave Bragg resonators

Floch

Murphy

Hartnett

et al. 2017

Journal of Applied Physics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Frequency-temperature sensitivity reduction with optimized microwave Bragg resonators

Floch

Murphy

Hartnett

et al. 2017

Journal of Applied Physics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Depending on the application, the requirement on material properties and size of the dielectric, the make-up of the resonator can vary substantially. To make the right choice of material and dimensions, it is very important to use precise experimental and numerical techniques [33][34][35][36][37][38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50][51] to properly characterize materials. In this paper, we present some important non-intrusive resonant techniques to characterize dielectric samples, which depend on the scale size of the sample.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Invited Article: Dielectric material characterization techniques and designs of high-Q resonators for applications from micro to millimeter-waves frequencies applicable at room and cryogenic temperatures

Floch

Fan

Humbert

et al. 2014

Review of Scientific Instruments

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Dielectric resonators are key elements in many applications in micro to millimeter wave circuits, including ultra-narrow band filters and frequency-determining components for precision frequency synthesis. Distributed-layered and bulk low-loss crystalline and polycrystalline dielectric structures have become very important for building these devices. Proper design requires careful electromagnetic characterization of low-loss material properties. This includes exact simulation with precision numerical software and precise measurements of resonant modes. For example, we have developed the Whispering Gallery mode technique for microwave applications, which has now become the standard for characterizing low-loss structures. This paper will give some of the most common characterization techniques used in the micro to millimeter wave regime at room and cryogenic temperatures for designing high-Q dielectric loaded cavities.

show abstract

“…2,0⋅10 -6 Следует отметить существенное различие полу-ченного нами значения параметра p с теоретиче-ской оценкой [5]. Несмотря на это расхождение, наши экспериментальные данные при 77 К < Т < 300 К (p = 0,319) хорошо совпадают с данными других экспериментаторов [32] (p = 0,329). Еще одним объектом, представляющим большой интерес для микроволновой физики, является кремний, легированный золотом − Sі:Au.…”

unclassified

“…4, при сравнении ве-личин p, полученных при аппроксимации наших экспериментальных данных и экспериментальных данных [2,20,25,32,36,38], полученных на час-тотах f вблизи диапазона частот, используемого нами для проведения исследований, наблюдается хорошее совпадение р у CVD-алмаза. …”

unclassified

Microwave loss in low-absorbing diamond-like materials at 1 K < T < 300 K. The phenomenological simulation

Golovashchenko¹,

Деркач²,

Tarapov³

2015

RADIOFIZ. ELEKTRON.

View full text Add to dashboard Cite

МИКРОВОЛНОВЫЕ ПОТЕРИ В СЛАБОПОГЛОЩАЮЩИХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ 1 К < T < 300 К. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕРазработка и создание новых материалов для микро-и наноэлектроники неразрывно связаны с проблемой изучения механизмов потерь электромагнитной энергии в новых веществах в гигагерцевом диапазоне частот. Достаточно обоснованной методикой определения этих механизмов служит анализ температурной зависимости тангенса угла потерь таких материалов в диа-пазоне температур от криогенных до комнатной. В работе на основании экспериментальных данных выполнено феноменологиче-ское моделирование потерь в слабопоглощающих материалах, имеющих алмазоподобную кристаллическую решетку. Эксперимен-ты проведены в диапазонах частот 60…120 ГГц и температур 1…300 К. Использован метод измерения энергетических характерис-тик дискового диэлектрического резонатора на модах шепчущей галереи. В результате разделены степени проявления основных механизмов потерь в исследованных материалах и определены величины ряда основных физических параметров материалов. Ил. 5. Табл. 4. Библиогр.: 41 назв.Ключевые слова: слабопоглощающие алмазоподобные материалы, микроволновый диапазон, низкие температуры, механизмы потерь.Исследование поглощения микроволно-вой энергии в перспективных слабопоглощающих диэлектрических и полупроводниковых материа-лах имеет большое значение для выяснения ос-новных механизмов потерь в них. Такое изучение открывает возможности определения минимально достижимых величин поглощения энергии, что важно для применения этих материалов в различ-ных областях науки и техники. В частности, по-являются возможности определить собственные (решеточные) потери конкретного материала.Характер изменения поглощения электро-магнитной энергии диэлектриками от темпера-туры позволяет проследить вклад различных составляющих потерь. Существует ряд теорети-ческих моделей, которые описывают такие тем-пературные зависимости потерь. Они согласуют-ся с экспериментальными исследованиями, мно-гие из которых относятся к СВЧ-диапазону [1,2]. Однако в более высокочастотных -гигагерцевом и, тем более, терагерцевом − диапазонах имею-щихся в литературе данных крайне мало, что яв-но недостаточно для анализа полной картины, объясняющей механизмы потерь в наиболее вос-требованных материалах, таких как карбид крем-ния (SiC), кремний, легированный золотом (Si:Au), CVD-алмаз. Это связано со сложностью экспери-ментальных методик измерения диэлектрических параметров материалов при низких и сверхнизких температурах и тем, что основное внимание уде-лялось теоретическому и экспериментальному изучению собственных потерь, без учета несобст-венных потерь, в частности, обусловленных влия-нием примесей в веществе.В данной работе проведено феноменоло-гическое моделирование температурных зависи-мостей собственных и несобственных потерь энергии в микроволновом диапазоне длин волн в слабопоглощающих материалах, имеющих алма-зоподобную кристаллическую решетку, на осно-вании экспериментально измеренных значений тангенса угла потерь. Примененная здесь модель основана на предст...

show abstract

Electromagnetic properties of polycrystalline diamond from 35 K to room temperature and microwave to terahertz frequencies

Abstract: International audienc

Cited by 22 publications

References 32 publications

Frequency-temperature sensitivity reduction with optimized microwave Bragg resonators

Frequency-temperature sensitivity reduction with optimized microwave Bragg resonators

Invited Article: Dielectric material characterization techniques and designs of high-Q resonators for applications from micro to millimeter-waves frequencies applicable at room and cryogenic temperatures

Microwave loss in low-absorbing diamond-like materials at 1 K < T < 300 K. The phenomenological simulation

Contact Info

Product

Resources

About