5G(第五代寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準)，被認為是實現(xiàn)了超快的下載速度，結(jié)束了通話中斷和緩沖現(xiàn)象，以及更強的連通性，以推進自動駕駛汽車開發(fā)、遠程手術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
總部位于加州的先進半導體公司SkyworksSolutions的技術(shù)總監(jiān)MichaelHill日前表示，事實上，5G技術(shù)的采用仍處于早期階段。在由美國物理聯(lián)合會(AIP)出版的《應用物理快報》上發(fā)表的論文中，Hill和他的同事概述了新興5G技術(shù)，并展示了增強陶瓷材料如何在5G發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
陶瓷材料長期以來一直用于移動設(shè)備和基站的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因此，增強型陶瓷一直是提高5G能力的中心重點。而Hill的研究小組就開發(fā)了一種陶瓷，用于增強一種對5G應用至關(guān)重要的設(shè)備——循環(huán)器。
循環(huán)器通常由釔鐵石榴石制成的絕緣陶瓷材料制成，是一種三端口設(shè)備，充當交通圈，使信號保持在一個方向流動，并使接收器和發(fā)射器共用一個天線。為了顯著增加能量密度以適應更高的頻率，研究人員用鉍部分取代了釔，鉍是一種重元素，可以增加陶瓷的介電常數(shù)，取代鉍也使循環(huán)器小型化。
多年來，眾多研究者嘗試過用其它稀土物質(zhì)摻雜釔鐵石榴石來解決一些問題。
===多晶Bi取代釔鐵石榴石===
我國研究者曾用多晶Bi取代釔鐵石榴石的介電頻率行為。并用固相反應法制備了成分為Y3-xBixFe5O12的樣品。用阻抗分析儀測量了頻率范圍為1KHz到1GHz的相對介電常數(shù)(εr)和損耗角正切(tanδ)，用直流電壓源和微安表測試了材料的體積電阻率。結(jié)果表明，在低于100KHz的頻率下，Bi取代大大降低了釔鐵石榴石的相對介電常數(shù)和損耗角正切，并增加了材料的體積電阻率。
===La摻雜對釔鐵石榴石===
有研究者采用傳統(tǒng)的固相燒結(jié)法制備了La摻雜的Y3Fe5O12系列陶瓷樣品，詳細研究了La摻雜對其磁性和磁介電性能的影響。研究結(jié)果表明：隨著La摻雜量的增加，飽和磁化強度和本征磁介電效應先增加后減小，歸因于Fe2+離子含量的非單調(diào)變化。分析認為，具有較大離子半徑的La3+對Y3+替代導致Y3Fe5O12晶格擴張和可能的離子移位，這兩個因素的競爭作用引起Fe2+含量隨La含量的增加先增加后減小。Fe2+離子含量的非單調(diào)變化導致飽和磁化強度和磁介電效應的相應變化趨勢，并在La含量為0.3時同時獲得了大的飽和磁化強度和磁介電效應，在106hZ和0.9T條件下的室溫磁介電系數(shù)達-5%。這說明非磁性大離子半徑摻雜可以有效調(diào)控YIG材料的磁性和磁介電效應。
===鋯摻雜釔鐵石榴石===
通過溶膠-凝膠法制備了Zr摻雜的摻雜量為x=0～0.5的(Y3-xCax)(Fe5-xZrx)O12，用1100℃低溫燒結(jié)便可獲得純相YIG的摻雜樣品。隨著Zr摻雜量的增多，XRD射線衍射峰逐漸向低角度偏移，計算得到的晶格常數(shù)呈現(xiàn)遞增趨勢，說明晶胞體積在增大。磁性能表征發(fā)現(xiàn)當摻雜量x=0.3時，樣品的Ms值最大。繼續(xù)增大摻雜量，由于超交換作用削弱導致磁性呈減小趨勢。樣品的Hc隨摻雜量增大整體呈下降趨勢，這是由于Zr作為一種非磁性離子，它的摻入可以減小YIG的磁晶各向異性常數(shù)，使得摻雜樣品的矯頑力減小。
隨著5G技術(shù)之爭持續(xù)升溫，大功率氮化鎵開關(guān)可能會取代循環(huán)器，這表明5G技術(shù)的發(fā)展仍處于早期階段。Hill說：“在一段時間內(nèi)，毫米波技術(shù)很可能仍將處于西部的蠻荒地帶，因為一種技術(shù)可能只會很快被另一種技術(shù)取代�！�
參考來源：
[1]美國科學家研發(fā)“增強陶瓷”在高頻5G技術(shù)發(fā)展中或發(fā)揮關(guān)鍵作用.財聯(lián)社
[2]吳花蕊等.La摻雜對釔鐵石榴石陶瓷磁性及磁介電性能的影響
[3]王鷺杰等.低溫燒結(jié)鋯摻雜釔鐵石榴石(YIG)的磁性能研究
[4]趙宏杰等.Bi取代釔鐵石榴石的介電頻率行為
