项目名称:面向未来5G/6G通讯领域信息功能陶瓷开发与器件研究
项目简介:微波介质陶瓷是应用在微波频段(300MHz-300GHz)通信领域中的一种功能材料,是现代通信器件的基石,其广泛应用在移动通信、全球卫星定位、卫星通信、雷达以及无线局域网(WLAN)等领域。以微波介质陶瓷为核心的滤波器、谐振器、振荡器等元件在5G通信网络中起到关键作用,其质量的好坏直接决定了通信产品的性能、尺寸和成本。同时,随着通信技术向着集成化、智能化和微型化的方向发展,高性能微波介质陶瓷成为通信技术发展的瓶颈。衡量微波介质陶瓷性能的主要参数有介电常数、品质因数、谐振频率温度系数。为了满足通信频率的高频化,要求微波介质陶瓷具有较低的介电常数,较高的品质因数和接近于0的温频系数。研究开发新体系低介电高品质因数微波介质陶瓷有利于推动5G/6G通信技术的发展,并打破西方国家在高端电子材料的垄断地位,对推动我国高端电子材料产业的发展具有重要意义。目前围绕微波介质陶瓷方面,以第一作者或通讯作者在国内卓越SCI收录期刊 J. Mater. Sci. & Tech.、J. Adv. Ceram.、J. Materiomics及国际知名陶瓷SCI收录期刊J. Am. Ceram. Soc., J. Eur. Ceram. Soc.等,累计发表高水平SCI收录论文120余篇,其中二区以上100余篇,主要包含:
1.J. Mater. Sci. & Tech., 116 (2022) 121-129, (SCI 收录,IF:8.067,封面文章)
2.J. Adv. Ceram., 10(4): 778-789, 2021(SCI收录,IF:6.707)
3.J. Materiomics, https://doi.org/10.1016/j.jmat.2022.04.004. (SCI收录,IF:6.425)
4.J. Am. Ceram. Soc., 103(8): 4333-4341, 2020(SCI收录,IF:3.784)
5.J. Eur. Ceram. Soc., 39(4): 1127-1131, 2019. (SCI收录,IF:5.302)
主要创新点:在国家973项目“信息功能陶瓷及其元器件的若干基础问题研究”规划中,明确提出加大研发用于功能陶瓷元器件的关键材料体系和制备技术、突破高端微波乃至毫米波实用的陶瓷介质体系约束,攻克若干对先进信息功能陶瓷及元器件技术发展带有共性的关键技术基础。对于微波介质陶瓷而言,深入研究典型微波介质陶瓷新体系的本征微波响应原理及其结构根源,并揭示不同微结构因素对微波介电性能的影响规律,给出材料微波与毫米波性能调控的基本理论指南是广大研究人员共同面对的问题。本项目基于晶体配位化学从化学键的角度入手,定量计算与表征晶体结构价键特性,深入解析材料介电响应根源,其创新之处在于:① 基于第一性原理及光谱分析技术,实现理论计算及实验分析相结合,从理论计算与声子振动模式角度深入研究介质陶瓷新体系的本征介电响应机制与微波介电特性关系具有较好创新性;② 基于结晶化学复杂晶体化学键理论思想,解析出介质陶瓷体系价键特征,定量计算各类化学键能量及共价成分,建立化学键性质与微波介电性能之间的定量关系,为探究介质陶瓷的介电响应根源,实施微结构优化和性能调控等材料设计方面提供理论依据。
客观评价:围绕信息功能陶瓷方向先后主持完成国家自然科学基金面上项目、省级科研项目、济南市科技发展计划、明星计划项目、济南市科技成果转化项目等多项;近五年累计已在国内外公开出版的重要学术刊物上发表高水平SCI收录论文120余篇,公开发明专利20余项,授权10项);实施转让山东省清华同方鲁颖电子公司专利一项;同时担任中国硅酸盐学会Journal of Advanced Ceramics (SCI收录期刊)编委、 Journal Inorganic Materials(SCI收录期刊)、Journal of Advanced Dielectrics、Advanced Powder Materials等期刊青年编委;多次受邀参加国内外先进陶瓷方面学术会议并完成报告;同时,兼任山东省硅酸盐学会高级会员;山东省信息化委员会会员;济南市高层次人才发展促进会会员;国家自然科学基金委员会基金函评专家;山东省企业技术创新促进会项目评审专家;山东省重大科技专项结题评审专家等。