Rohde & Schwarz sostiene la ricerca nel settore della scienza dei materiali grazie al suo forte background nella tecnologia RF. Nel luglio 2021, abbiamo accolto anche Zurich Instruments nella famiglia Rohde & Schwarz. Zurich Instruments fornisce soluzioni per la misura dell'impedenza e la scienza dei materiali che completano perfettamente il portafoglio Rohde & Schwarz.
Analizzatore di impedenza - misure alle basse frequenze
Un dielettrico è un isolante elettrico con una conducibilità molto bassa in corrente continua a causa della sua polarizzabilità. Può anche accumulare cariche nelle gamme di frequenza basse e medie. Questo effetto capacitivo fa dei dielettrici utili strumenti per l'accumulo e la dissipazione della carica. È importante comprendere la costante dielettrica di un materiale utilizzato in un condensatore o in applicazioni dielettriche a film sottile, quali:
- Componenti elettrici a bassa perdita
- Dispositivi di accumulo dell'energia, come i supercondensatori
- Porte ad alta e bassa k nei dispositivi a semiconduttore
- Sensori e trasduttori piezoelettrici e ferroelettrici
Per comprendere appieno la fisica dei materiali e ottimizzare le prestazioni dei dispositivi è necessario uno studio dell'impedenza dei dielettrici.
L'analizzatore di impedenza è lo strumento ideale per le misure a bassa frequenza. L'analizzatore MFIA di Zurich Instruments è in grado di effettuare misure su una gamma di frequenze compresa tra 1 mHz e 5 MHz e di calcolare parametri di impedenza quali la costante dielettrica e il fattore di dissipazione.
La caratterizzazione dielettrica con un analizzatore di impedenza viene eseguita su un campione con una geometria ben definita, a contatto con due elettrodi. In genere, ciò si ottiene con un apparecchio a piastre parallele. Sulla base di questa geometria, è possibile estrarre la costante dielettrica (permittività), essendo quest'ultima il rapporto tra la capacità del materiale e la capacità dell'aria.
Analizzatore di reti vettoriale (VNA): caratterizzazione ad alta frequenza
La caratterizzazione ad alta frequenza richiede un VNA. Il metodo di misura dipende dall'intervallo di frequenza richiesto e dalla velocità e precisione di misura desiderate. I quattro metodi più comunemente utilizzati sono:
- Metodo di trasmissione/riflessione
- Metodo dello spazio libero
- Metodo della sonda coassiale aperta
- Metodo risonante (cavità)
Anche le proprietà fisiche e dielettriche del materiale sono importanti. Ad esempio, il materiale è allo stato solido, liquido o polverulento? È molto caldo o ha una forma particolare? Queste proprietà influenzano fortemente il metodo di caratterizzazione più adatto.
Il metodo di misura determina anche i dispositivi di campionamento del materiale necessari oltre al VNA.
