Estudo das propriedades estruturais e elétricas dasgranadas ferrimagnéticas GdIGXYIG1-X e suasaplicações em componentes de microondas.

by Almeida Fechine, Pierre Basílio

Devido ao rápido progresso no desenvolvimento de sistemas de comunicação em microondas, as cerâmicas dielétricas e magnéticas (ferritas) se tornaram atrativas para o uso em dispositivos. Embora as ferritas do tipo espinel terem sido os primeiros materiais utilizados para microondas, as granadas possuem menores perdas dielétricas e, portanto, são preferidas em muitas aplicações. As elevadas exigências que as aplicações elétricas modernas requerem dos materiais magnéticos fazem com que novas técnicas e produtos estejam permanentemente sendo pesquisados, com o conseqüente aparecimento de novas soluções para uma ampla série de aplicações. Nesse sentido, a pesquisa sobre compósitos é empregada para a busca de novos materiais. Este trabalho apresenta a obtenção do compósito ferrimagnético, constituído pelas fases Y3Fe5O12 (YIG) e Gd3Fe5O12 (GdIG), através da rota sintética no estado sólido com a utilização de moagem mecânica de alta energia. A Difração de Raios-X, a Espectroscopia Raman, Infravermelho e Mössbauer foram essenciais para caracterização estrutural dos compósitos. As peculiaridades da morfologia das amostras foram elucidadas pela Microscopia Eletrônica de Varredura e Microdureza de Vickers. Adicionalmente, foram realizados experimentos para se avaliar o comportamento elétrico e magnético dos compósitos na faixa de radio freqüência e de microondas para depois sugerir uma aplicação tecnológica cabível. Os compósitos comportaram-se adequadamente como antenas ressoadoras de ferritas (FRAs) e de microlinha (filmes espessos depositados sobre a superfície metalizada de um substrato de alumina, pela técnica ?screen printing?), na faixa de operação das microondas. Os experimentos com os FRAs se mostraram satisfatórios devido ao controle das características de radiação das antenas e a sua sintonização pela aplicação de um campo magnético externo. As mesmas tiveram a característica de antenas de banda larga. Os ressoadores provenientes dos compósitos projetados neste trabalho podem ser importantes para desenvolver uma antena de banda larga de terceira geração (3G) para telefones celulares e outros produtos para redes sem fio. Devido ao rápido progresso no desenvolvimento de sistemas de comunicação em microondas, as cerâmicas dielétricas e magnéticas (ferritas) se tornaram atrativas para o uso em dispositivos. Embora as ferritas do tipo espinel terem sido os primeiros materiais utilizados para microondas, as granadas possuem menores perdas dielétricas e, portanto, são preferidas em muitas aplicações. As elevadas exigências que as aplicações elétricas modernas requerem dos materiais magnéticos fazem com que novas técnicas e produtos estejam permanentemente sendo pesquisados, com o conseqüente aparecimento de novas soluções para uma ampla série de aplicações. Nesse sentido, a pesquisa sobre compósitos é empregada para a busca de novos materiais. Este trabalho apresenta a obtenção do compósito ferrimagnético, constituído pelas fases Y3Fe5O12 (YIG) e Gd3Fe5O12 (GdIG), através da rota sintética no estado sólido com a utilização de moagem mecânica de alta energia. A Difração de Raios-X, a Espectroscopia Raman, Infravermelho e Mössbauer foram essenciais para caracterização estrutural dos compósitos. As peculiaridades da morfologia das amostras foram elucidadas pela Microscopia Eletrônica de Varredura e Microdureza de Vickers. Adicionalmente, foram realizados experimentos para se avaliar o comportamento elétrico e magnético dos compósitos na faixa de radio freqüência e de microondas para depois sugerir uma aplicação tecnológica cabível. Os compósitos comportaram-se adequadamente como antenas ressoadoras de ferritas (FRAs) e de microlinha (filmes espessos depositados sobre a superfície metalizada de um substrato de alumina, pela técnica ?screen printing?), na faixa de operação das microondas. Os experimentos com os FRAs se mostraram satisfatórios devido ao controle das características de radiação das antenas e a sua sintonização pela aplicação de um campo magnético externo. As mesmas tiveram a característica de antenas de banda larga. Os ressoadores provenientes dos compósitos projetados neste trabalho podem ser importantes para desenvolver uma antena de banda larga de terceira geração (3G) para telefones celulares e outros produtos para redes sem fio.