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Tipo: Tese
Título: Molibdato de zinco (ZnMoO4) e seus compósitos com TiO2 para aplicações em componentes de alta frequência em comunicações
Título em inglês: Zinc molybdate (ZnMoO4) and its composites with TiO2 for applications in high-frequency components in communications
Autor(es): Martins, Vitor Carvalho
Orientador: Sombra, Antonio Sergio Bezerra
Palavras-chave em português: LTCC;Impedância;Coeficiente de temperatura de frequência ressonante;ZnMoO4
Palavras-chave em inglês: LTCC;Impedance;Resonant frequency temperature coefficient;ZnMoO4
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Data do documento: 2026
Citação: MARTINS, Vitor Carvalho. Molibdato de zinco (ZnMoO4) e seus compósitos com TiO2 para aplicações em componentes de alta frequência em comunicações. 2026. 64 f. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Programa de Pós-Graduação em Química, Fortaleza, 2026.
Resumo: Atualmente a área de telecomunicações apresenta novas demandas e, consequentemente desafios no desenvolvimento de antenas, dentre elas, estão a necessidade de maiores taxas de transmissão de dados e maior capacidade de transporte de informações. Assim, a pesquisa de novas cerâmicas dielétricas assegura a evolução dos sistemas de telecomunicações. Neste trabalho foram investigadas as propriedades dielétricas de compósitos à base de molibdato de zinco e dióxido de titânio (ZnMoO4 – TiO2) e possível aplicação como antena ressonadora dielétrica (DRA). A fase de ZnMoO4 (ZMO) e seus compósitos cerâmicos foram obtidos em baixas temperaturas de sinterização nas proporções de 0,22, 0,27 e 0,36 em % mol de TiO2 e identificados por difração de raios X. A inserção de TiO2 no ZMO alterou as características estruturais e consequentemente as propriedades dielétricas. Na faixa de radiofrequência (RF) a adição as amostras exibem baixos valores de permissividade relativa (εr) e tangente de perda dielétrica (tan δ), onde seus valores diminuem à medida que a frequência aumenta. As curvas de normalização mostraram a presença de movimento de curto alcance de portadores de carga, com um processo de relaxamento termicamente ativado (formação de picos de relaxação). A condutividade (σ) nas amostras obedece à lei de potência de Jonscher. As energias de ativação (Ea) similares (σdc e pela Z”) indicam que as amostras possuem o mesmo caráter isolante. A amostra ZMT36 é a única que não apresenta estabilidade térmica em RF na faixa de 100 kHz a 1 MHz. Os diagramas de Nyquist foram bem ajustados por meio de circuito elétrico equivalente, possibilitando mensurar as contribuições da região de grão e contorno de grão do material na resposta elétrica das amostras. As medidas em micro-ondas (MW) mostram que esses materiais possuem baixa εr e tgδ, sendo que a adição de TiO2 em mol de 0,22 e 0,27 possuem coeficiente de temperatura de frequência ressonante (τf) tendendo a zero (– 7,39 e + 2,18 ppm °C-1, respectivamente). Nas medições da antena, o ZnMoO4 apresenta ganho de 4,63 dBi, eficiência de radiação de 82,37% e largura de banda (BW) de 1,147 GHz. Todos os compósitos tiveram suas propriedades melhoradas e exibiram bom desempenho em termos de ganho acima de 5 dBi, largura de banda (498 – 622 MHz), eficiência acima de 97% e faixa de frequência operacional de 5,288 – 5,428 GHz. Assim, o ZMO forma compósitos LTCC com o TiO2 mostrando sua aplicabilidade em dispositivos na RF e MW.
Abstract: Currently, the telecommunications area presents new demands and, consequently, challenges in the development of antennas, among them, the need for higher data transmission and greater information transport capacity. Thus, research into new dielectric ceramics ensures the evolution of telecommunications systems. In this work, the dielectric properties of composites based on zinc molybdate and titanium dioxide (ZnMoO4-TiO2) and possible application as dielectric resonator antenna (DRA) was investigated. The ZnMoO4 phase (ZMO) and its ceramic composites were obtained at low sintering temperatures in the proportions of 0.22, 0.27, and 0.36 in mole % of TiO2 and identified by X-ray diffraction. The insertion of TiO2 in the ZMO altered the structural characteristics and consequently the dielectric properties. In the radio frequency (RF) range, the samples exhibit low values of relative permittivity (εr) and dielectric loss tangent (tan δ), where their values decrease as frequency increases. The normalization curves showed the presence of short-range movement of charge carriers, with a thermally activated relaxation process (formation of relaxation peaks). The conductivity (σ) inthe samples obeys Jonscher's power law. Similar activation energies (Ea) (σdc e pela Z”) indicate that the samples have the same insulating character. The ZMT36 sample is the only one that does not show RF thermal stability in the range of 100 kHz to 1 MHz. The Nyquist diagrams were well adjusted using an equivalent electrical circuit, making it possible to measure the contributions of the grain region and grain boundary of the material in the electrical response of the samples. The measurements in microwaves (MW) show that these materials have low εr and tgδ, and the TiO2 addition in mol of 0.22 and 0.27 have a resonant frequency temperature coeficiente tend to zero (– 7.39 and + 2.18 ppm °C-1, respectively). In antenna measurements, ZnMoO4 showed a gain of 4.63 dBi, radiation efficiency of 82.37%, and bandwidth of 1.147 GHz. All composites had their properties improved and exhibited good performance in terms of gain above 5 dBi, bandwidth (498 – 622 MHz), efficiency above 97%, and operating frequency range of 5.288 – 5.428 GHz. Thus, ZMO forms LTCC composites with TiO2 showing its applicability in RF and MW devices.
Descrição: O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85329
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0001-8712-5575
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/7030993055496679
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-6461-6793
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/6034251420222926
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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