FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O campo da comunicaÃÃo sem fio vem passando por um crescimento revolucionÃrio nas Ãltimas dÃcadas. Isto à atribuÃdo à invenÃÃo de telefones celulares portÃteis. O sucesso da segunda geraÃÃo (2G) dos serviÃos de comunicaÃÃo de telefonia celular, motiva o desenvolvimento de banda larga de terceira geraÃÃo (3G) de telefones celulares e outros produtos e serviÃos sem fio, como por exemplo, o Bluetooth. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterizaÃÃo de dois sistemas cerÃmicos tendo como base uma matriz de titanato de cÃlcio (CaTiO3) com substituiÃÃo de Ãons titÃnio por Ãons de niÃbio associados com bismuto (Ca (Nb1/2Bi1/2)xTi1-xO3; x=0.7 e 0.8), visando a adiÃÃo de B2O3 para diminuiÃÃo da temperatura de sinterizaÃÃo e melhorar a densificaÃÃo, e posteriormente, verificar as modificaÃÃes ocorridas nas propriedades do material, como por exemplo, o coeficiente de temperatura da frequÃncia ressonante (τf). As sÃries cerÃmicas foram produzidas a partir da reaÃÃo no estado sÃlido, com a utilizaÃÃo de moagem mecÃnica de alta energia e tratamento tÃrmico. A caracterizaÃÃo estrutural foi feita atravÃs de Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV) e Picnometria. Foram realizados experimentos para avaliaÃÃo do comportamento elÃtrico e dielÃtrico das amostras, na faixa de Microondas e RÃdio-FrequÃncia (temperatura ambiente e com variaÃÃo de temperatura). Por fim, o material foi testado como uma antena ressoadora dielÃtrica, e posteriormente os resultados obtidos foram simulados atravÃs do programa HFSS (Ansoft High Frequency Structure Simulator). Os materiais cerÃmicos produzidos tiveram suas propriedades elÃtricas, dielÃtricas e como antena bastante afetadas com a adiÃÃo do B2O3. / The field of wireless communication has undergone a revolutionary growth in recent decades. This is attributed to the invention of wireless mobile phones. The success of second generation (2G) services of cellular communication, motivates the development of broadband third generation (3G) mobile phones and other wireless products and services, such as Bluetooth. This work describes the development and characterization of two ceramic systems based on a matrix of calcium titanate (CaTiO3) with substitution of titanium ions by niobium ions associated with bismuth (Ca (Nb1/2Bi1/2) xTi1-xO3, x = 0.7 and 0.8), aiming the addition of B2O3 to reduce the sintering temperature and to improve densification, and thus verify the modifications on material properties, such as the temperature coefficient τf. The ceramic series are produced from solid state reaction with the use of high energy mechanical milling and heat treatment. The structural characterization was performed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Pycnometry. Experiments were done to evaluate the dielectric behavior of samples in the range of Microwave and Radio Frequency (room temperature and with temperature variation). Finally the material was tested as a dielectric resonator antenna, and posteriorly the results were simulated using HFSS program (Ansoft High Frequency Structure Simulator). The produced ceramics have had their electrical, dielectric and antenna properties quite affected with the addition of B2O3.

Este trabalho foi realizado tendo como objetivo o estudo do ponto invariante com a temperatura (ZTC - Zero Temperature Coefficient) para transistores com estrutura SOI FinFET em relação aos efeitos de tensionamento e radiação, através da utilização de dados experimentais e de um modelo analítico. Foram analisados primeiramente os parâmetros básicos de tensão de limiar e transcondutância, nos quais está baseado todo o modelo e verificado a influência dos efeitos do tensionamento e da radiação nos mesmos, para analisar o comportamento da tensão de porta no ponto ZTC em dispositivos do tipo n. Foram utilizados dispositivos com três dimensões de largura de aleta (fin) diferentes, 20nm, 120nm e 370nm e comprimento de canal de 150nm e de forma comparativa em dispositivos de 900nm, em quatro lâminas diferentes, sem/com tensionamento e/ou sem/com radiação. A tensão de limiar sofre grande influência do tensionamento, enquanto a radiação tem menor efeito na tensão de limiar na faixa estudada, passando a ter maiores significâncias nos dispositivos tensionados com maior largura de aleta. A transcondutância também sofre maior influência do efeito de tensionamento, sendo neste parâmetro a alteração pelo efeito da radiação muito menor. Contudo estes dois parâmetros geram outros dois parâmetros essenciais para análise do ZTC, que são obtidos através das suas variações em relação a temperatura. A variação da tensão de limiar em relação à temperatura e a degradação da transcondutância também pela temperatura (ou fator c: degradação da mobilidade pela temperatura), influenciam diretamente na eventual variação do ponto de ZTC com a temperatura. Quando estas influências são pequenas ou atuam de forma a compensarem-se mutuamente, resultam em valores de ZTC mais constantes com a temperatura. A tensão de limiar influência direta e proporcionalmente no valor da tensão de ZTC em amplitude, enquanto a degradação da mobilidade (transcondutância) atua mais na constância do ZTC com a temperatura. Com base nestes mesmos parâmetros e com ajustes necessários no modelo foram estudados dispositivos com as mesmas características físicas, porém, do tipo p, onde os resultados encontrados tiveram relação a característica de funcionamento deste outro tipo, ficando claro a inversão da significância dos efeitos quanto a variação da temperatura. O modelo simples e analítico utilizado para o estudo do ZTC foi validado para esta tecnologia, já que foi encontrado valores de erro entre valores experimentais e calculados com um máximo de 13% incluindo toda a faixa de temperatura e a utilização dos efeitos de radiação e tensionamento, tendo mostrado valores discrepantes somente para alguns casos de largura da aleta maiores, que mostraram ter uma pequena condução pela interface canal/óxido enterrado antes da condução na primeira interface, não prevista no modelo. / This work was performed with the aim of the study of the invariant point with temperature (called ZTC - Zero temperature Coefficient) for transistors made with SOI FinFET structure in relation to the mechanical stress and irradiation effects, through of the use of experimental data and an analytical model. Were first analyzed the basics parameters as threshold voltage and transconductance, in which all the model is based and was verified the influence of the mechanical stress and irradiation effects on these parameters, for analyze the gate voltage\'s behavior on ZTC point in n type devices. Were used devices with three different width fin dimensions, 20nm 120nm and 370nm and channel length of 150nm and in a comparative way with 900nm length devices, in four different waffles, with/without mechanical stress and/or with/without irradiation. The threshold voltage suffers big influence from stress, while the irradiation has less effect on the threshold voltage in the studied band, becoming to have more significance on the stressed devices with larger fin width. The transconductance also suffers more influence of the stress effect, being on this parameter the variation caused by irradiation effect smaller. However, these two parameters generate others two essentials parameters for the ZTC analysis, they are obtained through of the previous parameters variation by the temperature. The threshold voltage variation by the temperature and the tranconductance degradation by the temperature (or c factor: mobility degradation by the temperature), influence directly on the eventual variation of the ZTC point by the temperature. When these influences are small or act by the way to compensate mutually, result at ZTC values more constant with the temperature. The threshold voltage influence direct proportionality on the ZTC voltage\'s value at amplitude, while the mobility (transconductance) degradation act more on ZTC stability with the temperature. Based in these same parameters and with necessaries adjusts on the model, were studied devices with the same physic characteristics, but of the p type, where the founded results had relation with the work characteristics of this other type, becoming clear the inversion of significance of the effects by the temperature variation. The simple and analytical model used for the ZTC study was validated for this technology, since it was found error values between experimental data and calculated data with a maximum of 13%, shown discrepant values only for some cases of larger fin widths, that shown to have a small conduction by the channel/buried oxide interface before of the first interface\'s conduction, not previewed in the model.

Neste trabalho é apresentado um estudo do ponto ZTC (Zero Temperature Coefficient) em dispositivos SOI MOSFETs, funcionando em modo parcialmente (PD-SOI) e totalmente (FD-SOI) depletados. O estudo é realizado a partir de um modelo analítico simples, proposto para determinação da tensão de polarização da porta do transistor no ponto ZTC (VZTC), através dos modelos de primeira ordem das características da corrente de dreno (IDS) em função da tensão aplicada a porta (VGF) do transistor, considerando as regiões de operação linear e de saturação. Para a validação do modelo, os resultados obtidos são confrontados com dados experimentais, e foi obtido um bom ajuste dos valores, apesar das simplificações adotadas para o modelo proposto. Foi realizada uma análise para estudar o impacto no valor de VZTC com a variação no valor de parâmetros de referência, como a concentração de portadores (Naf) e a espessura do óxido de porta (toxf). O erro máximo observado em VZTC, impondo a variação nos parâmetros Naf e toxf, para os dispositivos PD é de 3,1% e 4,6% na região linear, respectivamente; e 3,5% e 7,2% na região de saturação, respectivamente. Para os dispositivos FD o erro máximo observado, devido a variação nos parâmetros Naf e toxf, foi de 11% e 10% operando no regime linear, respectivamente e 5,3% e 8,4% no regime de saturação, respectivamente. Através do modelo proposto foi realizado o estudo da estabilidade do ponto ZTC em função da variação da degradação da mobilidade com a temperatura (fator c), comprimento de canal (L) e a tensão de dreno (VDS) para os dispositivos supracitados. A analise da influência do fator c em VZTC mostrou-se mais importante nos dispositivos parcialmente depletados (PD). A tensão VZTC, para os dispositivos nMOS, apresentou um menor valor operando na região de saturação, e torna-se mais pronunciada essa diferença para dispositivos com menor comprimento de canal, para ambos os tipos de dispositivos. Observando a variação de VZTC com VDS, nota-se uma diminuição no valor de VZTC para altos valores de VDS, para os dois tipos de dispositivos estudados, n e pMOS. Os resultados do modelo proposto foram avaliados com dados experimentais de outras tecnologias SOI MOSFET. Também foi obtido um bom ajuste com os valores para as tecnologias GC-SOI e GC-GAA SOI, operando em regime linear e saturação. / This paper presents a study of ZTC point (\"Zero Temperature Coefficient) in SOI MOSFETs devices, partially (PD-SOI) and fully (FD-SOI) depleted mode. The study is performed from a simple analytical model proposed for the determination of the gate bias voltage at ZTC point (VZTC) using the first-order models of the drain current (IDS) characteristics as a function of the gate voltage (VGF), operating in the linear and saturation regimes. To validate the model proposed results were compared with experimental data, and the analytical predictions are in very close agreement with experimental results in spite of the simplification used for the VZTC model proposed. Analysis was performed to study the impact on the VZTC value with the change in the parameters used as reference, such as Naf and toxf. The maximum error observed for the PD devices is 3.1% and 4.6% in the linear region and 3.5% and 7.2% in the saturation region, respectively. For FD devices the maximum error observed was 11% and 10% operating in the linear and 5.3% and 8.4% in the saturation regime. In order to verify the stability of the ZTC point as a function of the mobility degradation (c), channel length (L) and drain voltage (VDS), the proposed model was applied to the devices mentioned above. The VZTC changes in the temperature range investigated showed a temperature mobility degradation dependence and are more pronounced in PD devices. The VZTC voltage for nMOS devices presented a lower value operating in the saturation region than in the linear region, and this difference becomes more pronounced to devices with smaller channel length for both devices, n and pMOS. Analyzing the VZTC variation with drain voltage (VDS), showed a decrease in VZTC value for higher VDS, for both studied devices. The model proposed results were evaluated using experimental data from other SOI MOSFET technologies. And also we have obtained for the GC SOI and GC-GAA-SOI technologies a very close agreement, operating in both regions, linear and saturation.

Neste trabalho é apresentado um estudo do ponto ZTC (Zero Temperature Coefficient) em dispositivos SOI MOSFETs, funcionando em modo parcialmente (PD-SOI) e totalmente (FD-SOI) depletados. O estudo é realizado a partir de um modelo analítico simples, proposto para determinação da tensão de polarização da porta do transistor no ponto ZTC (VZTC), através dos modelos de primeira ordem das características da corrente de dreno (IDS) em função da tensão aplicada a porta (VGF) do transistor, considerando as regiões de operação linear e de saturação. Para a validação do modelo, os resultados obtidos são confrontados com dados experimentais, e foi obtido um bom ajuste dos valores, apesar das simplificações adotadas para o modelo proposto. Foi realizada uma análise para estudar o impacto no valor de VZTC com a variação no valor de parâmetros de referência, como a concentração de portadores (Naf) e a espessura do óxido de porta (toxf). O erro máximo observado em VZTC, impondo a variação nos parâmetros Naf e toxf, para os dispositivos PD é de 3,1% e 4,6% na região linear, respectivamente; e 3,5% e 7,2% na região de saturação, respectivamente. Para os dispositivos FD o erro máximo observado, devido a variação nos parâmetros Naf e toxf, foi de 11% e 10% operando no regime linear, respectivamente e 5,3% e 8,4% no regime de saturação, respectivamente. Através do modelo proposto foi realizado o estudo da estabilidade do ponto ZTC em função da variação da degradação da mobilidade com a temperatura (fator c), comprimento de canal (L) e a tensão de dreno (VDS) para os dispositivos supracitados. A analise da influência do fator c em VZTC mostrou-se mais importante nos dispositivos parcialmente depletados (PD). A tensão VZTC, para os dispositivos nMOS, apresentou um menor valor operando na região de saturação, e torna-se mais pronunciada essa diferença para dispositivos com menor comprimento de canal, para ambos os tipos de dispositivos. Observando a variação de VZTC com VDS, nota-se uma diminuição no valor de VZTC para altos valores de VDS, para os dois tipos de dispositivos estudados, n e pMOS. Os resultados do modelo proposto foram avaliados com dados experimentais de outras tecnologias SOI MOSFET. Também foi obtido um bom ajuste com os valores para as tecnologias GC-SOI e GC-GAA SOI, operando em regime linear e saturação. / This paper presents a study of ZTC point (\"Zero Temperature Coefficient) in SOI MOSFETs devices, partially (PD-SOI) and fully (FD-SOI) depleted mode. The study is performed from a simple analytical model proposed for the determination of the gate bias voltage at ZTC point (VZTC) using the first-order models of the drain current (IDS) characteristics as a function of the gate voltage (VGF), operating in the linear and saturation regimes. To validate the model proposed results were compared with experimental data, and the analytical predictions are in very close agreement with experimental results in spite of the simplification used for the VZTC model proposed. Analysis was performed to study the impact on the VZTC value with the change in the parameters used as reference, such as Naf and toxf. The maximum error observed for the PD devices is 3.1% and 4.6% in the linear region and 3.5% and 7.2% in the saturation region, respectively. For FD devices the maximum error observed was 11% and 10% operating in the linear and 5.3% and 8.4% in the saturation regime. In order to verify the stability of the ZTC point as a function of the mobility degradation (c), channel length (L) and drain voltage (VDS), the proposed model was applied to the devices mentioned above. The VZTC changes in the temperature range investigated showed a temperature mobility degradation dependence and are more pronounced in PD devices. The VZTC voltage for nMOS devices presented a lower value operating in the saturation region than in the linear region, and this difference becomes more pronounced to devices with smaller channel length for both devices, n and pMOS. Analyzing the VZTC variation with drain voltage (VDS), showed a decrease in VZTC value for higher VDS, for both studied devices. The model proposed results were evaluated using experimental data from other SOI MOSFET technologies. And also we have obtained for the GC SOI and GC-GAA-SOI technologies a very close agreement, operating in both regions, linear and saturation.

Este trabalho foi realizado tendo como objetivo o estudo do ponto invariante com a temperatura (ZTC - Zero Temperature Coefficient) para transistores com estrutura SOI FinFET em relação aos efeitos de tensionamento e radiação, através da utilização de dados experimentais e de um modelo analítico. Foram analisados primeiramente os parâmetros básicos de tensão de limiar e transcondutância, nos quais está baseado todo o modelo e verificado a influência dos efeitos do tensionamento e da radiação nos mesmos, para analisar o comportamento da tensão de porta no ponto ZTC em dispositivos do tipo n. Foram utilizados dispositivos com três dimensões de largura de aleta (fin) diferentes, 20nm, 120nm e 370nm e comprimento de canal de 150nm e de forma comparativa em dispositivos de 900nm, em quatro lâminas diferentes, sem/com tensionamento e/ou sem/com radiação. A tensão de limiar sofre grande influência do tensionamento, enquanto a radiação tem menor efeito na tensão de limiar na faixa estudada, passando a ter maiores significâncias nos dispositivos tensionados com maior largura de aleta. A transcondutância também sofre maior influência do efeito de tensionamento, sendo neste parâmetro a alteração pelo efeito da radiação muito menor. Contudo estes dois parâmetros geram outros dois parâmetros essenciais para análise do ZTC, que são obtidos através das suas variações em relação a temperatura. A variação da tensão de limiar em relação à temperatura e a degradação da transcondutância também pela temperatura (ou fator c: degradação da mobilidade pela temperatura), influenciam diretamente na eventual variação do ponto de ZTC com a temperatura. Quando estas influências são pequenas ou atuam de forma a compensarem-se mutuamente, resultam em valores de ZTC mais constantes com a temperatura. A tensão de limiar influência direta e proporcionalmente no valor da tensão de ZTC em amplitude, enquanto a degradação da mobilidade (transcondutância) atua mais na constância do ZTC com a temperatura. Com base nestes mesmos parâmetros e com ajustes necessários no modelo foram estudados dispositivos com as mesmas características físicas, porém, do tipo p, onde os resultados encontrados tiveram relação a característica de funcionamento deste outro tipo, ficando claro a inversão da significância dos efeitos quanto a variação da temperatura. O modelo simples e analítico utilizado para o estudo do ZTC foi validado para esta tecnologia, já que foi encontrado valores de erro entre valores experimentais e calculados com um máximo de 13% incluindo toda a faixa de temperatura e a utilização dos efeitos de radiação e tensionamento, tendo mostrado valores discrepantes somente para alguns casos de largura da aleta maiores, que mostraram ter uma pequena condução pela interface canal/óxido enterrado antes da condução na primeira interface, não prevista no modelo. / This work was performed with the aim of the study of the invariant point with temperature (called ZTC - Zero temperature Coefficient) for transistors made with SOI FinFET structure in relation to the mechanical stress and irradiation effects, through of the use of experimental data and an analytical model. Were first analyzed the basics parameters as threshold voltage and transconductance, in which all the model is based and was verified the influence of the mechanical stress and irradiation effects on these parameters, for analyze the gate voltage\'s behavior on ZTC point in n type devices. Were used devices with three different width fin dimensions, 20nm 120nm and 370nm and channel length of 150nm and in a comparative way with 900nm length devices, in four different waffles, with/without mechanical stress and/or with/without irradiation. The threshold voltage suffers big influence from stress, while the irradiation has less effect on the threshold voltage in the studied band, becoming to have more significance on the stressed devices with larger fin width. The transconductance also suffers more influence of the stress effect, being on this parameter the variation caused by irradiation effect smaller. However, these two parameters generate others two essentials parameters for the ZTC analysis, they are obtained through of the previous parameters variation by the temperature. The threshold voltage variation by the temperature and the tranconductance degradation by the temperature (or c factor: mobility degradation by the temperature), influence directly on the eventual variation of the ZTC point by the temperature. When these influences are small or act by the way to compensate mutually, result at ZTC values more constant with the temperature. The threshold voltage influence direct proportionality on the ZTC voltage\'s value at amplitude, while the mobility (transconductance) degradation act more on ZTC stability with the temperature. Based in these same parameters and with necessaries adjusts on the model, were studied devices with the same physic characteristics, but of the p type, where the founded results had relation with the work characteristics of this other type, becoming clear the inversion of significance of the effects by the temperature variation. The simple and analytical model used for the ZTC study was validated for this technology, since it was found error values between experimental data and calculated data with a maximum of 13%, shown discrepant values only for some cases of larger fin widths, that shown to have a small conduction by the channel/buried oxide interface before of the first interface\'s conduction, not previewed in the model.

The temperature coefficient of frequency (TCF), electromechanical coupling coefficient (K2) and surface acoustic wave (SAW) velocity are the major factors when choosing the substrates for surface acoustic wave devices. There exist a wide range for the designer to controll the above factors. This thesis adopted several methods to change the properties of SAW devices. First, the SAW velocity is increased using aluminum nitride (AlN) thin films deposited on z-cut LiNbO3 substrates. Besides, the ST-quartz is adopted as substrate for comparison to clarify the temperature characteristic of AlN itself. The well-known positive TCF material, silicon dioxide (SiO2), is also deposited on z-cut LiNbO3 substrates for the purpose of improving the TCF of SAW devices. Finally, the optimal piezoelectric bilayer structures will be conducted for the improvement of the properties of SAW devices on LiNbO3 substrate. AlN and SiO2 thin films are selected to be deposited on z-cut LiNbO3 and ST-cut quartz substrates using the reactive RF magnetron sputtering. The characteristics of AlN thin films are evaluated using the analyses of XRD, SEM and AFM. The optimized growth parameters of highly c-axis oriented AlN films deposited on LiNbO3 substrate are sputtering pressure of 3.5 mTorr, nitrogen concentration (N2/N2+Ar) of 60%, RF power density of 8.1 W/cm2 and substrate temperature of 400¢J. On the other hand, the optimal parameters for highly c-axis oriented AlN films deposited on quartz substrate are sputtering pressure of 15 mTorr, nitrogen concentration of 30%, RF power density of 8.1 W/cm2 and substrate temperature of 400¢J. In addition, the interdigital transducers (IDTs) are fabricated on LiNbO3, AlN/LiNbO3, SiO2/LiNbO3, quartz and AlN/quartz substrates, respectively. The characteristic parameters of SAW devices are measured by Hewlett-Packard (HP) 8720 network analyzer. For SiO2/LiNbO3 SAW devices, the SiO2 thin films reveal the compensation of TCF, but the surface wave velocity remain almost unchanged. For AlN/quartz SAW devices, the positive temperature coefficient of AlN is clarfied by taking ST-quartz substrates as comparison. For AlN/LiNbO3 SAW devices, the characteristic improvements of frequency increase and TCF compensation of LiNbO3 SAW devices are achieved at the same time.

Recently, the evolutions of wireless communication systems are growing rapidly to satisfy the personal communication requirements. Compact, small size, low cost, and multi-function are the major developing trends among these modern wireless communication devices. The use of ceramic materials with high permittivity can effectively reduce the sizes of microwave devices. This thesis consists of two parts: the research of microwave dielectric materials and the implementation of microstrip ceramic antennas. In the first part of the dissertation, the systematic investigations of the microstructure and microwave dielectric properties in respect of BiNbO4-based ceramics and MCAS glass-added Al2O3-TiO2 ceramics have presented. By the addition of CuO, V2O5, or CuO-V2O5 mixture, the BiNbO4 ceramics can be densified at lower sintering temperatures less than 940¢J. The excellent microwave dielectric properties are obtained as 0.5 wt% CuO or V2O5 are added as sintering aids. The exceeded additive amount or sintering temperatures will result in the appearance of abnormal grain growth and the increase of grain boundary inclusions, which will decrease the microwave dielectric properties including the quality factor (Q) and the temperature coefficient of resonant frequency (£nf). The CuO-added BiNbO4 ceramics reveal a negative £nf value and V2O5-added BiNbO4 ceramics reveal a positive one. The £nf values can be reduced to near 0 ppm/¢J by controlling the weight ratio of CuO/V2O5. Another method to reduce the £nf values to near 0 ppm/¢J is the substitution of Sm for Bi. For the (Bi1-xSmx)NbO4 ceramics, the presence of the £]-form of (Bi1-xSmx)NbO4 ceramics will affect the grain growth, density, Q¡Ñf values and £nf values, but that has no apparent effect on £`r values. On the whole, a high permittivity, an acceptable quality factor, and the temperature stable BiNbO4-based ceramic can be obtained. As for (1-x)Al2O3-xTiO2 ceramics, the addition of MCAS glass can lower the sintering temperatures of (1-x)Al2O3-xTiO2 ceramics from 1500¢J to 1300¢J. And the £nf value can be adjusted to near zero by controlling the TiO2 content and sintering temperature. The appearance of Al2TiO5 phase, resulted from the consumption of TiO2, exhibits intense effect on the microwave dielectric properties of (1-x)Al2O3 -xTiO2 ceramics. The major contributions in this research would be the lower sintering temperatures and the near 0 ppm/¢J of £nf value. The 2wt%- MCAS-added (1-x)Al2O3-xTiO2 ceramics sintered at 1300¢J and x = 0.12 has a minimum £nf value of ¡V0.6 ppm/¢J. In the second part of the dissertation, the microstrip antennas with high permittivity BiNbO4 ceramics (£`r = 43) substrate are fabricated. The bandwidths obtained are narrow and insufficient for the WLAN application. The techniques of U-slots patch and stacked structure are used to enhance the bandwidth of the microstrip ceramic antennas by combining the two adjacent resonant modes. The results indicate that the impedance bandwidth can be enhanced from 2.3% to 5.3% by embedding double U-shaped slots in the rectangular patch, or to 4.5% by using stacked patches.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

nÃo hà / Com o rÃpido crescimento das indÃstrias de telecomunicaÃÃes criou-se uma forte necessidade por materiais cerÃmicos para aplicaÃÃes em micro-ondas. Devendo estes materiais apresentar alta permissividade dielÃtrica (εr), elevado fator de qualidade (Q), boa estabilidade tÃrmica (τf Â10 ppm/ÂC) e baixo custo. Com a invenÃÃo de telefones celulares portÃteis, o campo da comunicaÃÃo sem fio passou por um crescimento inovador nas Ãltimas dÃcadas. O sucesso da terceira geraÃÃo (3G) dos serviÃos de comunicaÃÃo de telefonia celular, motiva o desenvolvimento de banda larga de quarta geraÃÃo (4G) de telefones celulares e outros produtos e serviÃos sem fio, como por exemplo, o Bluetooth. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterizaÃÃo da cerÃmica de titanato de bÃrio-bismuto (BaBi4Ti4O15) com adiÃÃo de Ãxido de niÃbio (Nb2O5) ou Ãxido de zinco (ZnO), visando a diminuiÃÃo da temperatura de sinterizaÃÃo e possivelmente melhorar a densificaÃÃo, e posteriormente, verificar as modificaÃÃes ocorridas nas propriedades do material, como por exemplo, o coeficiente de temperatura da frequÃncia ressonante (τf). As sÃries cerÃmicas foram produzidas usando a reaÃÃo no estado sÃlido, com o uso de moagem mecÃnica de alta energia e tratamento tÃrmico. A caracterizaÃÃo estrutural foi realizada com base na Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV) e Picnometria. As densidades relativas das amostras adicionadas com (ZnO) a de maior concentraÃÃo teve valor de 77% enquanto que o BBT puro o valor foi de 56%. As densidades relativas das amostras adicionadas com (Nb2O5) a de maior concentraÃÃo teve valor de 61% em relaÃÃo ao BBT puro. Foram realizados experimentos para avaliaÃÃo do comportamento elÃtrico e dielÃtrico das amostras, na faixa de Micro-ondas e RadiofrequÃncia (temperatura ambiente e com variaÃÃo de temperatura). Por fim, o material foi testado como uma DRA, e posteriormente os resultados obtidos foram simulados atravÃs do programa HFSS. As caracterÃsticas da DRA da cerÃmica pura sÃo 1,12dBi de ganho e 32,51% de eficiÃncia. A DRA que foi adicionada com 2% de (ZnO) apresentou ganho de 1,16dBi com 33,96% de eficiÃncia, enquanto a que foi adicionada com 5% de (Nb2O5) apresentou 1,41dBi de ganho com 42,21% de eficiÃncia. / With the rapid growth of the telecommunications industry created a strong need for ceramic materials for applications in microwave. These materials should exhibit high dielectric permittivity (εr), high quality factor (Q), good thermal stability (τf Â10 ppm/ÂC) and low cost. With the invention of mobile phones, the field of wireless communication has undergone a revolutionary growth in recent decades. The success of the third generation (3G) services in mobile communication, motivates the development of broadband fourth generation (4G) of mobile phones and other wireless products and services, such as Bluetooth. Nowadays it is well known the use of tablets, which are increasingly gaining market and encouraging the development of new technologies to improve the flow of information. This work involves the development and characterization of the barium bismuth titanate ceramic, (BaBi4Ti4O15) with addition of niobium oxide (Nb2O5) or zinc oxide (ZnO) in order to decrease the sintering temperature and possibly improve the densification and subsequently check the modifications on material properties, such as the temperature coefficient of resonant frequency (τf). The series ceramics were produced using the solid state reaction with the use of high energy mechanical milling and heat treatment. The structural characterization was performed based on Scanning Electron Microscopy (SEM) and Measurement by Pycnometer. The relative densities of the samples with added (ZnO) had the highest concentration value of 77% pure BBT while the value was 56%. The relative densities of the samples spiked with (Nb2O5) had the highest concentration value of 61% compared to pure BBT. Experiments were conducted to evaluate the electrical and dielectric behavior of the samples in the range of Microwave and Radio Frequency (temperature and temperature variation). Finally, the material was tested as a DRA, and then the results were simulated using the HFSS program. The characteristics of the pure ceramic DRA are 1,12dBi gain and 32,51% efficiency. The DRA added with 2% (ZnO ) showed 1.16dBi gain with 33,96% efficiency , while the one that was added with 5% (Nb2O5) showed gain of 1.41dBi with 42,21% efficiency.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Materiais cerâmicos à base de óxidos de manganês, de níquel e de cobalto foram preparados por meio de mistura de óxidos seguida de homogeneização e sinterização controlada em 1250 °C. Os óxidos foram caracterizados por meio das técnicas de difração de raios X, fluorescência de raios X, termogravimetria e determinação de distribuição de tamanho de partículas por espalhamento laser. A caracterização dos corpos sinterizados foi feita por meio de análise por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e fluorescência de raios X. O comportamento termistor foi estudado por meio de medidas de resistividade elétrica pela técnica dc de duas pontas de prova entre temperatura ambiente e 220 °C. Os principais resultados mostram ser possível a preparação de termistores em ampla faixa de resposta elétrica por meio da variação da composição relativa dos óxidos de manganês, de níquel e de cobalto. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP