NEDO正在致力于“超先进材料的超高速开发基础技术项目”，最近与米乐m6官方网站合作，建立了一种测量10GHz至100GHz以上超宽带高频电路中使用的金属包覆介电基板的介电常数和电导率温度特性的技术。借助这项技术，通过开发可实现温度控制的超宽带操作谐振器，我们实现了迄今为止尚未实现的从室温到100°C温度范围内的超宽带毫米波带材料测量。
这有望支持在宽温度范围内要求低损耗的毫米波兼容材料的开发，并显着缩短旨在使用毫米波实现后5G/6G下一代高速无线通信的材料和器件的开发周期。
从 2016 财年起，新能源产业技术综合开发机构 (NEDO)“超先进材料超高速发展基础技术工程（以下简称超超工程）※1''，我们致力于通过结合先进的计算科学、高速原型和创新工艺技术以及先进的测量和评估技术来快速开发有机和聚合功能材料。在开发材料并预测各种应用的材料成分和工艺优化条件时，先进的计算科学和先进的材料测量技术被定位为基础技术。
有机/聚合物类功能材料是日本材料工业竞争激烈的领域，除了节能效果外，人们还期望通过复合来展现多种功能。另一方面，后 5G/6G※2等毫米波※3的高速、大容量无线通信中，随着工作频率的增加，电路板的传输损耗增加，导致功耗增加，这就产生了对损耗更低的毫米波兼容材料的需求。毫米波兼容材料、介电基板的设计和开发介电常数※4基板表面形成的金属层的电导率是决定电路传输损耗的参数。利用传统技术，可以在室温下测量毫米波波段材料的介电常数和电导率，但无法建立在室外安装的天线和雷达等电路和设备预期的宽工作温度范围内的测量技术，这阻碍了旨在减少实际使用环境下预期的宽温度范围内损耗的材料的开发。
因此，NEDO 和米乐m6官方网站 (AIST) 目前正在研究一种新的温度可控超宽带操作谐振器※5（图1）。通过使用该谐振器，它可以作为构成材料设计基础的测量技术用于高频电路。金属包覆※6介电常数和电导率温度特性的技术。介电基板覆盖 10 GHz 至 100 GHz 以上的超宽带。
该技术的详细信息将于2021年8月30日发表在学术期刊《应用物理快报
图1 新开发的用于测量毫米波波段材料温度特性的谐振器
NEDO 和 AIST 开发了一种温度可控的超宽带谐振器，用于在 10 GHz 至 100 GHz 以上的超宽带范围内测量高频电路（图 2）中使用的材料的介电常数和电导率的温度特性。该设备使用平衡盘谐振器，能够在毫米波频段进行超宽带材料测量。通过用嵌入铜板的加热器和热电偶对谐振器进行局部加热来控制温度，可以在室温至100摄氏度的温度范围内进行高达100 GHz以上的超宽带材料测量，而无需使用大型恒温室或耐热毫米波电缆等大型且昂贵的组件。
为了验证新开发的温度特性测量技术的有效性，我们测试了环烯烃聚合物和合成石英的介电常数（相对介电常数※7和耗散正切※8) 的温度依赖性（图 3）。对于环烯烃聚合物，我们还测量了基材表面上形成的金属层的电导率与温度的关系（图 4）。
通过实验了解介电基板材料的介电常数和电导率的温度特性，不仅可以为材料设计和开发提供反馈，还可以使用测量的材料来估计电路性能和器件性能的温度依赖性。例如，使用介电常数和电导率的温度特性的测量结果进行的模拟表明，当温度从25℃升高到100℃时，由环烯烃聚合物基板制成的电路在125GHz下的单位长度传输损耗（dB/cm）增加约18%（图5）。
在Super Super Project中，AIST将把新开发的材料测量技术与计算科学和工艺技术相结合，预测分子结构、配比和工艺等优化条件，以获得具有更好物理性能的毫米波兼容材料数据平台※9
新开发的技术不仅将支持在宽温度范围内要求低损耗的尖端毫米波材料的开发，而且还可以在材料开发阶段高度准确地估计电路和器件在其实际使用环境中的温度范围内的特性。预计这将显着缩短材料和器件的开发周期。