MEMS- und Varaktor-gesteuerte koplanare Mikrowellenkomponenten für Schalt- und Filteranwendungen auf Si-Substrat unter Einsatz von ferroelektrischen Dünnschichten

Die Arbeit beschäftigt sich mit MEMS- und Varaktor-gesteuerten koplanaren Mikrowellenkomponenten auf Basis von ferroelektrischen Dünnfilmen. Neben Möglichkeiten zur Charakterisierung werden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten zu Filter- und Schaltzwecken mit unterschiedlichen Funktionalitäten untersucht und verglichen. Piezoelektrisch aktuierte MEM-Schalter mit resistivem Schaltkontakt finden Verwendung in Koplanarleitungen, rekonfigurierbaren Bandpassfiltern und „Filter-Schaltern“, welche helfen, den Einfluss von Kontaktwiderständen zu reduzieren. Zudem wird die Überlegenheit von neuentwickelten rekonfigurierbaren Multi-Band-Filtern gegenüber herkömmlichen rekonfigurierbaren Filtern und Filterbänken demonstriert. Diese Komponenten zeigen Perspektiven zum Einsatz neuer Materialien/Technologien mit resistivem Abstimm- bzw. Schaltverhalten auf. Ferroelektrische Varaktoren auf Basis von BaSrTiO3-Dünnfilmen kommen in kontinuierlich abstimmbaren Filtern zum Einsatz. Im Fokus stehen hierbei die Realisierung von Filtern mit variabler Mittenfrequenz bei konstanter Bandbreite sowie die Miniaturisierung. Ferner werden unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten von Varaktoren zu Schaltzwecken untersucht. Die Untersuchungen erfolgen anhand von FDTD-Simulationen und sind durch Messungen mit guter Übereinstimmung belegt.