6G通信を実現する超低誘電率・超低損失の次世代コンポジット誘電体材料の創製

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本研究は次世代の通信規格ポスト6G/7Gといわれるミリ波通信に適した高周波用誘電体材料の創成に取り組んでいる。高周波誘電体材料の合成手法として、セラミックスフィラーとポリマーから成るコンポジット材料を合成することで低誘電率、低誘電正接を有する誘電体コンポジット材料の合成に着手している。現在、セラミックスフィラーとして極めて低い誘電損失と低い比誘電率を有する材料であるフォルステライト（Mg2SiO4）やウィルマイト（Zn2SiO4）といったシリカ系化合物フィラーの合成を実施している。これまでに通常の固相反応での粒子合成に加え、溶融塩（LiCl、KCl、NaCl）を用いて、焼成温度、時間、塩との混合比の各種合成条件の検討を実施し、SEMによる粒子形態の観察およびX線回折装置を用いた単相と成る合成条件について明らかにしてきている。さらに、出発原料であるSiO2の粒径および形態の異なる粒子を用いた場合についてのシリカ系化合物の生成状態についても検討した。結果として溶融塩を用いてシリカ系化合物の粒子合成を行うことで、化合物の結晶構造を反映した形態制御（針状や球状）やフィラーの結晶性を向上させることが可能であることが明らかとなった。加えて、これら溶融塩によるシリカ系化合物の形態変化や結晶性の向上のメカニズムについても、明らかにしてきている。最終的には、中空構造を有するシリカ系化合物フィラーの合成を行うことで、ポリマーとコンポジット化した際に、極めて低い誘電率を有し、低い誘電正接を保持したコンポジット材料の開発へとつなげることを目的としている。