微波介电陶瓷是无线通信设备的基石，广泛应用于移动通信、卫星雷达、GPS、蓝牙和WLAN应用。由这些陶瓷材料制成的组件，例如滤波器、谐振器和介电天线，广泛用于无线通信网络。

随着无线通信频率向更高频段延伸，信号延迟问题变得日益突出。低介电常数(ε r ) 可以减少电磁耦合效应，有效减少信号延迟。

因此，开发新型低介电常数陶瓷材料已成为该领域的一个关键问题。此外，探索介电陶瓷的固有介电响应机制，为性能增强提供理论指导，是该领域研究人员的重点关注点。

山东大学张子东教授领导的研究小组最近报道了一种开创性的轻质、低介电常数、低损耗微波介质陶瓷新体系。该创新系统具有强共价[PO 4 ]四面体框架，结合低熔点LiO 2，并引入稀土元素以实现高品质因数(Q·f)值。

基于LiO 2 -Ln 2 O 3 -P 2 O 5三元相图，在低于950℃的烧结温度下成功合成了LiLn(PO 3 ) 4 (Ln = La, Sm, Eu)体系，该体系表现出良好的性能。低介电常数(5.05–5.26)、高品质因数(41,607–75,968 GHz)和低密度(3.04–3.26 g/cm 3)，在低介电材料中展现出卓越的综合性能。

该团队于 2024 年 5 月 14 日在《先进陶瓷杂志》上发表了他们的评论。

“在这项工作中，我们的研究团队报告了一种基于磷酸盐的低介电系统。基于对正磷酸盐 (-PO 4 ) 和焦磷酸盐 (-P 2 O 7 ) 的系统研究，我们在稳定区域内确定了偏磷酸盐系统通过优化制备条件，我们获得了优异的介电性能。

“此外，考虑到未来的设备应用，研究团队设计了原型微带贴片天线。实际测量与仿真结果非常吻合，展示了天线的优异性能。”山东材料科学与工程学院张教授说大学。张教授还兼任中国材料研究会超材料分会副秘书长。