单晶钨酸钙的介电特性

该研究采用微波回音壁模式(WGM)分析技术表征了钨酸钙(CaWO4)圆柱状单晶样品的介电特性。通过研究准横磁模与准横电模族,研究人员从室温至低温条件下评估了损耗机制与相对介电常数。实验测得295K温度下双轴介电常数分量为ϵ∥=9.029±0.09与ϵ⟂=10.761±0.11,4K温度下为ϵ∥=8.797±0.088与ϵ⟂=10.442±0.104(分量标记均以晶胞c轴为基准)。其中平行分量与兆赫兹频段文献值高度吻合,但垂直分量较已知值低4.8%。WGM技术展现出更高测量精度,其准确度主要受限于晶体尺寸的测量不确定度。 该技术还能作为晶格动力学的灵敏探针,成功监测到温度依赖性损耗机制的变化。室温条件下测得损耗角正切值为tanδ∥295K=(4.1±1.4)×10⁻⁵与tanδ⟂295K=(3.64±0.92)×10⁻⁵;当降温至4K时,损耗角正切值改善约两个数量级,达到tanδ∥4K=(1.56±0.52)×10⁻⁷与tanδ⟂4K=(2.05±0.79)×10⁻⁷。这些低温数值高于既往研究报道值,研究团队认为可能与未表征的顺磁自旋系综引起的磁损耗通道有关。该工作对钨酸钙在自旋量子系统与低温辐射热测量等领域的应用具有指导意义,同时揭示了回音壁模式在新兴传感应用中的潜力。

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