電界依存材料の有限要素モデリングにおけるジョンソン近似の応用

ジョンソン近似は、コアシェル微細構造材料の電界依存性をシミュレートするために、有限要素コードに実装されています。ここでは、体積分率 50:50 に基づく微細構造が、印加電圧の関数として測定された有効誘電率にどのように影響するかを示します。市販の BaTiO1.0 ベースの多層セラミック コンデンサ (MLCC) で検証されたジョンソン パラメータ β = 1010 × 5 Vm3/C3 を使用して、微細構造とコアおよびシェルの導電性の違いによって、生成される局所電界がどのように変化するか、またこれが有効誘電率の電圧依存性にどのように影響するかを示します。導電性のコアのような材料を抵抗シェルで囲んだシステムでは、シェル材料がコア内の大きな電界を遮蔽するため、電圧依存性はほとんどないか、または中程度です。逆に、コア材料の抵抗がシェル材料よりも大きい場合は、シミュレーションで有効誘電率が 50% 以上減少し、大きな電圧依存性が発生します。これらのシミュレーションにより、電圧依存性の理解が深まり、性能が向上した MLCC の将来の材料の設計に役立つ方法が提供されます。