摘要
随着尖端半导体器件变得越来越小且集成度越来越高（即超大规模集成，ULSI），寄生电容导致器件无法正常工作的风险也随之增加。因此，人们越来越关注开发低介电常数的介电材料，用作金属间/层间涂层以减轻这一影响。高孔隙率的气凝胶具有极低的介电常数；特别是基于二氧化硅的气凝胶薄膜，是适用于这一应用的理想材料。本报告重点研究了以四甲基正硅酸盐（TMOS）为基础的疏水性二氧化硅气凝胶的合成、结构及其介电常数，这些气凝胶制备成了圆盘状。利用我们3D打印的聚合物样品架（该样品架含有少量金属部件），我们现在已经能够测量低频（VLF范围，10–27 kHz）下高孔隙率疏水性二氧化硅气凝胶的介电常数。在VLF范围内工作的商业系统包括用于生物信号处理的电路（其信号幅度和频率较低），以及在海洋环境中工作的电路（其可用频率范围受到声学信号衰减的限制）。在进行阻抗测量时，气凝胶样品被置于纯干燥的氧气环境中。质量密度较低的（10–250 mg/cm3）TMOS基气凝胶圆盘在VLF范围内的结构特性和相对介电常数值，与目前相关文献中报道的类似数据相比具有显著优势。
