随着电子信息技术的飞速发展,尤其是物联网、人工智能、移动终端、可穿戴电子以及5 G通信技术的发展,对电子器件和电路模块提出了越来越高的要求。因此,在小型化、轻量化和集成化的发展趋势下,柔性电子技术凭借其独特的优势满足新一代移动电子发展的应用需求。该技术中核心器件及电路是以柔性薄膜为基础的,所以对柔性薄膜微结构和电磁性能的研究是至关重要的。然而,这类是柔性薄膜材料在高频化应用上存在诸多问题,如低的介电常数导致器件尺寸过大等。因此,提高柔性薄膜高频性能对于扩展柔性电子的应用具有重要意义。由于不同的应用需求,本文选择了柔性电子中广泛使用的PDMS以及PVA柔性薄膜材料作为研究对象,对调控这两种薄膜材料高频性能展开了研究,探索了影响柔性薄膜高频性能的关键因素和物理机理,开发出具有良好电磁性能的复合柔性薄膜,并基于该复合柔性薄膜材料展开了相关的应用研究。首先,系统地研究了具有高磁导率NiCuZn铁氧体颗粒对PDMS柔性薄膜高频磁性能的影响。为了合成磁性能优良、晶粒均匀的NiCuZn铁氧体陶瓷,研究了Nb₂O₅和Bi₂O₃复合助烧剂对铁氧体微结构、磁性能影响。结果表明:当Nb₂O₅添加量为0.25 wt.%时,通过调控Bi₂O₃添加量可以在低温下获得均匀致密的铁氧体晶粒。最终,当0.25 wt.%Nb₂O₅和0.50 wt.%Bi₂O₃作为NiCuZn铁氧体的复合添加剂,烧结温度为875 ^oC时,平均晶粒尺寸为1.2μm左右,磁导率μ_r[email protected],截止频率f_r约为11 MHz,饱和磁化强度M_s=61.71 emu/g,介电常数ε_r=15.3。然后基于上述NiCuZn铁氧体陶瓷,对NiCuZn/PDMS复合柔性薄膜高频性能展开了研究。研究结果表明:由于制备过程中NiCuZn铁氧体颗粒被液态的PDMS包覆,所以快速固化能使磁性颗粒均匀的分散在PDMS薄膜中。此外,对于复合柔性薄膜,PDMS相当于分散在NiCuZn铁氧体晶粒间隙,即“晶界”被扩大。最终,当磁性颗粒填充量m=16,频率为200 MHz时,介电常数ε_r=4.76,介电损耗为tanδ_ε=5.8×10^-3,磁导率为μ_r=2.96,磁损耗tanδ_μ=0.28,小型化因子n=3.75,归一化特征阻抗Z/Z₀=1.26。其次,对高饱和磁化强度LiZnTi铁氧体颗粒与PDMS复合的柔性薄膜高频磁性能及相关应用展开了研究。研究表明:（1）当适量低熔点Bi₂O₃加入到LiZnTi铁氧体中,Bi³⁺会取代铁氧体B位的Fe³⁺从而降低LiZnTi铁氧体的反应活化能,使其能够在低温下实现晶粒致密化。当过量的Bi₂O₃以液相的形式存在于晶界处,Bi₂O₃反而会阻碍晶粒位移,恶化晶粒的均匀性,同时导致磁性能的下降。（2）当Bi₂O₃添加量y=0.003,烧结温度为920 ^oC时,铁氧体样品的平均晶粒尺寸约为2.5μm,磁导率μ_r为[email protected] MHz,截止频率f_r约为10 MHz,介电常数ε_r为16.81。（3）对于LiZnTi/PDMS复合柔性薄膜,当铁氧体颗粒添加量n=8,频率为1.0 GHz时,介电常数ε_r=5.4,介电损耗为tanδ_ε=2.79×10^-2,磁导率为μ_r=3.04,磁损耗tanδ_μ=0.58。（4）基于LiZnTi/PDMS复合柔性薄膜（n=8）和PDMS柔性薄膜的偶极子天线仿真结果表明:相比PDMS薄膜衬底天线,复合薄膜衬底的天线具有更小的尺寸（80 mm*120 mm）,且天线的带宽变化不大。然而增益方向图结果表明,由于PDMS柔性薄膜材料磁损耗与介电损耗的增加,导致复合薄膜衬底天线增益的下降（最大增益从2.06 dB降至-2.31 dB）。再者,系统地研究了高介电常数TiO₂纳米颗粒对PVA柔性薄膜介电性能及降解特性的影响,探索了TiO₂/PVA复合柔性薄膜在瞬态电子（射频天线）上的应用。主要结论如下:（1）由于PVA柔性薄膜中气孔的存在,高介电常数的TiO₂纳米颗粒填充并不能使薄膜介电常数提高。当少量TiO₂（x=1）填充后,复合柔性薄膜介电常数反而减小,同时介电损耗也减小。（2）TiO₂/PVA复合薄膜的吸水性（水中溶解速率）随着TiO₂纳米颗粒填充量的增加呈现先减小后增加地变化趋势。这是由于TiO₂表面基团与PVA易形成Ti-OH间导致吸水性的下降,然而过量TiO₂（x>4）会造成PVA柔性薄膜结晶度的下降和较完整的链状结构破坏,所以吸水性又开始提高。（3）TiO₂/PVA（x=1）复合柔性薄膜在1.0 GHz频率下的介电性能:ε_r=3.24,tanδ_ε=0.038。（4）基于纯PVA柔性薄膜和TiO₂/PVA（x=1）复合柔性薄膜的瞬态微带天线不仅在中心频率2.5 GHz下具有良好的辐射特性,即中心频率点S₁₁=-15dB和增益G=0 dB,同时这两种天线都能在1.0小时内在水中实现自我降解。最后,研究了PVP/PVA复合柔性薄膜介电性能在不同湿度条件下的变化规律,探索了PVA柔性薄膜在湿敏器件上的应用。结果表明:（1）由溶液浇筑法制备的PVA柔性薄膜在一定湿度范围内具有很好的湿度敏感性,添加具有良好吸湿特性的PVP的方法并不能提高湿敏特性,反而减低了薄膜的透光率。（2）基于PVA/PET双层介质基板的透明共面波导式（CPW）谐振器具有良好的湿敏特性。CPW谐振器的测试结果发现:当相对湿度RH从11.3%变化到97.3%时,谐振器的谐振频率f_r从².6 GHz转移到².1 GHz,S₁₁参数的幅值会从¹9 dB变化到⁸ dB。因此,环境湿度的变化信号可以转化为谐振器谐振频率的偏移或S₁₁幅值的变化信号。