低溫介電（low-temperaturedielectric）是指材料在低溫環境下（通常低于室溫，如液氮溫度77K或液氦溫度4.2K）表現出的介電性質。這類材料在低溫下具有獨特的介電響應、極化行為和能量存儲特性，廣泛應用于超導器件、量子計算、航天電子、低溫電子學等領域。

低溫介電

一、低溫介電材料的特點
1、介電常數（ε）的變化
溫度降低時，介電常數可能因晶格振動（聲子）減弱、偶極子凍結或電子極化率變化而顯著改變。
某些材料（如鈦酸鍶鋇BST）在低溫下介電常數會降低，而部分鐵電材料可能因相變出現介電峰。
2、介電損耗（tanδ）降低
低溫下材料內部缺陷、偶極弛豫或電導損耗減少，介電損耗通常降低，適合高頻低損耗應用。
3、鐵電/反鐵電相變
部分鐵電材料（如KDP、TGS）在低溫下發生鐵電-順電相變，介電常數出現峰值。
4、界面效應增強
低溫下界面極化（如Maxwell-Wagner極化）可能更顯著，影響復合材料性能。

高低溫介電

二、典型低溫介電材料
1、氧化物陶瓷
Al?O?、SiO?：低介電損耗，用于超導器件絕緣層。
鈦酸鍶（SrTiO?）：量子順電體，介電常數在低溫下極高（~10?）。
2、聚合物材料
聚酰亞胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）：柔韌性好，低溫下介電穩定性優異。
3、復合材料
陶瓷/聚合物復合（如AlN/環氧樹脂），兼顧導熱與介電性能。
4、低溫鐵電體
鉭酸鋰（LiTaO?）、鈮酸鋰（LiNbO?）：用于低溫壓電器件。

三、應用領域
超導電子學
作為超導薄膜（如NbN、YBCO）的襯底或隔離層，需低介電損耗以避免微波損耗。
量子計算
超導量子比特（Transmon）中，低損耗介電材料（如藍寶石）用于減少能量弛豫。
航天與深空探測
極端低溫環境下（如冥王星表面40K），電子器件需介電材料穩定工作。
低溫儲能電容器
高能量密度介電材料在低溫下可能表現更優（如聚合物納米復合介質）。