La掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料性能研究

按x=0.00，0.10，0.25，0.50，0.75和1.00，采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量的SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅的陶瓷样品. 用x射线衍射对其微结构进行了分析，并测量了铁电、介电性能.结果发现，La掺杂未改变SrBi₄Ti ₄O₁₅的晶体结构.随掺杂量的增加，样品的矫顽场(E_c)下降，剩余极化(2P_{关键词： 4-x}La_xTi₄O₁₅')" href="#">SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅ La掺杂 铁电性能 相变温度 弛豫铁电     

Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺，制备了钼掺杂铁电陶瓷样品SrBi₄Ti₄O₁₅(SBTi)铁电陶瓷SrBi_4-2x/3Ti_4-xMo_xO₁₅(x=0.00，0.003，0.012，0.03，0.06，0.09).X射线衍射的结果表明，样品均为单一的层状钙钛矿结构相，Mo掺杂未改变SBTi的晶体结构.通过扫描电子显微镜观测发现，样品晶粒为片状，随掺杂量的增加，晶粒逐 关键词： 4Ti₄O₁₅')" href="#">SrBi₄Ti₄O₁₅ Mo掺杂 剩余极化 居里温度     

La掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料性能研究

按x=0 0 0 ,0 10 ,0 2 5 ,0 5 0 ,0 75和 1 0 0 ,采用固相烧结工艺 ,制备了不同La掺杂量的SrBi4-xLaxTi4O1 5的陶瓷样品 .用x射线衍射对其微结构进行了分析 ,并测量了铁电、介电性能 .结果发现 ,La掺杂未改变SrBi4Ti4O1 5的晶体结构 .随掺杂量的增加 ,样品的矫顽场 (Ec)下降 ,剩余极化 ( 2Pr)先增大 ,后减小 .在x =0 2 5时 ,2Pr 达到极大值 ,为2 4 2 μC·cm- 2 ,这时Ec=60 8kV·cm- 1 ,与SrBi4Ti4O1 5相比 ,2Pr 增加了近 5 0 % ,而Ec 下降了近 2 5 % ,材料铁电性能显著提高 .SrBi4-xLaxTi4O1 5的相变温度Tc 随x的增加逐渐降低 ,x =0 2 5时 ,Tc=45 1℃ .在x =0 75 ,1 0 0时 ,样品出现弛豫铁电体的典型特征     

(Bi,La)4Ti3O12-Sr(Bi,La)4Ti4O15共生结构铁电材料性能研究

采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量(x=0.00，0.25，0.50，0.75，1.00，1.25和1.50) 的(Bi, La)₄Ti₃O₁₂-Sr(Bi, La)₄Ti4O₁₅ (SrBi_8-xLa_xT i₇O₂₇)共生结构铁电陶瓷样品.用x射线衍射对其进行微结构分析 ，并测量铁 关键词： 4Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti_{4O15 La掺杂 铁电性能 居里温度 弛豫铁电}     

Dy掺杂对Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷性能的影响

用传统固相烧结法制备了Sr₂Bi_4-xDy_xTi₅ O₁₈(SBDT-x, x=0—0.20)陶瓷样品. x射线衍射分析表明, 微量的Dy掺杂没有影 响Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈(SBTi) 原有的层状钙钛 矿结构. 通过研究样品的介电特性, 发现Dy掺杂减小了材料的损耗因子, 降低了样品铁电- 顺电相转变的居里温度. 铁电性能测量结果表明, 随Dy含量的增加, SBDT-x系列样品的剩余 极化先增大, 后减小. 当Dy掺杂量为0.01时, 剩余极化达到最大值, 约为20.1 μC·cm^-2. 掺杂引起剩余极化的变化, 与材料中缺陷浓度、内应力以及晶格畸变程度等因 素有关, 是多种作用机理相互竞争的结果. (Bi₂O₂)²⁺ 层通常被看作是绝缘层和空间电荷库, 对材料的铁电性能起关键作用. 掺杂离子进入(Bi2O₂)²⁺层会导致铁电性能变差. 关键词： 2Bi₄Ti₅O₁₈陶瓷')" href="#">Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈陶瓷 Dy掺 杂 铁电性能 居里温度     

Bi4-xLaxTi3O12-SrBi4Ti4O15,共生结构铁电材料拉曼光谱研究

在常温下，对La掺杂共生结构铁电陶瓷Bi_4-xLa_xTi_3O_12-SrBi_4-yLayTi_4O_15［BLT-SBLT(x+y),x+y= 0.00, 0.25,0.50,0.75,1.00,1.25,1.50］进行了拉曼光谱研究.结果表明，在掺杂量低于0.50时，La只取代类钙钛矿层中的Bi，当掺杂 量高于0.50后，部分La开始进入(Bi_2O_2)^2+层. La取代(Bi_2O_2)^2+层中的部分Bi以后，(Bi_2O_2)^2+层结构发生变化 ，原有的绝缘层和空间电荷库的作用减弱，导致材料剩余极化下降. La掺杂量增至1.50时，样品出现弛豫铁电性，这与30cm^-1以下模的软化相对应，说明La掺杂可引起材料 的结构相变. 关键词： Bi4-xLaxTi3O12-SrBi4Ti4O15 La掺杂 声子模 拉曼频移     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备出Bi₄Ti₃O₁₂和Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜，研究了La掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响，发现La掺杂没有改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构，并且提高了Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能，对La掺杂改善Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜性能的机理进行了讨论. 关键词： 铁电性能 4Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂薄膜 3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜 sol-gel法 La掺杂     

SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合铁电薄膜. 研究了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性. 研究表明: Si衬底Bi₄Ti< 关键词： 2Ta₂O₉')" href="#">SrBi₂Ta₂O₉ 4Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 复合铁电薄膜 溶胶凝胶工艺     

直流老化对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

在电场为3.5 kV/cm的条件下, 对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷进行了60 h的直流老化, 研究了老化过程对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷介电性能和电气特性的影响. J-E特性测试结果表明, 直流老化导致CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷击穿场强、非线性系数和势垒高度明显降低. 介电性能测试结果表明, 低频介电常数和介电损耗明显增大, 并且介电损耗随频率的变化遵从Debye弛豫理论, 可分解为直流电导损耗和弛豫损耗, 直流老化主要导致了电导损耗的增加. 在低温233 K, 介电损耗谱中出现两个弛豫峰, 其活化能分别为0.10, 0.50 eV, 认为对应着晶粒和畴界的弛豫过程, 且不随直流老化而变化. 通过电模量谱对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的弛豫过程进行了表征, 发现直流老化导致的界面空间电荷在外施交变电场的作用下符合Maxwell-Wagner极化效应, 并在低频区形成新的弛豫峰. 在高温323-473 K的阻抗谱中, 晶界弛豫峰在直流老化后明显向高频移动, 其对应的活化能从1.23 eV 下降到0.72 eV, 晶界阻抗值下降了约两个数量级. 最后, 建立了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的阻容电路模型, 分析了介电弛豫过程与电性能之间的关联.     

SrBi4Ti4O15的化学键性质和铁电性研究

通过原子环境计算方法分析了正交相SrBi₄Ti₄O₁₅晶体内的键络结构、各原子的空间配位数及局域团簇结构. 在此基础上, 结合晶体分解理论将SrBi₄Ti₄O₁₅晶体分解为多个二元赝晶体, 根据化学键介电理论计算得到各赝晶体所对应化学键的有效价电子密度、离子性等化学键性质. 通过键偶极矩建立了铁电体自发极化强度与化学键性质之间的关系, 求得正交相SrBi₄Ti₄O₁₅沿a轴方向的自发极化强度为28.03 μC/cm², 与实验结果和其他理论计算值符合较好.     

氮氢混合气氛退火中氢对Bi4Ti3O12铁电性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了在氮氢混合气氛中退火后Bi₄Ti₃O₁₂铁电性的退化机理. 分别计算了无氢、含氢模型中Ti沿c轴位移时体系总能量的变化,电子云密度分布,以及电子结构的总能态密度的变化. 结果表明含氢Bi₄Ti₃O₁₂铁电相Ti-O,Bi-O间的电子云重叠布居分布较无氢情况下变化明显,氢氧之间较强的轨道杂化使它们趋于形成共价键;晶格中氢氧键的 关键词： 氮氢混合气氛退火 铁电性 4Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 第一性原理     

Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了钼掺杂铁电陶瓷样品SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-2x/3Ti4-xMoxO15(x=0.00,0.003,0.012,0.03,0.06,0.09).X射线衍射的结果表明,样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Mo掺杂未改变SBTi的晶体结构.通过扫描电子显微镜观测发现,样品晶粒为片状,随掺杂量的增加,晶粒逐渐变小.铁电测量表明,Mo掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.06时,2Pr达到最大值26.5 μC/cm2,与SrBi4TiO15(2Pr=12.2 μC/cm2)相比,提高117%.材料的矫顽场Ec在掺杂后增加仅为20%左右.SBTi的居里温度受掺杂的影响甚微,说明Mo对SrBi4Ti4O15的掺杂基本未影响材料原有的良好的热稳定性.     

Effects of vanadium doping on structure and electrical properties of SrBi4Ti4O15 thin films

The effects of vanadium(V) doping into SrBi₄Ti₄O₁₅ (SBTi) thin films on the structure, ferroelectric, leakage current, dielectric, and fatigue properties have been studied. X-ray diffraction result showed that the crystal structure of the SBTi thin films with and without vanadium is the same. Enhanced ferroelectricity was observed in the V-doped SrBi₄Ti₄O₁₅ (SrBi_4−x/3Ti_4−xV_xO₁₅, SBTiV-x (x = 0.03, 0.06, and 0.09)) thin films compared to the pure SrBi₄Ti₄O₁₅ thin film. The values of remnant polarization (2P_r) and coercive field (2E_c) of the SBTiV-0.09 thin film capacitor were 40.9 μC/cm² and 105.6 kV/cm at an applied electric field of 187.5 kV/cm, respectively. The 2P_r value is over five times larger than that of the pure SBTi thin film capacitor. At 100 kHz, the values of dielectric constant and dielectric loss were 449 and 0.04, and 214 and 0.06 for the SBTiV-0.09 and the pure SBTi thin film capacitors, respectively. The leakage current density of the SBTiV-0.09 thin film capacitor measured at 100 kV/cm was 6.8 × 10⁻⁹ A/cm², which is more than two and a half orders of magnitude lower than that of the pure SBTi thin film capacitor. Furthermore, the SBTiV-0.09 thin film exhibited good fatigue endurance up to 10¹⁰ switching cycles. The improved electrical properties may be related to the reduction of internal defects such as bismuth and oxygen vacancies with changes in the grain size by doping of vanadium into SBTi.     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构及直流导电特性

采用传统固相反应法制备了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷.XRD证实其CaCu₃Ti₄O₁₂相;SEM观察到明显的晶粒晶界结构,晶界区亦由小晶粒构成;结合EDS结果,判定晶界区小晶粒为CuO.在较宽的温度范围内,CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电常数保持在10⁵左右;当频率为10³ Hz温度小于150 K时,介电常数迅速下降.在173—373 K温度范围内,通过其I-V特性,得到CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷直流电导随温度的变化：直流电导与温度的关系可分为三部分,对应的活化能分别为0.681 eV,0.155 eV和0.009 eV,这与CuO陶瓷直流电导活化能一致.可以认为晶界区的CuO小晶粒在CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的直流电导中占主导,这为解释CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷反常的介电性能提供了新的思路. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 直流电导 介电特性     

复合层状Bi7Ti4NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

制备了Bi₇Ti₄NbO_{21，Bi4Ti3O12及Nb掺杂Bi4Ti3O12(Nb-Bi4Ti3O12)层状结构铁电陶瓷材料.结合Nb-Bi 4Ti3O12的介电温谱和 退极化实验结果，研究了Bi7Ti4NbO21的晶体结构 对其介电、压电性能的影响 .高分辨透射电镜结果表明，在Bi7Ti4NbO21中， 沿着c轴方向，(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-两个类钙钛矿层分别 与(Bi2O2)²⁺层叠加堆积而成.这种晶体结构决定了Bi7Ti4NbO21的 介电温谱在668℃和845℃出现介 电双峰.结合极化样品的退化实验分析，说明材料在这两个温度附近发生了铁电—铁电相变 、铁电—顺电相变，分别是(Bi2Ti3O10)^{2-< /sup>和(BiTiNbO7)2-层状 结构发生微观结构相变的结果.在退极化过程中，由于受热时钙钛矿层内空位引起的缺陷偶 极子的定向排列受到破坏，引起材料部分退极化，表现为300℃热处理后Bi7Ti 4NbO 21的压电活性降低了10%，显示了室温下材料的压电性能来源于自发极化的固有电 偶极子和缺陷偶极子的共同贡献.}}