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Dy掺杂对sr_2bi_4ti_5o_(18)铁电陶瓷性能的影响

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物理学报 2005年第11期54卷 5422-5427页

作者：羌锋朱骏毛翔宇陈小兵扬州大学物理科学与技术学院扬州225002

用传统固相烧结法制备了sr2bi4-xDyxti5o18(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... 详细信息

用传统固相烧结法制备了sr2bi4-xDyxti5o18(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20.1μC·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： sr2bi4ti5o18陶瓷,Dy掺杂,铁电性能,居里温度 sr2bi4ti5o18 铁电性能 y掺杂陶瓷性能 x射线衍射分析层状钙钛矿结构陶瓷样品剩余极化固相烧结法

熔盐法制备片状sr_2bi_4ti_5o_(18)晶粒

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人工晶体学报 2013年第6期42卷 1077-1081页

作者：谢俊李月明洪燕沈宗洋谢志翔王竹梅景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇333403

采用熔盐法制备了具有各向异性片状结构的sr2bi4ti5o18晶体,利用XRD,SEM等测试分析手段对熔盐反应产物的晶体结构和显微形貌进行了表征。研究结果表明:当采用KCl-NaCl混合熔盐,熔盐与总反应物的质量比为1:1,1100℃保温3 h时,可以制备出... 详细信息

采用熔盐法制备了具有各向异性片状结构的sr2bi4ti5o18晶体,利用XRD,SEM等测试分析手段对熔盐反应产物的晶体结构和显微形貌进行了表征。研究结果表明:当采用KCl-NaCl混合熔盐,熔盐与总反应物的质量比为1:1,1100℃保温3 h时,可以制备出纯的sr2bi4ti5o18粉体,扫描电镜照片显示sr2bi4ti5o18晶粒呈片状形貌,其晶粒长宽为5～25μm、厚度约为0.2μm左右,且分散性较好;XRD图谱显示晶粒在(00l)晶面择优生长,该方法所合成的片状晶粒可作为织构化陶瓷的模板。

关键词：熔盐法 sr2bi4ti5o18 片状晶粒

烧结温度对sr_2bi_4ti_5o_(18)铁电陶瓷性能的影响

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材料热处理学报 2009年第6期30卷 5-8页

作者：范素华张丰庆车全德于冉田清波山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101

用固相合成方法制备了sr2bi4ti5o18铁电陶瓷,研究了烧结温度对sr2bi4ti5o18铁电陶瓷相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理。结果表明,在1150℃进行烧结,样品晶粒发育完全,晶粒a轴择优取向,铁电性能优良,剩余极化... 详细信息

用固相合成方法制备了sr2bi4ti5o18铁电陶瓷,研究了烧结温度对sr2bi4ti5o18铁电陶瓷相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理。结果表明,在1150℃进行烧结,样品晶粒发育完全,晶粒a轴择优取向,铁电性能优良,剩余极化强度2Pr达到15.3μC/cm2、矫顽场强2Ec为103kV/cm;在100kHz^1MHz频率范围内,介电常数为176~168,介电损耗为0.027~0.025,具有较好的频率稳定性。

关键词： sr2bi4ti5o18 铁电陶瓷烧结温度电学性能

La掺杂对sr_2bi_4ti_5o_(18)铁电陶瓷性能的影响

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功能材料 2003年第5期34卷 562-563,566页

作者：卢网平朱骏惠荣陆文峰陈小兵扬州大学物理科学与技术学院江苏扬州225002

　利用传统的固相烧结工艺制备了sr2Laxbi4-xti5o18(x=0.00、0.05、0.1、0.25、0.5、0.75、1.00)陶瓷样品。用X射线衍射对其微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能。X射线衍射结果表明La掺杂对sr2bi4ti5o18的晶体结构几乎没有影响... 详细信息

　利用传统的固相烧结工艺制备了sr2Laxbi4-xti5o18(x=0.00、0.05、0.1、0.25、0.5、0.75、1.00)陶瓷样品。用X射线衍射对其微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能。X射线衍射结果表明La掺杂对sr2bi4ti5o18的晶体结构几乎没有影响。样品的铁电、介电结果表明,随着La掺杂量的增加,样品的剩余极化(2Pr)和矫顽场(Ec)逐渐减小,这是由于离子半径较大的La取代类钙钛矿层A位bi离子,使得样品晶格畸变变小,从而导致2Pr降低,晶格畸变的减小也使得沿着外电场方向氧八面体中的阳离子更易运动,导致Ec减小。样品的相变温度Tc随着La含量的增加而降低,这也与样品晶格畸变有关。

关键词： sr2bi4ti5o18 铁电陶瓷铁电性能氧空位晶格畸变相变温度掺杂

(1-x)sr_2bi_4ti_5o_(18)-xbiFeo_3复合铁电薄膜的制备及性能研究

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陶瓷学报 2018年第1期39卷 73-76页

作者：张丽萍张丰庆杨士菊郭晓东范素华山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101 山东建筑大学山东省绿色建筑协同创新中心山东济南250101 山东女子学院山东济南250300

用溶胶-凝胶法结合层层退火工艺制备出(1-x)sr_2bi_4ti_5o_(18)-xbiFeo_3(SBFti-x,x=0.1-0.4)系列薄膜,对样品进行分析研究,发现随着BFo取代量x的增加,SBFti-x复合薄膜的铁电性能逐渐提高。当biFo_3(BFo)的取代量为0.3,测试电场为931 KV/cm时,剩余极化强度2Pr=23.4μC/cm^2,矫顽场2Ec=28.0 KV/cm,漏电流密度较小。对薄膜样品的漏电流曲线进行线性拟合,发现当测试电场强度低于230KV/cm时,曲线的拟合斜率ɑ都接近于1,说明薄膜内部的漏电流导电机制是以欧姆传导(ɑ≈1)为主,而测试场强高于230 KV/cm时,其导电机制为FN隧道效应。

关键词： sr2bi4ti5o18 溶胶-凝胶法铁电薄膜铁电性能

La,V掺杂对sr_2bi_4ti_5o_(18)性能影响对比研究

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扬州大学学报（自然科学版） 2005年第2期8卷 28-31页

作者：张增平卢网平陈小兵扬州大学物理科学与技术学院江苏扬州225002

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂sr2bi4ti5o18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对sr2bi4ti5o18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地... 详细信息

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂sr2bi4ti5o18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对sr2bi4ti5o18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地提高2Pr.A位掺杂导致材料的居里温度明显下降,而V取代B位ti4+离子不影响材料的居里温度.微观照片显示,sr2bi4ti5o18样品由呈四方状的晶粒组成,晶粒较为均匀.La掺杂未改变晶粒的形状,而V掺杂使得晶粒呈现扁平状,且晶粒尺寸明显增大.

关键词： sr2bi4ti5o18 掺杂剩余极化晶格畸变晶粒尺寸

sr_2bi_(4-x)La_xti_5o_(18)铁电陶瓷性能的研究

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哈尔滨理工大学学报 2002年第6期7卷 102-104页

作者：卢网平朱骏惠荣陆文峰陈小兵扬州大学物理科学与技术学院江苏扬州225002

采用固相烧结工艺制备了sr_2bi_4-xLaxti_5o_18(x=0.00,0.10,0.25,0.50,0.75,1.00)陶瓷样品.用X射线衍射仪对其微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能.结果表明,随着La含量的增加,样品的剩余极化P_r和矫顽场E_c逐渐减小,这是由于L... 详细信息

采用固相烧结工艺制备了sr_2bi_4-xLaxti_5o_18(x=0.00,0.10,0.25,0.50,0.75,1.00)陶瓷样品.用X射线衍射仪对其微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能.结果表明,随着La含量的增加,样品的剩余极化P_r和矫顽场E_c逐渐减小,这是由于La掺杂使得样品晶格畸变变小,从而导致剩余极化的降低.相变温度T_c随着La含量的增加而降低,这也与样品晶格畸变有关.

关键词：铁电陶瓷 sr2bi4ti5o18 晶格畸变铁电性能相变温度钛酸锶钛镧掺杂 La掺杂

BFo-SBti复合铁电材料的制备及性能研究

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BFO-SBTi复合铁电材料的制备及性能研究

作者：郭晓东山东建筑大学

学位级别：硕士

目前铋系层状铁电材料(BLSF)是铁电存储器的最佳候选材料之一,尤其是以sr2bi4ti5o18(SBT15)为代表的srmbi4tim3o3m+3 (SBtim)铁电材料由于较高的剩余极化强度、较低的矫顽场强和漏电流等成为非易失铁电存储器(NVFRAM)研究的主要材料。... 详细信息

目前铋系层状铁电材料(BLSF)是铁电存储器的最佳候选材料之一,尤其是以sr2bi4ti5o18(SBT15)为代表的srmbi4tim3o3m+3 (SBtim)铁电材料由于较高的剩余极化强度、较低的矫顽场强和漏电流等成为非易失铁电存储器(NVFRAM)研究的主要材料。但其较低的居里温度限制了高温下的使用,因此利用掺杂取代、固溶和共生等手段对SBti5铁电材料进行改性成为研究热点。本文用固溶的方式将SBti5与室温下多铁材料biFeo3 (BFo)复合,制备出xbiFeo3-(1-x) sr2bi4ti5o18 (SBFti-x, x=0-0.9)系列陶瓷,发现随着BFo含量增加,相比SBti陶瓷,A、B位的bi3+和Fe3+共掺不仅增大了晶格畸变程度,还抑制了ti4+变价和减少了bi元素挥发,降低了氧空位浓度,使SBFti-x陶瓷在室温下展现出较高的剩余极化强度、较低的漏电流密度,但当BFo组分较高时出现结构坍塌并伴随第二相含量的提高。此外,随着BFo含量的提高,氧空位浓度和内置电场的变化使得SBFti-x陶瓷的漏电机制也由以空间限制电荷为主过渡到欧姆传导机制为主,而Fe3+的存在使其展现出较弱的铁磁性。SBFti-x陶瓷室温下的介电常数受空间电荷极化影响较大,BFo的加入不仅可以提高介电常数还有效降低了介电损耗,提高了频率稳定性。随BFo量的增加,引起SBFti-x陶瓷中成分和结构的起伏变化,形成不同相变温度的极性微区,使其居里温度不断升高的同时介电峰逐渐宽化,表现出弥散铁电体特征。SBti陶瓷和SBFti陶瓷的宏观电阻都具有负温度系数特征,低温下SBFti-x陶瓷中Fe3+等导电离子浓度较高从而使其宏观电阻有所降低,逐渐半导体化;高温下BFo作用减弱。SBFti-x陶瓷的宏观电阻主要来源于晶粒的作用,并存在空间电荷极化和混合弛豫过程。在低温、高频下,SBti和SBFti-x陶瓷的交流电导率σac交流电导主要源于弱束缚电荷;而在高温、低频时的交流电导主要来源于漏导的迅速增加,交流电导随频率的变化与材料的极化机理有着密切关联。SBFti-x陶瓷的电导机制随温度和组分有所变化：对于SBFti-x (x=0.1-0.7)陶瓷以及高温段(430～480℃)的SBFti-08和SBFti-0.9陶瓷,电导主要是与氧空位的二级电离有关;而低温段(250～400℃)的SBFti-0.8和SBFti-0.9陶瓷电导激活能比传统铁电材料的要低,可能跟其中的Fe3+浓度高有关。综上所述,本论文过对SBFti-x陶瓷的结构和一系列性能研究发现,该固溶体陶瓷不仅具有较高的居里温度、优异的铁电性能,还发现了弱铁磁性以及弥散型铁电体特征,为SBFti-x材料在信息存储和磁电器件领域的应用提供了可能性。

关键词： sr2bi4ti5o18 biFeo3 固溶多铁性

SBT-BFo复合铁电薄膜的制备及性能研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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SBT-BFO复合铁电薄膜的制备及性能研究

作者：张丽萍山东建筑大学

学位级别：硕士

铋层状钙钛矿结构的铁电材料在外界条件的作用下能产生各种热电效应。不同的电性能或几种性能的组合应用使得铁电材料在航空航天、集成电路、光电子信息技术、能源等多种领域具有巨大的应用潜力。以srbitio(SBti)为代表的srbitio(SBti)... 详细信息

铋层状钙钛矿结构的铁电材料在外界条件的作用下能产生各种热电效应。不同的电性能或几种性能的组合应用使得铁电材料在航空航天、集成电路、光电子信息技术、能源等多种领域具有巨大的应用潜力。以srbitio(SBti)为代表的srbitio(SBti)铁电材料由于具有无疲劳特性,较高的剩余极化强度、较低的矫顽场强和漏电流等优点使其成为非易失铁电存储器(NVFRAM)研究的主要材料。但居里温度和压电系数较低等缺点限制了它的使用。biFeo(BFo)是典型的无铅多铁性环境友好型材料,其铁电性能和铁磁性能非常优异。但因电荷补偿产生大量的氧空位导致薄膜漏电流密度也较大,表现出较高的电导率,且单相合成困难。因此利用掺杂取代、形成固溶结构、优化制备工艺等各种手段对铁电材料进行改性成为研究热点。本文用采用溶胶凝胶法,在室温下将SBti和BFo复合,制备出(1-x)srbitio-xbiFeo(SBFti-x,x=0.4)系列薄膜,并对BFo的含量对薄膜结构性能的影响进行了实验研究,同时改变薄膜制备的工艺参数,对工艺参数进行优化。铁电薄膜样品的剩余极化强度随着BFo含量的增加体现出先增大后减小的趋势,当BFo增加到0.1时,样品的剩余极化强度达到最大值2Pr=40.3μC/cm,而漏电流密度达到最小为J=2.2×10A/cm。在低电场下薄膜样品漏电流的传导主要是欧姆传导机制或者是欧姆导电与空间限制电荷导电机制共存。当退火温度为575℃时薄膜结晶最好,此时剩余极化强度取得最大值2Pr=48.7μC/cm,矫顽场和漏电流密度也较小,为J=4.1×10A/cm。将漏电流曲线进行拟合,在低电场下薄膜内部导电机制为欧姆传导,在高电场下则为空间电荷限制电流传导。随温度升高,薄膜样品的介电常数变大。以稳定频段进行测试时,介电常数和介电损耗的变化都趋于稳定,且稳定性较好。以SBti为过渡层,制备了SBti与BFo的双层结构薄膜样品,发现此双层结构的薄膜样品结晶良好,晶粒致密。且对于BFo薄膜,晶粒出现了ab轴择优。SBti过渡层的存在降低了双层结构薄膜的漏电流密度。当过渡层层数为4时,所测得的漏电流密度值最小。

关键词：溶胶-凝胶 sr2bi4ti5o18 biFeo3 铁电性