Влияние легирования акцепторными примесями на диэлектрические свойства керамики ниобата натрия
Минобрнауки РФ, государственное задание по научной деятельности, 0817-2023-0006
Барабанова Е.В.
1, Оспельников Н.М.
1, Иванова А.И.
1, Карпенков А.Ю.
11Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет", Тверь, Россия
Email: pechenkin_kat@mail.ru
Поступила в редакцию: 13 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 3 апреля 2025 г.
Принята к печати: 7 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 29 мая 2025 г.
Поиск новых функциональных материалов неразрывно связан с модификацией свойств уже известных материалов с оптимальными показателями. Так в качестве основы для сложных бессвинцовых сегнетоэлектрических оксидов используется ниобат натрия. Данная работа посвящена исследованию структуры и диэлектрических свойств керамики ниобата натрия, легированной Bi и Fe в концентрации 10, 20 и 30 mol.%, в широком интервале частот (1-106 Hz) и температур (30-650 oC). Установлено, что при увеличении концентрации примеси происходит уменьшение среднего размера зерен с 5-10 μm до 0.5-2 μm, повышается неоднородность микроструктуры, а форма зерен становится ближе к кубической. При этом увеличивается объем элементарной ячейки при неизменной симметрии кристаллической решетки ( Pmc21). Методом диэлектрической спектроскопии выявлено присутствие двух релаксационных процессов, соответствующих ионной тепловой поляризации и релаксации проводимости, влияющей на температурную зависимость диэлектрической проницаемости. Введение примеси приводит к увеличению температурной области фазовых переходов и смещению Tm примерно на 150 oC к более низким температурам. Ключевые слова: ниобат натрия, гетеровалентное легирование, структура перовскита, электропроводность, размытый фазовый переход.
- H.D. Megaw. Ferroelectrics 7, 1, 87 (1974)
- L.A. Reznichenko, L.A. Shilkina, E.S. Gagarina, I.P. Raevskii, E.A. Dul'kin, E.M. Kuznetsova, V.V. Akhnazarova. Crystallogr. Rep. 48, 3, 448 (2003)
- R.A. Shakhovoy, S.I. Raevskaya, L.A. Shakhovaya, D.V. Suzdalev, I.P. Raevski, Yu.I. Yuzyuk, A.F. Semenchev, M. El Marssi. J. Raman Spectrosc. 43, 1141 (2012)
- L.E. Cross, B.J. Nicholson. Philos. Mag. 46, 376, 453 (1955)
- J.G. Wu, D.Q. Xiao, J.G. Zhu. Chem. Rev. 115, 7, 2559 (2015)
- Yu.I. Yuzyuk, P. Simon, E. Gagarina, L. Hennet, D. Thiaudi\`ere, V.I. Torgashev, S.I. Raevskaya, I.P. Raevskii, L.A. Reznitchenko, J.L. Sauvajol. J. Phys.: Condensed Matter 17, 33, 4977 (2005)
- J. Koruza, P. Groszewicz, H. Breitzke, G. Buntkowsky, T. Rojac, B. Malivc. Acta Materialia 126, 77 (2017)
- J. Koruza, J. Tellier, B. Malivc, V. Bobnar, M. Kosec. J. Appl. Phys. 108, 113509 (2010)
- Y. Fan, Z. Zhou, R. Liang, M. Zhou, X. Dong. J. European Cer. Soc. 39, 15, 4712 (2019)
- D. Kaneria, D. Yadav, U. Jamwal, S.K. Mittal, K.L. Yadav. J. Power Sources 613, 234948 (2024)
- B.K. Yun, Y.K. Park, P.G. Kang, J.H. Jung, N. Lee, W. Jo, H. Shin, S. Yoon. Mat. Sci. and Engin. B 182, 81 (2014)
- Tania, S. Chaudhary, S. Jindal. Interactions 245, 143 (2024)
- L. Lu, L. Li, P. Ren, X. Che, G. Zhao. Ceram. Intern. 48, 32073 (2022)
- E.V. Barabanova, A.I. Ivanova, O.V. Malyshkina, E.S. Tesnikova, M.S. Vahrushev. Ferroelectrics 559, 1, 22 (2020)
- P. Vlazan, M. Poienar, I. Malaescu, C.N. Marin, C. Casut, P. Sfirloaga Chem. Phys. 579, 112203 (2024)
- P. Villars (Chief Editor), pauling file in: Inorganic Solid Phases, SpringerMaterials (online database), Springer, Heidelberg (2016)
- A.K. Jonscher. J. mater. Sci. 26, 1618 (1991)
- J.J. Fontanella, J.J. Wilson, M.K. Smith, M.C. Wintersgill, C.S. Coughlin, P. Mazaud, S.G. Greenbaum, R.L. Siddon. Solid State Ionics 50, 259 (1992)
- N.G. McCrum, B.E. Read, and G. Williams. Anelastic and dielectric effects in polymeric solids. John Wiley and Sons Ltd., London. (1967). 617 p
- A.K. Jonscher. Dielectric relaxation in solids. Chelsea Dielectrics Press., London. (1983). 380 p
- S. Havriliak, S. Negami. J. Polym. sci. C. 14, 99 (1966)
- P. Vlazan, S.F. Rus, M. Poienar, P. Sfi rloaga. Mat. Sci. Semicon. Proc. 102, 104602 (2019)
- Y. Saito, H. Takao, T. Tani, T. Nonoyama, K. Takatori, T. Homma, T. Nagaya, M. Nakamura. Nature 432, 84 (2004)
- E.A. Wood. Acta Cryst. 4, 4, 353 (1951)
- Н.М. Оспельников. Е.В. Барабанова. Известия РАН. Серия физическая 87, 4, 546 (2023)
- K. Uchino, S. Nomura. Ferroelectrics 44, 1, 55 (1982)
- H. Du, W. Zhou, F. Luo. et al. J. Appl. Phys. 105, 12 (2009)
- L.S. Garca-Coln, L.F. del Castillo, P. Goldstein. Phys. Rev. B 41, 4785 (1990)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.