Вышедшие номера
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. 1
1Федеральное 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.
  1. H.D. Megaw. Ferroelectrics 7, 1, 87 (1974)
  2. 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)
  3. 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)
  4. L.E. Cross, B.J. Nicholson. Philos. Mag. 46, 376, 453 (1955)
  5. J.G. Wu, D.Q. Xiao, J.G. Zhu. Chem. Rev. 115, 7, 2559 (2015)
  6. 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)
  7. J. Koruza, P. Groszewicz, H. Breitzke, G. Buntkowsky, T. Rojac, B. Malivc. Acta Materialia 126, 77 (2017)
  8. J. Koruza, J. Tellier, B. Malivc, V. Bobnar, M. Kosec. J. Appl. Phys. 108, 113509 (2010)
  9. Y. Fan, Z. Zhou, R. Liang, M. Zhou, X. Dong. J. European Cer. Soc. 39, 15, 4712 (2019)
  10. D. Kaneria, D. Yadav, U. Jamwal, S.K. Mittal, K.L. Yadav. J. Power Sources 613, 234948 (2024)
  11. 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)
  12. Tania, S. Chaudhary, S. Jindal. Interactions 245, 143 (2024)
  13. L. Lu, L. Li, P. Ren, X. Che, G. Zhao. Ceram. Intern. 48, 32073 (2022)
  14. E.V. Barabanova, A.I. Ivanova, O.V. Malyshkina, E.S. Tesnikova, M.S. Vahrushev. Ferroelectrics 559, 1, 22 (2020)
  15. P. Vlazan, M. Poienar, I. Malaescu, C.N. Marin, C. Casut, P. Sfirloaga Chem. Phys. 579, 112203 (2024)
  16. P. Villars (Chief Editor), pauling file in: Inorganic Solid Phases, SpringerMaterials (online database), Springer, Heidelberg (2016)
  17. A.K. Jonscher. J. mater. Sci. 26, 1618 (1991)
  18. 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)
  19. 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
  20. A.K. Jonscher. Dielectric relaxation in solids. Chelsea Dielectrics Press., London. (1983). 380 p
  21. S. Havriliak, S. Negami. J. Polym. sci. C. 14, 99 (1966)
  22. P. Vlazan, S.F. Rus, M. Poienar, P. Sfi rloaga. Mat. Sci. Semicon. Proc. 102, 104602 (2019)
  23. Y. Saito, H. Takao, T. Tani, T. Nonoyama, K. Takatori, T. Homma, T. Nagaya, M. Nakamura. Nature 432, 84 (2004)
  24. E.A. Wood. Acta Cryst. 4, 4, 353 (1951)
  25. Н.М. Оспельников. Е.В. Барабанова. Известия РАН. Серия физическая 87, 4, 546 (2023)
  26. K. Uchino, S. Nomura. Ferroelectrics 44, 1, 55 (1982)
  27. H. Du, W. Zhou, F. Luo. et al. J. Appl. Phys. 105, 12 (2009)
  28. 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.