Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 8 » Статья стр. 1534
<<<>>>
Влияние способа модификации ионами Sm3+ на структуру и свойства 0.36(Bi1-xSmx)ScO3-0.64PbTiO3
ГК Росатом и Минобрнауки России , Развитие атомного энергопромышленного комплекса, Н.4а.241.19.25
Гук Е.Г.1, Смирнова Е.П.1, Климов В.Н.2, Панкратьев П.А.1, Зайцева Н.В.1, Мухин Е.Е.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"--Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей", Санкт-Петербург, Россия
Email: elgrguk@gmail.com
Поступила в редакцию: 8 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 8 июля 2025 г.
Принята к печати: 10 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
PDF версия
Исследовано влияние способа введения ионов Sm3+ (стехиометрия, сверхстехиометрия, введение избытка после кальцинации) и режима синтеза (одностадийный, двустадийный) на параметры керамического твердого раствора 0.36(Bi1-xSmx)ScO3-0.64PbTiO3 (BSSPT), где x=0.022, 0.038, 0.056. Проведено исследование кристаллической структуры, элементного состава и диэлектрических свойств, а также измерение пьезоэлектрического модуля d33. Показано, что BSSPT является однофазным и имеет тетрагональную (P4mm) структуру перовскита. Исследование элементного состава всех вариантов синтезированных образцов керамики BSSPT демонстрирует практически одинаковое содержание самария, включая возможность введения ионов Sm3+ в подрешетку A керамики структуры перовскита ABO3 после кальцинации. Величина диэлектрической проницаемости в максимуме εm и соответствующая ей температура Tm уменьшаются с увеличением концентрации ионов Sm3+. Получено максимальное значение d33, равное 536 pC/N, что превышает d33=525 pC/N для немодифицированного 0.36BiScO3-0.64PbTiO3. Ключевые слова: пьезоэлектрическая керамика, легирование, микроструктура, диэлектрические свойства, пьезоэлектрические свойства.
  1. R.E. Eitel, C.A. Randall, T.R. Shrout, S.-E. Рark. Jpn. J. Appl. Phys. 41, 4R, 2099 (2002)
  2. T. Zou, X. Wang, W. Zhao, L. Li. J. Am. Ceram. Soc. 9, 1, 121 (2008)
  3. Е.Г. Гук, Е.П. Смирнова, В.Н. Климов, П.А. Панкратьев, Н.В. Зайцева, А.В. Сотников, Е.Е. Мухин. ФТТ 66, 8, 1397 (2024)
  4. Е.П. Смирнова, В.Н. Климов, Е.Г. Гук, П.А. Панкратьев, Н.В. Зайцева, А.В. Сотников, Е.Е. Мухин. ФТТ 65, 11, 1971 (2023)
  5. Е.П. Смирнова, В.Н. Климов, Е.Г. Гук, П.А. Панкратьев, Н.В. Зайцева, А.В. Сотников, Е.Е. Мухин. ФТТ 66, 1, 103 (2024)
  6. J. Cheng, R. Eitel, N. Li, L.E. Cross. J. Appl. Phys. 94, 1, 605 (2003)
  7. Q. Zhang, Z. Li, F. Li, Z. Xu, X. Yao. J. Am. Ceram. Soc. 93, 10, 3330 (2010)
  8. I. Sterianou, D.C. Sinclair, I.M. Reaney, T.P. Comyn, A.J. Bell. J. Appl. Phys. 106, 8, 084107 (2009)
  9. Y. Dong, K. Zhao, Z. Zhou, R. Wang. J. Am. Ceram. Soc. 105, 11, 6898 (2022)
  10. S.J. Zhang, R.E. Eitel, C.A. Randall, T.R. Shrout, E.F. Alberta. Appl. Phys. Lett. 86, 26, 262904 (2005)
  11. Z. Yao, H. Liu, M. Cao, H. Hao, Z. Yu. Mater. Res. Bull. 46, 8, 1257 (2011)
  12. Y. Dong, K. Zou, R. Liang, Z. Zhou. Prog. Mater. Sci. 132, 101026 (2023)
  13. J. Chen, H.M. Chan, M.P. Harmer. J. Am. Ceram. Soc. 72, 4, 593 (1989)
  14. G.A. Samara. J. Phys. Condens. Matter 15, 9, R367 (2003)
  15. W. Kleemann. Physica Status Solidi B 251, 10, 1993 (2014)
  16. S.K. Pandey, O.P. Thakur, D.K. Bhattacharya, C. Prakash, R. Chatterjee. J. Alloys. Compd, 468, 12, 356 (2009)
  17. C. Li, B. Xu, D. Lin, S. Zhang, L. Bellaiche, T.R. Shrout, F. Li. Phys. Rev. B 101, 14, 140102(R) (2020)
  18. H. Zhou, S. Yang, Z. Xi, S. Dong, F. Guo, W. Long, X. Li, P. Fang, Z. Dai. J. Mater. Sci. 56, 21, 12121 (2021)
  19. Z. Fang, X. Tian, F. Zheng, X. Jiang, W. Ye, Y. Qin, X. Wang, Y. Zhang. Ceram. Int. 48, 6, 7550 (2022)
  20. R.E. Eitel, T.R. Shrout, C.A. Randall. Jpn. J. Appl. Phys. 43, 12, 8146 (2004)
  21. Y. Chen, D. Lan, Q. Chen, Z. Xu, X. Yue, D. Xiao, J. Zhu. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 888, 1, _ (2006)
  22. Y. Chen, Y. Ma, D. Xue, J. Zhu. "Piezoelectric Ceramics" Int. Conf. on Materials Engineering and Information Technology Applications (MEITA), 853 (2015)
  23. F. Li, D. Lin, Z. Chen, Z. Cheng, J. Wang, C. Li, Z. Xu, Q. Huang, X. Liao, L.-Q. Chen, T.R. Shrout, S. Zhang. Nature Mater. 17, 4, 349 (2018)
  24. S.W. Cho, J.M. Baik, Y.H. Jeong. Ceram. Int. 49, 2, 1865 (2023)
  25. IEEE Standard on Piezoelectricity. ANSI/IEEE Std 176-1987. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., New York (1987)
  26. M.-S. Lee, Y.H. Jeong. Ceram. Int. 49, 23, 37936 (2023)
  27. J.-H. Ji, D.-J. Shin, J. Kim, J.-H. Koh. Ceram. Int. 46, 4, 4104 (2020)
  28. X.X. Wang, X.G. Tang, K.W. Kwok, H.L.W. Chan, C.L. Choy. Appl. Phys. A 80, 5, 1071 (2005)
  29. P. Singh, S. Singh, J.K. Juneja, K.K. Raina, R.P. Pant, C. Prakash. Integrated Ferroelectrics 122, 1, 23 (2010)
  30. П.А. Панкратьев, Е.П. Смирнова, В.Н. Климов, Е.Г. Гук, Н.В. Зайцева, А.В. Сотников, Е.Е. Мухин. ФTT 67, 3, 514 (2025)
  31. H. Ghayour, M. Abdellahi. Powder Technol. 292, 84 (2016). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.01.030
  32. W.R. Buessem, L.E. Cross, A.K. Goswami. J. Am. Ceram. Soc. 49, 1, 34 (1966)
  33. G. Arlt, D. Hennings, G. de With. J. Appl. Phys. 58, 4, 1619 (1985)
  34. M.H. Frey, Z. Xu, P. Han, D.A. Payne. USA Ferroelectrics 206, 1, 337 (1998)
  35. W. Cao, C.A. Randall. J. Phys. Chem. Solids 57, 10, 1499 (1996)
  36. M. Demartin, D. Damjanovic. Appl. Phys. Lett. 68, 21, 3046 (1996)
  37. Z. Zhao, V. Buscaglia, M. Viviani, M.T. Buscaglia, L. Mitoseriu, A. Testino, M. Nygren, M. Johnsson, P. Nanni. Phys. Rev. B 70, 2, 024107 (2004).

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme