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氧含量对CaCu3Ti4O12巨介电常数和介电过程的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:197702-
  • 分类:O636.12[理学—高分子化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]湖北大学物理与电子技术学院,武汉430062
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11074067,11174073)和教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-08-0674)资助的课题.
  • 相关项目:过渡金属氧化物EPIR效应与忆阻器行为的研究
中文摘要:

本文研究了在真空、空气和氧气中烧结制备的三种CaCu3Ti4O12陶瓷材料的介电特性.交流阻抗测量结果表明在10-300K温度范围,三种样品的介电温谱中均出现三个平台,其电阻实部和电容虚部在相应温度出现损耗峰,真空条件烧结的样品具有较高的介电平台和较明显的电阻实部与电容虚部峰值,表明氧含量和氧空位对CaCu3Ti4O12的介电性质具有重要影响,介电温谱出现的三个平台分别源于晶粒、晶界及氧空位陷阱.温谱分析表明晶粒的激活能与烧结气氛有较大关系,氧空位引起的电子短程跳跃及跳跃产生的极化子是晶粒电导和电容的主要起源.氧空位陷阱的激活能基本与烧结气氛无关,约为0.46eV.氧空位对载流子的陷阱作用是CaCu3Ti4O12低频高介电常数的重要起源.

英文摘要:

Dielectric properties of three different CaCu3Ti4O12 ceramic samples sintered, respectively, in vacuum, air and oxygen are investigated. Three plateaus are detected in the dielectric temperature spectra within 10-300 K for all the three samples, meanwhile the three corresponding peaks of the real impedance and imaginary capacitance occur at a certain temperature. However, the sample sintered in vacuum presents a higher dielectric and clearer real impedance and imaginary capacitance peak, which indicates that oxygen concentration and oxygen vacancy have a great influence on the dielectric property of CaCu3Ti4O12. The results reveal that the three plateaus observed in the dielectric temperature spectra come from the grain, grain boundary and the oxygen vacancy sitting in grain boundary, respectively. The analysis of dielectric spectra indicates that the activation energy of the grain is related to the sintering atmosphere and the oxygen vacancy results in a variable-range-hopping conductivity and polarization for the grain. The activation energy of oxygen vacancy trapper is about 0.46 eV and is nearly independent of sintering atmosphere. The high dielectric constant at low-frequency or high temperature is caused by oxygen vacancy trapping carriers in CaCu3Ti4O12.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876