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Ti掺杂BiFeO3陶瓷的结构和铁电性能研究
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM221[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]华中科技大学物理学院,武汉430074, [2]华中科技大学电子科学与技术系,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金重大研究计划项目(90407023);国家大学生创新性实验计划(0103185012)
中文摘要:

用固相反应法制备了BiFe1-xTixO3(BFTxO)陶瓷样品,研究了不同Ti掺杂量对BFO陶瓷结构、形貌、铁电性能和铁电-顺电相变温度(Tc)的影响.XRD结果表明,当Ti含量x从0增大到0.2,相的结构由菱方钙钛矿逐渐变为斜方结构.Raman光谱的测试和模拟也证实了掺Ti后晶体结构有向三斜晶系转变的趋势.I-V曲线说明Ti掺杂显著降低了BFO陶瓷的漏电流,当Ti掺杂量为0.05时,漏电流最小,在100V电压下,漏电流密度为7.3×10^-6A/cm^2.Ti掺杂还增强了BFO陶瓷的铁电性,Ti掺杂量为0.05时的剩余极化强度甚至是纯BFO的两倍.另外,DTA测试显示,Ti掺杂能影响BFO的铁电顺电相变温度.随着Ti掺杂量的增加,铁电顺电相变温度逐渐降低.

英文摘要:

BiFe1-xTixO3 (x=0,0.05,0.10,0.15 and 0.20) (BFTxO) ceramics were prepared by the solid-state reaction technology.The effects of Ti doping on the microstructure,morphology,the ferroelectric properties and ferroelectric-paraelectric phase transition were investigated.The result of X-ray diffraction pattern implies that the rhombohedral structure is distorted to an orthorhombic structure by Ti doping.The measured Raman scattering spectra also show that Ti doping modifies the ceramic structure from rhombohedral to orthorhombic.Compared with the pure counterparts,the average grain sizes of the BiFe1-xTixO3 (x=0.05、0.10) ceramics decrease with the increase of Ti^4+ concentration.The leakage current density and the remnant polarization of the BiFe1-xTixO3 (x=0.05,0.10) are improved due to the decreased oxygen vacancies by Ti4+ doping.The current density values for the pure BiFeO3 and BiFe0.95Ti0.05O3 ceramics are 1.4×10^-4A/cm^2 and 7.3×10^-6A/cm^2 at 100V,respectively.The remnant polarization (2Pr) of BiFe0.95Ti0.05O3 ceramic is 2.78μC/cm2 at 8kV/mm.DTA and Raman scattering spectra results indicate that the ferroelectric transition temperature (Tc) of the BFTxO crystal is influenced by the content of Ti ions.With the increase of Ti content,the ferroelectric transition temperature decreases.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 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,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),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),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274