Структура, микроструктура и свойства модифицированной керамики (Na,Sr)0.5Bi0.5TiO3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом твердофазного синтеза получены однофазные керамические образцы новых составов (Na1 – хSrх)0.5Bi0.5TiO3 (x = 0–0.5), в том числе модифицированные добавками оксидов SiO2 и ZnO, и изучены их кристаллическая структура, микроструктура, диэлектрические, нелинейные оптические и локальные пьезоэлектрические свойства. Установлены формирование фазы со структурой перовскита с псевдокубической элементарной ячейкой во всех синтезированных образцах и увеличение объема ячейки в результате частичного замещения катионов структуры перовскита. Выявлено снижение температуры сегнетоэлектрических фазовых переходов, подтвержденных методами диэлектрической спектроскопии и генерации второй гармоники лазерного излучения, в тетрагональную параэлектрическую фазу. Для синтезированных образцов в режиме переключения поляризации получены остаточные петли пьезоэлектрического гистерезиса, подтверждающие переключение сегнетоэлектрической поляризации.

Об авторах

Г. М. Калева

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

Е. Д. Политова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

А. В. Мосунов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

С. Ю. Стефанович

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

Т. С. Ильина

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”

Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

Д. А. Киселев

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”

Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

Н. В. Садовская

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kaleva@nifhi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Gupta V., Sharma M., Thakur N. // J. Intel. Mat. Sys. Str. 2010. V. 21. P. 1227. https://doi.org/10.1177/1045389X10381659
  2. Sodano H.A., Henry A., Inman D.J., Park G. // J. Intel. Mat. Sys. Str. 2005. V. 16. P. 799.
  3. Sodano H.A., Park G., Inman D.J. // Strain. 2004. V. 40. P. 49.
  4. Веневцев Ю.Н., Политова Е.Д., Иванов С.А. Сегнето- и антисегнетоэлектрики семейства титаната бария. М.: Химия, 1985, 256 с.
  5. Zhang Sh.J., Eitel R.E., Randall C.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. P. 262904.
  6. Viola G., Tian Y., Yu C. et al. // Prog. Mater. Sci. 2021. V. 122. P. 100837. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100
  7. Zheng T., Wu J., Xiao D., Zhu J. // Prog. Mater. Sci. 2018. V. 98. P. 552. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.06.002
  8. Saito Y., Takao H., Tani I. et al. // Nature. 2004. V. 432. P. 84. https://doi.org/10.1038/nature03028
  9. Takenaka T., Nagata H., Hiruma Y. // Jpn. J. Appl. Phys. 2008. V. 47. P. 3787. https://doi.org/10.1143/JJAP.47.3787
  10. Rödel J., Jo W., Seifert T.P. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2009. V. 92. P. 1153. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03061.x
  11. Panda P.K. // J. Mater. Sci. 2009. V. 44. P. 5049. https://doi.org/10.1007/s10853-009-3643-0
  12. Bernard J., Bencan A., Rojac T. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2008. V. 91. P. 2409. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02447.x
  13. Смоленский Г.А., Исупов В.А., Аграновская А.И., Крайник Н.Н. // ФТТ. 1961. Т. 2. С. 2982.
  14. Vakhrushev S.B., Isupov V.A., Kvyatkovsky B.E. et al. // Ferroelectrics. 1985. V. 63. P. 153. https://doi.org/10.1080/00150198508221396
  15. Залесский В.Г., Полушина А.Д., Обозова Е.Д. и др. // Письма ЖЭТФ. 2017. Т. 105. № 3. С. 175. https://doi.org/10.7868/S0370274X17030092
  16. Hiruma Y., Nagata H., Takenaka T. // J. Appl. Phys. 2009. V. 105. P. 084112. https://doi.org/10.1063/1.3115409
  17. Chu B.-J., Chen D.-R., Li G.-R., Jin Q.-R. // J. Eur. Ceram. Soc. 2002. V. 22. P. 2115.
  18. Nagata H., Yoshida M., Makiuchi Y., Takenaka T. // Jpn. J. Appl. Phys. 2003. V. 42. Pt. 1. P. 7401. https://doi.org/10.1143/JJAP.42.7401
  19. Ringgaard M.E., Wurlitzer T. // J. Eur. Ceram. Soc. 2005. V. 25. P. 2701. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2005.03.126
  20. Zuo R., Fang X., Ye C. // Appl. Phys. Lett. 2007 V. 90. P. 092904. https://doi.org/10.1063/1.2710768
  21. Kounga A.B., Zhang S.T., Jo W. et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 222902. https://doi.org/10.1063/1.2938064
  22. Xiao D.Q., Lin D.M., Zhu J.G., Yu P. // J. Electroceram. 2008. V. 21. P. 34. https://doi.org/10.1007/s10832-007-9087-5
  23. Li H., Liu Q., Zhou J. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2016. V. 36. P. 2849.
  24. Acosta M., Schmitt L., Molina-Luna L. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2015. V. 98. P. 3405.
  25. Политова Е.Д., Калева Г.М., Голубко Н.В. и др. // Кристаллография. 2018. Т. 63. С. 288. https://doi.org/10.7868/S0023476118020212
  26. Coondoo Indrani Ferroelectrics. Shanghai: In Tech China, 2010. 450 p.
  27. Aksel E., Erdem E., Jakes P. et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. P. 012903. https://doi.org/10.1063/1.3455888
  28. Steiner S., Seo I.-T., Ren P. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2019. V. 102. P. 5295.
  29. Ming L., Zhang H., Cook S.N. et al. // Chem. Mater. 2015. V. 27. P. 629.
  30. Jones G.O., Thomas P.A. // Acta Cryst. B. 2002. V. 58. P. 168. https://doi.org/10.1107/S0108768101020845
  31. Tan X., Cheng M., Frederick J. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2011. V. 94. P. 4091.
  32. Политова Е.Д., Мосунов А.В., Стребков В.А и др. // Неорган. материалы. 2018. Т. 54. С. 784. https://doi.org/10.7868/S0002337X18070205
  33. Politova E.D., Kaleva G.M., Mosunov A.V. et al. // Ferroelectrics. 2020. V. 560. P. 48. https://doi.org/10.1080/00150193.2020.1722882
  34. Yang F., Wu P., Sinclair D. // Solid State Ionics. 2017. V. 299. P. 38.
  35. Politova E.D., Golubko N.V., Kaleva G.M. et al. // J. Adv. Dielectrics. 2018. V. 8. P. 1850004. https://doi.org/10.1142/S2010135X18500042
  36. Politova E.D., Golubko N.V., Kaleva G.M. et al. // Ferroelectrics. 2019. V. 538. P. 45. https://doi.org/10.1080/00150193.2019.1569984
  37. Белышева Т.В., Гатин А.К., Гришин М.В. и др. // Хим. физика. 2015. Т. 34. № 9. С. 56. https://doi.org/10.7868/S0207401X15090046
  38. Громов В.Ф., Герасимов Г.Н., Белышева Т.В. и др. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 1. С. 76. https://doi.org/10.7868/S0207401X18010065
  39. Kurtz S.K., Perry T.T. // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. P. 3798.
  40. Stefanovich S.Yu. // Europ. Conf. on Lasers and Elecrto-Optics (CLEO-Europe'94). Amsterdam. Abstracts. 1994. P. 249.
  41. Gannepalli A., Yablon D.G., Tsou A.H., Proksch R. // Nanotechnology. 2013. V. 24. P. 159501. https://doi.org/10.1088/0957-4484/22/35/355705
  42. Bian J., Xue P., Zhu R. et al. // Appl. Mater. Today. 2020 V. 21. P. 100789. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2020.100789
  43. Shvartsman V.V., Lupascu D.C. // J. Am. Ceram. Soc. 2012. V. 95. P. 1. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04952.x
  44. Lee H.J, Zhang S.H. // Lead-Free Piezoelectrics. N.Y.: Springer, 2012. P. 291. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9598-8_9
  45. Li X., Dong X., Wang F. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. V. 42. P. 2221. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.12.028
  46. Li Q., Liu Y., Withers R.L. et al. // J. Appl. Phys. 2012. V. 112. P. 052006. https://doi.org/10.1063/1.4745979
  47. Kalinin S.V., Gruverman A., Bonnell D.A. // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 795. https://doi.org/10.1063/1.1775881

Дополнительные файлы


© Российская академия наук, 2023