Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Điện môi khổng lồ từ các lớp biên giới đã được biến đổi trong gốm n-BaTiO3 liên quan đến các phản ứng nóng chảy chọn lọc của các hợp chất bạc/thủy tinh tại các ranh giới hạt
Tóm tắt
Gốm có độ điện thẩm cao với εeff > 105 có thể đạt được từ BaTiO3 bán dẫn thông qua quá trình hai bước, đó là nung các mẫu doped donor trong không khí tĩnh, sau đó tiến hành điện cực hóa bằng các hợp chất bạc/thủy tinh đã nung. Việc dop với Sb5+ và Bi3+ không chỉ tăng cường độ dẫn điện của hạt mà còn làm tăng kích thước hạt (10–60 μm), khi được nung ở 1370 ∘C trong không khí tĩnh. Các mẫu gốm được điện cực hóa bằng bột chứa các hạt bạc có kích thước nanomet phân tán trong các tỷ lệ khác nhau của các hợp chất thủy tinh nóng chảy thấp (600–900 ∘C) như PbO + Bi2O3 + B2O3 ± SiO2 ± CuO. Độ điện thẩm cao được thu được cho các tụ điện này ổn định hơn trong một dải nhiệt độ rộng và trong một dải tần số rộng. Hiệu ứng lớp ranh giới hạt chồng chéo với các đóng góp từ các lớp rào cản hình thành trong quá trình điện cực hóa, liên quan đến vi cấu trúc gốm, được đề xuất là nguyên nhân chịu trách nhiệm cho độ điện thẩm cao bất thường trong BaTiO3 bán dẫn. Phân tích tán xạ tia X năng lượng cho thấy có các phản ứng nóng chảy chọn lọc tại các lớp ranh giới hạt với nồng độ cao hơn của các oxit nóng chảy thấp tại các ranh giới hạt gần với các điện cực. Phép đo phổ điện trở trên các gốm BaTiO3 cho thấy chúng có tính điện không đồng nhất với các ranh giới hạt cách điện cùng với lớp giao diện gốm/cực có chức năng như các lớp rào cản. Dựa trên mô hình rào cản Schottky đối xứng của vùng biên giới hạt, chiều cao rào cản φ và nồng độ donor N
d
của các hạt đã được xác định qua biểu đồ biến đổi 1/C2−V. Các tụ điện lớp biên giới đã được biến đổi này có khả năng chịu đựng độ mạnh trường cao có thể được sử dụng trong một dải tần số rộng.
Từ khóa
#BaTiO3 #điện môi khổng lồ #gốm #điện cực #lớp ranh giới #phản ứng nóng chảy chọn lọc.Tài liệu tham khảo
S. WAKU, Rev., Elect, Commun. Lab. 15 (1967) 689.
S. WAKU, M. UCHIDATE and K.KIUCH, Rev., Electr. Commun. Lab. 18 (1970) 681.
M. FUJIMOTO and W. D. KINGERY, J. Am. Ceram. Soc. 68 (1985) 169.
C. F. YANG, Jpn. J. Appl. Phys. 36 (1997) 188.
V. RAVI and T. R. N. KUTTY, J. Appl. Phys. 68 (1990) 4891.
W. KÅ NZIG, Helv. Phys. Acta. 24 (1951) 175.
T. VOJNOVICH and T. D. MCGEE, J. Am. Ceram. Soc. 52 (1969) 386.
O. SABURI, J. Phys. Soc. Japan 14 (1959) 1159.
S. WAKU and M. UCHIDATE, Elect. Comm. Lab. Tech., J. (NT and T corpn) 16 (1967) 975.
R. M. GLAISTER, Proc. IEE 109(Suppl.22) (1961) 423.
P. MURUGARAJ and T. R. N. KUTTY, Mat. Res. Bull. 20 (1985) 1473.
I. BURN and S. NEIRMAN, J. Mat. Sci. 17 (1982) 3510.
R. WERNICKE, Adv. Ceram. 1 (1981) 261.
J. KLERK and P. J. H. SANDERS, ibid. 1 (1981) 282.
P. PADMINI and T. R. N. KUTTY, J. Mat. Sci: Mater. Electr. 5 (1994) 203.
R. VIVEKANANDAN and T. R. N. KUTTY, Mat. Sci Engg. B. 6 (1990) 221.
N. S. HARI and T. R. N. KUTTY, J. Mat. Sci. 33 (1998) 3275.
N. S. HARI, P. PADMINI and T. R. N. KUTTY, J. Mat. Sci.: Mat. Electr. 8 (1997) 15.
K. MUKAE, K. TSUDA and I. NAGASAWA, J. Appl. Phys. 50(6) (1979) 4475.
J. DANIELS and R. WERNICKE, Philips Res. Rep. 31 (1976) 544.
G. V. LEWIS, C. R. A. CATLOW and R. E. W. CASSELTON, J. Am. Ceram. Soc. 68 (1985) 555.
M. KUWABARA, Solid State Electron 27 (1984) 929.
H. IHRIG, J. Am. Ceram. Soc. 64 (1981) 617.
S. B. DESU and D. A. PAYNE, ibid. 73 (1990) 3416.
R. WERNICKE, Philips Res. Repts. 31 (1976) 526.
J. DANIELS, K. H. HARDTL and R. WERNICKE, Philips Tech. Rev. 38 (1978/79) 73.
D. C. SINCLAIR, T. B. ADAMS, F. D. MORRISON and A. R. WEST, Appl. Phys. Lett. 80(12) (2002) 2153.