Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xem Xét Động Lực Học Trong Việc Hình Thành Ranh Giới Hạt Hoạt Động Điện Tích Trong Barium Titanate Và Các Perovskite Tương Tự
Tóm tắt
Ranh giới hạt trong barium titanate gốm và các vật liệu liên quan có thể được thiết kế để đạt được hành vi vận chuyển mong muốn. Khả năng của chúng tôi để thực hiện điều này liên quan chặt chẽ đến các giới hạn động lực học trong quá trình chuẩn bị. Cấu trúc xếp chặt của perovskite loại trừ các khe hở nội tại hoặc bên ngoài trong khối. (Proton interstitial được xem là OHO•, theo ký hiệu Kröger-Vink). Antisite cũng ít có khả năng xảy ra do sự không phù hợp về kích thước, điện tích và số lượng phối trí. Do đó, các khuyết tật điểm có khả năng xảy ra chỉ là các khuyết tật thay thế và các khe hở. Các giới hạn động lực học của các loại này, và kết quả trong việc thiết kế ranh giới hạt, sẽ được xem xét trong đóng góp này. Một sự phân biệt rõ ràng giữa ba điều kiện khác nhau được đưa ra. Tại nhiệt độ rất cao, giả định rằng tất cả các khuyết tật liên quan đều có thể di động và có thể đạt cân bằng, ít nhất là ở mức địa phương. Do đó, nồng độ của chúng đều phụ thuộc vào số bậc tự do của hệ thống. Ở nhiệt độ thấp hơn, mạng sublattice cation bị đông cứng. Do đó, nồng độ của các khe hở kim loại và cation thay thế là hằng số và từ quan điểm trung tính điện địa phương, một tham số mới trở nên quan trọng: nồng độ điện tích đông cứng. Nồng độ của các khuyết tật điện tử và khe hở oxy trong trạng thái metastable này là hàm của nhiệt độ, áp suất oxy và điện tích đông cứng. Nồng độ khe hở kim loại đông cứng được chuẩn hóa được tính toán tùy thuộc vào hệ số doping, f (được định nghĩa là tỷ lệ giữa nồng độ điện tử ở một trạng thái nhất định và ở một trạng thái tham chiếu), và một tham số không định hình. Xung quanh nhiệt độ phòng, mạng sublattice anion cũng bị đông cứng, và chỉ có điện tử và lỗ trống thể hiện các thuộc tính vận chuyển đáng kể.
Từ khóa
#ranh giới hạt #barium titanate #perovskite #khuyết tật điểm #động lực học #điện tích đông cứng #nồng độ điện tử #khe hở oxyTài liệu tham khảo
J. Maier, in Oxygen Ion and Mixed Conductors and Their Technological Applications, edited by H.L. Tuller, J. Schoonman, and I. Riess (2000) p. 75.
R. Waser and R. Hagenbeck, Acta Mater. 48, 797 (2000).
F.A. Kröger and H.J. Vink, in Solid State Phys., edited by F. Seitz and D. Turnbull (1956), Vol. 3, p. 307.
Y. Tsur and I. Riess, Phys. Rev. B 60, 8138 (1999). Kinetic Considerations in the Formation of Electrical Active Grain Boundaries 167
Y. Tsur and C.A. Randall, in Proc. 12th IEEE Int. Symp. Appl. Ferroelectrics (ISAF 2000), edited by S.K. Streiffer, B.J. Gibbons, and T. Tsurumi (2001) p. 151.
I. Riess, Solid State Ionics 69, 43 (1994).
Y. Tsur, T.D. Dunbar, and C.A. Randall, J. Electroceramics 7, 25 (2001).
R. Moos and K.-H. Härdtl, J. Am. Ceram. Soc. 78, 2569 (1995).
Y. Tsur and C.A. Randall, J. Am. Ceram. Soc. 84, 2147 (2001).
K. Sasaki and J. Maier, J. Eur. Ceram. Soc. 19, 741 (1999).
R. Waser, J. Am. Ceram. Soc. 74, 1934 (1991).
H. Chazono and H. Kishi, J. Am. Ceram. Soc. 83, 101 (2000).
Y. Tsur and C.A. Randall, Presented at the 103rd Annual Meeting of the American Ceramic Society, Indianapolis, IN, April 2001 (Paper No. D3A-02-2001-I). J. Am. Ceram. Soc., submitted.
T. Baiatu, R. Waser, and K.-H. Härdtl, J. Am. Ceram. Soc. 73, 1663 (1990).
H. Kishi, Y. Okino, and N. Yamaoka, in The 7th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics, edited by T. Yamamoto (1995), p. 255.
H. Hamaji, H. Sano, H. Wada, and K. Tomono, in The 7th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics, edited by T. Yamamoto (1995), p. 273.
S. Sato, Y. Nakano, A. Sano, and T. Nomura, J. Eur. Ceram. Soc. 19, 1061 (1999).
T. Takeda and A. Watanabe, J. Phys. Soc. Jpn. 19, 1742 (1964).
B. Rotenberg, Y. Danilyuk, E. Gindin, and V. Prokhvatilov, Sov. Phys.-Solid State 7, 2465 (1966).
K. Takada, E. Chang, and D.M. Smyth, in Advances in Ceramics, edited by J.B. Blum and W.R. Cannon (1987), Vol. 19, p. 147.
Y. Tsur, A. Hitomi, I. Scrymgeour, and C.A. Randall, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 255 (2001).
Y. Tsur and C.A. Randall, in Fundamental Physics of Ferroelectrics, edited by R.E. Cohen (2000), p. 283.
J. Maier, Mat. Res. Bull. 20, 383 (1985).
K.S. Yoo and J.B. Wagner Jr, in Ceram. Trans. edited by T.O. Mason and J.L. Routbort (1991), Vol. 24, p. 407.