Mechanism of aging effect in hybrid-doped BaTiO3 ceramics: electronegativity and ionic radius
Mechanism of aging effect in hybrid-doped BaTiO3 ceramics: electronegativity and ionic radius
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混合掺杂BaTiO3陶瓷的老化效应机制：电负性和离子半径
DOI：
10.1039/c6ra23546h
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发表时间：
2016-11
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Ren Xiaobing
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu Dingyue;Yang Sen;Zhou Chao;Zhang Lixue;Liu Wenfeng;Chen Wei;Ren Xiaobing
铁电材料的物理性能通常是量身定做的(为了高工作温度、温度稳定性等)。通过引入受体和施主掺杂，通常会导致不同的老化现象。因此，在受者和供者都在场的情况下了解受者和供者的老化行为是非常有意义的。在这项工作中，我们报道了混杂掺杂BaTiO_3陶瓷的老化效应，反映在不同受主(Mn3+，Fe3+，Co3+)和施主(Nb5+，La3+)掺杂组合的情况下，极化(P)-电场(E)磁滞回线随时间的变化。结果表明，在混杂掺杂铁电材料中，决定老化效应的主要因素是受主的电负性和离子半径，而不是施主的取代位。最后，我们提出了混杂掺杂铁电材料老化现象的统一微观机制，为控制混杂掺杂铁电材料的老化效应提供了直接的指导。
Physical properties of ferroelectric materials are usually tailored (for high operation temperature, temperature stability, etc.) through introduction of acceptor and donor dopants that usually induce different aging phenomena. Hence it is of great interest to understand the aging behavior in the presence of both acceptors and donors. In this work, we report the aging effect in hybrid-doped BaTiO3 ceramics, reflected by the time-dependent change of polarization (P)–electric field (E) hysteresis loops in these cases with different dopant combinations of acceptors (Mn3+, Fe3+, Co3+) and donors (Nb5+, La3+). The results indicate that the electronegativity and the ionic radius of acceptors, rather than the substitution site of the donors, play the key role in the formation of defect pairs which dominates the aging effect in hybrid-doped ferroelectrics. Finally, we propose a unified microscopic mechanism for the aging phenomena in hybrid-doped ferroelectrics, and it provides direct instructions for manipulating the aging effect in hybrid-doped ferroelectric materials.
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