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非鉛系強誘電体二チタン酸バリウムの元素置換および配向制御による誘電圧電特性向上

无铅铁电二钛酸钡的元素替代和取向控制改善介电电压性能

基本信息

批准号：
17042008
负责人：
塗溶
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17042008/
关键词：
二チタン酸バリウム強誘電体非鉛系希土類元素置換

项目摘要

本研究では、アーク溶解法によりBaTi_2O_5多結晶体および希土類元素を添加したBaTi_2O_5多結晶体を合成し、誘電特性に及ぼす希土類元素添加の影響を調べた。0-2.5mol%La_2O_3を添加したBaTi_2O_5のa軸長は1.69074から1.68938nmに減少し、c軸長は0.94141から0.94052nmに減少したが、その後ほとんど変化しなかった。また、b軸長とβ角はLa_2O_3の添加によりほとんど変化しなかった。従って、La_2O_3の固溶限は2.5mol%であった。La_2O_3添加したBaTi_2O_5はいずれも(020)面に強く配向した。BaTi_2O_5の誘電率の極大値はLa_2O_3添加量の増加に伴い減少し、またブロードになった。誘電率の極大値を示したキュリー温度はLa_2O_3添加量の増加に伴い750Kから380Kまで連続的に低下した。0.5mol%La_2O_3の添加により、BaTiO_3ではキュリー温度が24K低下したが、BaTi_2O_5では38Kであった。BaTi_2O_5の電気伝導度は、La_2O_3添加量の増加につれて0.5mol%まで約1桁増大したが、それ以上のLa_2O_3を添加してもほとんど変化しなかった。希土類元素のイオン半径はLa^<3+>、Ce^<4+>、Nd^<3+>、Eu^<3+>、Y^<3+>の順で小さくなる。BaTi_2O_5のa軸長とc軸長は、希土類元素のイオン半径が小さくなるにつれて大きく減少した。3mol%La_2O_3を添加したBaTi_2O_5の誘電率が最も高い値であり、キュリー温度が最も低かったY_2O_3を添加したBaTi_2O_5の誘電率が最も低く、キュリー温度が最も高かった。BaTi_2O_5の誘電率は希土類元素のイオン半径が小さいほど減少し、キュリー温度が大きいことがわかった。BaTi_2O_5のキュリー温度は,希土類元素添加量の増加に伴って低下した。各元素の添加量が1mol%まではキュリー温度の低下量はほぼ同様であったが、その後イオン半径の大きいLaが最もキュリー温度を低下させ、最も小さいYがキュリー点をそれほど低下させないことがわかった。特に添加量が増加するとその傾向は強くなっている。

This study では, アーク dissolved method により BaTi_2O_5 many crystals および greek-turkish class element を add した BaTi_2O_5 many crystals を synthesis し, electrical characteristics に lure and ぼす greek-turkish class element to add の influence を adjustable べた. 0-2.5 mol % La_2O_3 を add した BaTi_2O_5 の a long axis は 1.69074 から 1.68938 nm に reduce し, c axis length は 0.94141 から 0.94052 nm に reduce したが, その after ほとんど variations change しなかった. Youdaoplaceholder0, the length of the b-axis とβ Angle と La_2O_3 will be changed by adding によ <s:1> ほとんほとん <e:1> and <s:1> なったったったったったったったったった. Youdaoplaceholder0, La_2O_3 <s:1> solution limit であった 2.5mol%であった. La_2O_3 adds the にたBaTi_2O_5 ずれずれずれずれ (020) plane に strong く orientation たた. The <s:1> maximum value <e:1> of the inductance rate of BaTi_2O_5, and the addition amount of La_2O_3, increase に accompanied by <s:1> decrease に, またブロドになったドになったドになった. Induced electric rate の numerical を and shown great したキュリー temperature は La_2O_3 content の raised に with い requirement by 750 k から 380 k まで low even 続にした. 0.5 mol % La_2O_3 の add により, BaTiO_3 ではキュリー low temperature が 24 k したが, BaTi_2O_5 では 38 k であった. は BaTi_2O_5 の electric 気伝 conductance, La_2O_3 content の raised plus につれて 0.5 mol % まで about 1 yard raised large したが, それ above の La_2O_3 を add してもほとんど variations change しなかった. Greek-turkish class element のイオン radius は La ^ < 3 + >, Ce ^ 4 + > <, Nd ^ ^ < 3 + >, the Eu's < 3 + >, Y ^ < 3 + > の shun で small さくなる. For BaTi_2O_5, the length of the a-axis is と, the length of the c-axis is, the <s:1> and <s:1> radius of the rare earth element is が small さくなるにれてれて large <s:1> くく reduces <s:1> たた. 3 mol % La_2O_3 を add した BaTi_2O_5 のが induced electric rate on the high もい numerical であり, キュリー low temperature が most もかった Y_2O_3 を add した BaTi_2O_5 のが most low もく induced electricity rate, キュリー high temperature が most もかった. BaTi_2O_5 の induced electricity rate は greek-turkish class element のイオがン radius small さいほど reducing し, キュリー temperature が big きいことがわかった. BaTi_2O_5 <s:1> キュリキュリ temperature <e:1>, the addition amount of rare earth elements <s:1> increases に accompanied by って low <s:1> た. の each element content が 1 mol % まではキュリー amount of low temperature のはほぼ with others であったが, その after イオン radius の big きい La が most もキュリー low temperature をさせ, most small もさい Y がキュリー point をそれほど low させないことがわかった. Special に addition amount が increase するとそ <s:1> tendency に strong くなってるる