B位摻雜對ACu3Ti4O12結構和性能的影響.pdf

1、本文采用固相反應法制備(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜的ACu3Ti4O12材料，研究高濃度摻雜對ACu3Ti4O12材料的微觀結構、介電特性和電學特性的影響。
　　采用一步固相反應法制備CaCu3[Ti1-x(Fe1/2Nb1/2)x]4O12（x=0.0，0.1，0.2，0.5）樣品。當(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜濃度達到50 mol％時，制備的樣品仍然屬于單相，沒任何雜相存在。隨著(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜濃度的增

2、加，樣品的晶格常數(shù)增加。在測量頻率范圍內，觀察到了純CaCu3Ti4O12（CCTO）樣品存在兩個德拜弛豫現(xiàn)象，在中頻范圍的高介電常數(shù)歸因于晶界處的界面極化效應的貢獻；(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜CCTO樣品同樣存在德拜弛豫現(xiàn)象。另外發(fā)現(xiàn)(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜使CCTO在低頻范圍的介電常數(shù)增加，這可能是由于(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜向材料中引入了慢極化機制。測量樣品的阻抗譜發(fā)現(xiàn)，(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜使CC

3、TO的晶粒電阻率增加而晶界電阻率下降，這說明了晶粒和晶界之間電學異質性下降，導致了肖特基勢壘高度降低。
　　繼續(xù)提高(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜濃度，采用相同的一步固相反應法制備樣品，發(fā)現(xiàn)樣品中存在無法消除的雜相。因此采用新的兩步固相反應法來制備樣品，這種方法是先制備先驅物 FeNbO4，然后再與其他反應物一起進行合成反應。通過兩步固相反應法將(Fe1/2Nb1/2)4+摻雜濃度成功地提高到了60mol%，并且制備的樣品仍然屬

4、于單相。通過阻抗譜測量，發(fā)現(xiàn)了除了晶粒和晶界響應外，還存在電極響應。
　　通過兩步固相反應法來制備了Bi2/3Cu3(Fe1/2Nb1/2)4O12-xBi2O3（x=-0.02、0.00、0.02、0.05）樣品。發(fā)現(xiàn)制備得到的粉末的主晶相屬于類鈣鈦礦結構，但同時發(fā)現(xiàn)了樣品中存在少量雜相。測量樣品的介電特性與溫度的變化曲線發(fā)現(xiàn)，其介電常數(shù)的溫度穩(wěn)定性較高。此外，通過測量不同溫度下樣品的阻抗譜來計算晶粒和晶界的電導激活能，發(fā)現(xiàn)隨著