（Ti,Zr,Ta）-基ABO3材料的(de)高(gāo)溫介電性能的(de)研究

(Ti,Zr,Ta)-基ABO3材料的(de)高(gāo)溫介電性能的(de)研究（GWJDN-1000型）

GWJDN-1000型高(gāo)溫介電測量系統（2019款）高(gāo)溫介電測量系統應用(yòng)于高(gāo)溫環境下(xià)材料、器件的(de)導電、介電特性測量與分(fēn)析，通(tōng)過配置不同的(de)測試設備，完成不同參數的(de)測試。

摘要：ABO3類型的(de)鈣钛礦材料是一類具有豐富物(wù)理(lǐ)性能的(de)氧化(huà)物(wù)。由于鈣钛礦結構優良的(de)介電、壓電和(hé)鐵電性質。此外當一些雜(zá)質引入到一些鈣钛礦中後會形成晶體缺陷，通(tōng)常情況下(xià)材料會展現出更加優異的(de)性能。本文以若幹鈣钛礦(SrTiO3，BaZrO3，KTaO3)材料作爲研究對(duì)象，對(duì)其高(gāo)溫介電性能進行了(le)系統的(de)研究，得(de)到以下(xià)結果:　　(1)四種不同摻雜(zá)比例的(de)粉末是通(tōng)過傳統的(de)固态反應法制備的(de)。研究了(le)(Al，Nb)共摻雜(zá)的(de)SrTiO3陶瓷在溫度範圍爲320-870K和(hé)頻(pín)率範圍爲102-106Hz的(de)介電性能。樣品顯示了(le)兩套介電弛豫并且它們與晶粒和(hé)晶界有關。在(Al，Nb)共摻雜(zá)SrTiO3後會影(yǐng)響晶粒間的(de)弛豫，使其激活能降低，并其提高(gāo)電導率。我們的(de)結果表明(míng)(Al，Nb)共摻雜(zá)的(de)SrTiO3是不适合提高(gāo)其介電性能。　　(2)BaZrO3(BZO)粉末是通(tōng)過甘氨酸硝酸鹽燃燒合成合成的(de)。我們通(tōng)過改變燒結溫度和(hé)保溫時(shí)間對(duì)BZO樣品優化(huà)燒結條件。我們對(duì)BZO陶瓷在300-870K的(de)溫度範圍和(hé)102-106Hz的(de)頻(pín)率範圍内進行了(le)全面的(de)介電性能的(de)研究。BZO在低于420K的(de)溫度範圍内，表現出先兆性鐵電行爲。在420K以上，樣品顯示出高(gāo)溫巨介電行并包含兩套與氧空位有關的(de)介電弛豫(R1和(hé)R2)。低溫弛豫被認爲是由于晶粒内的(de)氧空位跳躍運動而造成的(de)偶極子弛豫。高(gāo)溫弛豫是由氧空位被樣品/電極接觸勢壘所阻擋而造成的(de)Maxwell-Wagner弛豫。　　(3)陶瓷樣品BaZr0.8Y0.2O3-δ(BZY)是由粉末是通(tōng)過甘氨酸硝酸鹽燃燒合成合成的(de)。我們對(duì)BZY陶瓷在300-870K的(de)溫度範圍和(hé)102-106Hz的(de)頻(pín)率範圍内進行了(le)全面的(de)介電性能的(de)研究。在樣品中有兩種非常重要的(de)載體:羟基離子(OH·o)和(hé)氧空位（V·oo），産生了(le)三套弛豫(R1，R2和(hé)R3)。激活能計算(suàn)是0.50，0.65和(hé)1.27eV相對(duì)應爲低溫、中間溫度和(hé)高(gāo)溫的(de)弛豫。低溫松弛是歸因于由OH·o-Y偶極子引起的(de)偶極子弛豫。中間溫度和(hé)高(gāo)溫弛豫了(le)被認爲Maxwell-Wagner-type弛豫分(fēn)别由晶界和(hé)樣品/電極接觸勢壘所阻擋的(de)氧空位導緻的(de)。　　(4)KTaO3粉末樣本準備通(tōng)過統的(de)固态反應法制備的(de)。我們對(duì)KTaO3陶瓷在300-1000K的(de)溫度範圍和(hé)102-106Hz的(de)頻(pín)率範圍内進行了(le)詳細的(de)介電性能的(de)研究。KTaO3陶瓷在溫度範圍低于450K時(shí)出現了(le)一種與傳統的(de)熱(rè)激活行爲相反的(de)反常的(de)介電行爲。我們的(de)研究結果顯示，樣品對(duì)濕度非常敏感，在473K出現了(le)金屬絕緣體轉變(MIT)。這(zhè)種電阻正溫度系數引起的(de)金屬絕緣體過渡與異常的(de)介電行爲有關。在高(gāo)于500K的(de)溫度下(xià)，顯示了(le)兩個(gè)正常的(de)熱(rè)活化(huà)介電弛豫行爲。