Измерения температурных зависимостей ёмкости конденсаторных структур на основе BTO и BST в режиме «охлаждение – нагрев»

Иван Леонидович Мыльников,Антон Павлович Буровихин,Антонина Ивановна Дедык,Юлия Валерьевна Павлова,Павел Юрьевич Белявский,Анна Сергеевна Антонова,Александр Александрович Ершов

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Измерения температурных зависимостей ёмкости конденсаторных структур на основе BTO и BST в режиме «охлаждение – нагрев»

И. Л. Мыльников,

А. П. Буровихин,

А. И. Дедык,

Ю. В. Павлова,

П. Ю. Белявский,

А. С. Антонова,

А. А. Ершов

2022-05-24

https://doi.org/10.24108/preprints-3112427

Проведено исследование влияния скорости изменения температуры в режиме «охлаждение – нагрев» на температурный гистерезис керамических конденсаторов на основе титаната бария (BaTiO3) и твёрдых растворов титанатов бария – стронция (BaxSr(1-x)TiO3). Содержание бария в исследованных составах варьировалось в пределах х = 0,4 – 1. Также исследован температурный гистерезис твердых растворов BST с добавлением ионов Mg и Mn. Результаты измерений температурных зависимостей ёмкости в диапазоне частот (100 Гц – 1 МГц) показали, что все исследованные керамические образцы обладают свойствами релаксоров. Показано, что при проведении термических циклов «охлаждение – нагрев» с большими скоростями изменения температуры следует использовать керамические составы с содержанием Sr ~ 0,3. Обсуждаются возможные механизмы температурного гистерезиса.

Ссылка для цитирования:

Мыльников И. Л., Буровихин А. П., Дедык А. И., Павлова Ю. В., Белявский П. Ю., Антонова А. С., Ершов А. А. 2022. Измерения температурных зависимостей ёмкости конденсаторных структур на основе BTO и BST в режиме «охлаждение – нагрев». PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3112427

Список литературы

1. Сегнетоэлектрики в технике СВЧ. Под редакцией О. Г. Вендика. 1979.

2. Kim P., Doss N. M., Tillotson J. P., Hotchkiss P. J., Pan M.-J., Marder S. R., Li J., Calame J. P., Perry J. W. High energy density nanocomposites based on surface-modified BaTiO3 and a ferroelectric polymer // ACS Nano. – 2009. – Vol. 3. – No. 9. – pp. 2581 – 2592.

3. Acosta M. et al. BaTiO3-based piezoelectrics: Fundamentals, current status, and perspectives // Applied Physics Reviews. – 2017. – Т. 4. – №. 4. – P. 041305

4. Semenov A. A. et al. Artificial multiferroic structures based on barium-strontium titanate //Journal of Materials Science. – 2016. – Т. 51. – №. 17. – С. 7803-7813.

5. Bao D., Rajab K. Z., Hao Y., Kallos E., Tang W., Argyropoulos C., Piao Y., Yang S. All-dielectric invisibility cloaks made of BaTiO3-loaded polyurethane foam // New Journal of Physics. – 2011. – Vol. 13. – P. 103023.

6. Карманенко С. Ф., Дедык А. И., Исаков Н. Н., Гордейчук А. С., Семенов А. А., Тер-Мартиросян Л.Т., Hagberg J. Исследование влияния примесей марганца на диэлектрические характеристики пленок BSTO // ЖТФ. – 2001. – № 4, С. 136-141.

7. Dedyk A. I., Nenasheva E. A., Kanareykin A. D., Pavlova Ju. V., Sinjukova O.V., Karmanenko S.F. Tunability and leakage currents of (Ba,Sr)TiO3 ferroelectric ceramics with various additives // Journal of Electroceramics. – 2006. – V. 17. – № 2-4, pp. 433-437.

8. Smolenskiy G. A., Bokov V. A., Isupov V. A., Krainik N. N., Pasinkov R. E., Shur N. S. Ferroelectrics and antiferroelectrics (Nauka, L., 1971).

9. Roxana Elena Patru, Constantin Paul Ganea, Catalina-Andreea Stanciu, Vasile-Adrian Surdu, Roxana Trusca, Adelina-Carmen Ianculescu, Ioana Pintilie, Lucian (Ba,Sr)TiO3 solid solutions sintered from sol-gel derived powders: An insight into the composition and temperature dependent dielectric behavior // Ceramics International. – 2020. – Vol. 46, Issue 4, pp. 4180-4190.

10. Saravanan R., Mangaiyarkkarasi J., Synthesis and analysis of electron density distribution in Ba1-xSrxTiO3 ceramics // J. Mater Sci: Mater Electron. – 2016. – V. 27 pp. 2523-2533.

11. Feng Yan, Peng Bao, and Yening Wang, Helen L. W. Chan and Chung Loong Choy. Cooling-rate-dependent dielectric properties of PbMg1Õ3Nb2Õ3O30.67PbTiO30.33 single crystals in ferroelectric phase // Appl. Phys. Lett. – 2002. – V. 81. – № 24. pp. 4580-4582.

12. Venkata Sreenivas Puli, Dhiren K. Pradhan, Brian C. Riggs, Shiva Adireddy, Ram S. Katiyar and Douglas B. Chrisey, Synthesis and characterization of lead-free ternary component BST–BCT–BZT ceramic capacitors // Journal of advanced dielectrics. – 2014. – Vol. 4, No. 2. pp. 1450014(1) – 14500114(9).

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ