Origin of Polarization in Bismuth Sodium Titanate-Based Ceramics
Klasyczne podejście do zmian strukturalnych zachodzących podczas przejścia ferroelektrycznego w układach o strukturze perowskitu, takich jak BaTiO3, zakłada, że polaryzacja jest wynikiem przesunięcia kationów w pozycjach B z ich centralnych położeń. W naszej pracy pokazujemy, że w przypadku związku 0,2(Ba0,4Sr0,6TiO3)–0,8(Bi0,5Na0,5TiO3) bazującym na bizmutowym tytanianie sodu (BNT), model ten nie oddaje dokładnie zmian strukturalnych związanych z przejściem ferroelektrycznym. Układy bazujące na BNT są szczególnie interesujące jako bezołowiowa alternatywa dla obecnie używanych materiałów w różnych zastosowaniach piezoelektrycznych i ferroelektrycznych.
Badania wykonane przy użyciu wysokorozdzielczej dyfraktometrii neutronowej, spektroskopii impedancyjnej oraz obliczeń ab initio wykazały, że wkład jonów Ti4+ do całkowitej polaryzacji stanowi mniej niż jedną trzecią jej wartości. Istotną rolę w polaryzacji odgrywają natomiast przesunięcia jonów O2– oraz kationów w pozycjach A, szczególnie Bi3+. Szczegółowe wyjaśnienie przejścia ferroelektrycznego w badanym układzie umożliwia zrozumienie mechanizmu takich przejść w innych ferroelektrycznych perowskitach, zwłaszcza tych zawierających pierwiastki z wolnymi parami elektronowymi.
Artykuł:
Journal of the American Chemical Society
Autorzy z PW:
Marcin Kryński, Franciszek Krok
Dyscyplina:
Rok wydania: