Gd(NixTi1-x)O3 세라믹의 강유전 특성 연구 (Ferroelectricity of Gd(NixTi1-x)O3 Ceramics)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 63권 / 1호 / 80 ~ 87페이지
· 저자명 : 김동진, 장민수, 이승환, 박성균, 이선순, 정일경, 박철홍, 김현탁

초록

Gd(Ni$_{x}$Ti$_{1-x}$)O$_{3}$계에서 다양한 몰비 ($x$ = 0.20, 0.40,0.45, 0.48, 0.50, 0.55, 0.60, 0.80)의 시편을 고상반응법으로 세라믹을제작하였다. $x$ $<$ 0.5 시료들은 강유전 특성을 보이지 않았다.
하지만, $x \geq 0.5$ 시료의 경우 온도 변화에 따른 유전상수는 각각270 ${}^\circ\text{C}$($x$ = 0.50), 140 ${}^\circ\text{C}$($x$ =0.55), 80 ${}^\circ\text{C}$($x$ = 0.60), 70 ${}^\circ\text{C}$($x$= 0.80) 근처에서 최대치($\varepsilon^{'}_{max}$)를 보였으며, 온도가더 높아지면 유전상수($\varepsilon^{'}$)는 감소하여 $\varepsilon^{'}$= 0에 도달함을 알 수 있었다. 모든 시료들에 대해서 릴렉서 특성과강유전체가 갖는 전형적인 D--E 이력곡선을 보였다. 이러한 현상들은시료 내부에 Ti$^{4+}$/Ti$^{3+}$와 Ti$^{3+}$/Ti$^{2+}$ redox쌍과Ni$^{4+}$/Ni$^{3+}$와 Ni$^{3+}$/Ni$^{2+}$ redox쌍이 만드는 물질의복합적인 특성에 기인한 것으로 생각된다. 또한, 온도 상승에 따라비저항 값의 변화는 반도체적인 특성을 나타내고 있음도 관찰 되었다.

영어초록

Gd(NixTi1−x)O3 ceramics were synthesized using a solid-solution method and their structural and physical properties were characterized. For the x < 0.5 samples, ferroelectric characteristics were observed. On the other hand, for the x 0.5 samples, maximum dielectric constants were observed around 270 oC (for x = 0.50), 140 oC (for x = 0.55), 80 oC (for x = 0.60), and 70 oC (for x = 0.80). Furthermore, the dielectric constants decreased and reached zero as the temperature was increased. These temperature dependnet dielectric constants, along with the frequency dependency indicated that the x 0.5 samples showed relaxor ferroelectric characteristics even though most samples had a centrosymmetric structure. The ferroelectric behavior of the x 0.5 samples with a centro-symmetric system might be related to the off-centering of the B-site ions due to the mismatch of tolerance factors such as Ti4+/Ti3+, Ti3+/Ti2+, Ni4+/Ni3+, and Ni3+/Ni2+ redox pairs. In addition to its relaxor ferroelectricity, this system shows semiconductor like ferroelectric properties which make it a potential candiate for a MIT system.

참고자료

· 없음