Interactions between Mn dopant and oxygen vacancy for insulation performance of BaTiO3

掺杂剂 价(化学) 材料科学 兴奋剂 电子顺磁共振 离子 空位缺陷 陶瓷 分析化学(期刊) 带隙 化学 核磁共振 结晶学 冶金 光电子学 物理 有机化学 色谱法
作者
Shunsuke Chikada,Teppei Kubota,Atsushi Honda,Shin’ichi Higai,Yasuhiro Motoyoshi,Nobuyuki Wada,Kosuke Shiratsuyu
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:120 (14) 被引量:19
标识
DOI:10.1063/1.4963381
摘要

We performed first-principles calculations and electron spin resonance (ESR) measurements on Mn-doped perovskite BaTiO3 (BT) ceramics in order to investigate the interactions between Mn dopant and O vacancy (VO). We discovered the following two. First, VOs are stabilized at the nearest neighbor O site of Mn at a Ti site and this results in the suppression of VO diffusion. Second, electrons generated by the formation of VOs are trapped in unoccupied Mn-3d orbitals in the BT bandgap. This indicates that the valence state of Mn changes according to the VO density. We synthesized Mn-doped BT by varying the partial pressure of O2 gas and examined the Mn valence states with ESR measurements. We successfully observed that the majority type of Mn ions (2+, 3+, and 4+) depends on O2 gas pressure of the firing atmosphere. According to these theoretical and experimental investigations, we concluded that Mn dopants have two effects, i.e., VO and electron carrier trapping. Moreover, the mechanisms of Mn doping in BT improved the insulation resistance, and the reliability of BT-based ceramic capacitors/condensers were thoroughly examined.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
ZZ完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
zyf完成签到 ,获得积分10
5秒前
研友_nxbkr8完成签到,获得积分10
5秒前
钢铁侠完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
刘刘球发布了新的文献求助10
8秒前
辛勤寻凝应助Zoe采纳,获得30
8秒前
9秒前
科研通AI6.2应助陶醉明辉采纳,获得10
9秒前
g13186367532发布了新的文献求助10
9秒前
hulahula发布了新的文献求助10
10秒前
588完成签到,获得积分20
10秒前
小杜完成签到 ,获得积分20
12秒前
12秒前
邓浩发布了新的文献求助10
13秒前
orixero应助高冰冰采纳,获得10
17秒前
科研通AI6.2应助hulahula采纳,获得10
19秒前
XYZ完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
25秒前
26秒前
YYY发布了新的文献求助20
27秒前
27秒前
27秒前
panzhongjie完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
28秒前
门被脑子挤坏了完成签到,获得积分10
28秒前
bingcha990发布了新的文献求助10
29秒前
ss发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
自由凝冬发布了新的文献求助30
32秒前
赘婿应助ZXR采纳,获得30
33秒前
33秒前
34秒前
Joyce发布了新的文献求助10
35秒前
35秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7262000
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8883441
关于积分的说明 18773521
捐赠科研通 6941228
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202353
关于科研通互助平台的介绍 2375640
邀请新用户注册赠送积分活动 2178068