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Insight into the Ultrahigh Electric Performance of Aurivillius CBTa-CBN Solid Solution

奥里维里斯 陶瓷 压电 化学 固溶体 居里温度 电阻率和电导率 实现(概率) 复合材料 铁电性 光电子学 凝聚态物理 材料科学 电介质 电气工程 数学 有机化学 工程类 物理 统计 铁磁性
作者
Ning Chen,Fei Wang,Xu Li,Xinji Yang,Hao Chen,Zhi Tan,Jie Xing,Jianguo Zhu
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:62 (18): 6993-7002 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c00244
摘要

For bismuth layered structural ferroelectrics (BLSFs), CaBi2Ta2O9 (CBTa) demonstrates valuable application potential for a high Curie temperature (TC) of 923 °C and a good high-temperature resistivity, but low piezoelectric constant d33 values. Compared with CBTa-based ceramics, CaBi2Nb2O9 (CBN) with a high TC of 940 °C is easy to modify and realize excellent enhancement of piezoelectric properties. Here, by introducing a CBN-based component into CBTa, a new type of solid-solution ceramic with the formula Ca0.94(LiCe)0.03Bi2Ta2O9-xCa0.94(LiCe)0.03Bi2Nb2O9 (LC-CBTa-xCBN) is fabricated to obtain the advantages of both of them. Moreover, optimal electrical performances are obtained in the LC-CBTa-0.4CBN ceramic (d33 ∼ 14.1 pC/N, ρ ∼ 1.08 × 106 at 600 °C, TC ∼ 940 °C). The correlated characterizations, including structure and electricity, provide further realization of an enhanced performance mechanism. Therefore, this method of constructing a new type of solid solution provides a new strategy to modify BLSFs.
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