Effect of sol–gel pH on XRD peak broadening, lattice strain, ferroelectric domain orientation, and optical bandgap of nanocrystalline Pb1.1(Zr0.52Ti0.48)O3

材料科学 四方晶系 纳米晶材料 分析化学(期刊) 晶格常数 铁电性 带隙 粒度 结晶学 晶体结构 衍射 光学 化学 纳米技术 电介质 光电子学 复合材料 物理 色谱法
作者
Esmaeil Pakizeh,Mahmood Moradi,Ali Ahmadi
出处
期刊:Journal of Physics and Chemistry of Solids [Elsevier BV]
卷期号:75 (2): 174-181 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.jpcs.2013.09.005
摘要

Nanocrystalline Pb1.1(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT) samples were prepared using a citrate–nitrate sol–gel process near the morphotropic phase boundary. The effect of pH on the lattice parameters (tetragonality and lattice constants), crystal structure [strain broadening, relative phase content, ferroelectric domain (FD) orientation and nanocrystallite size], microstructure (grain size and particle morphology) and optical bandgap was investigated. The samples were characterized using X-ray diffraction (XRD), the size strain plot (SSP) method, Fourier-transform infrared spectroscopy, and the classical Tauc relation. The particle morphology was investigated using field-emission scanning electron microscopy. The XRD results revealed a perovskite structure and coexisting tetragonal and rhombohedral phases for all PZT samples. Lattice strain and peak broadening were determined from SSP and XRD results. The behavior of these parameters was in agreement for all pH values. The optical bandgap for PZT was estimated from UV-vis absorption spectra. We found that for PZT the maximum relative tetragonal phase content, c/a ratio, and FD orientation along the a-axis occurred at pH 4.
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