ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ИМПЕДАНС-СПЕКТРОСКОПИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТА СaCu3Ti4O12-CuO

Н.А. Секушин, Н.А. Жук, Л.А. Кокшарова, В.А. Белый, Б.А. Макеев, Д.С. Безносиков, М.В. Ермолина показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 22 мая 2018; Исправлена: 20 июня 2018; Принята: 26 августа 2018
Цитирование: Н.А. Секушин, Н.А. Жук, Л.А. Кокшарова, В.А. Белый, Б.А. Макеев, Д.С. Безносиков, М.В. Ермолина. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ИМПЕДАНС-СПЕКТРОСКОПИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТА СaCu3Ti4O12-CuO. Письма о материалах. 2019. Т.9. №1. С.5-10
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-1-5-10

Аннотация на русском языке

Исследованы электрические свойства композита CaCu3Ti4O12–СuO методом импеданс-спектроскопииТитанат кальция-меди СаСu3Ti4O12 привлекает пристальное внимание ученых в связи с проявлением огромных значений диэлектрической проницаемости (ɛ ̴ 104 - 105) в широком температурном (100 К - 600 К) и частотном (от 20 Гц до 1МГц) интервалах. Несмотря на активные исследования СаСu3Ti4O12 до сих пор остаются не разрешенными вопросы, связанные с влиянием микроструктуры керамики, присутствием в межзеренном пространстве керамики прослоек из оксида меди (II), избирательным воздействием парамагнитных допантов на электрофизические свойства соединения. В связи с этим выполнено исследование методом импеданс-спектроскопии электрических свойств композита CaCu3Ti4O12–СuO, синтезированного твердофазным методом путем поэтапного прокаливания при температурах 650 ˚С, 850 ˚С, 1050 ˚С в течение 50 часов. На основании анализа данных, полученных методом импеданс-спектроскопии, показано, что CaCu3Ti4O12–СuO является материалом со смешанной электронно-ионной проводимостью. Сильная дисперсия проводимости при комнатной температуре объяснена участием в поляризационном процесс ионов меди или протонов, которые могут присутствовать в образце вследствие диссоциативной адсорбции молекул воды из воздуха. При температуре около 300 С обнаружен минимум дисперсии диэлектрической проницаемости, что объяснено появлением кислородной проводимости, которая в значительной степени нейтрализует катионную проводимость. Моделирование электрических свойств методом построения эквивалентных схем показало, что образец можно рассматривать состоящим из двух слоев. Высокоомный слой был отнесен к кристаллической части образца, а низкоомный – к межзеренной прослойке. Существенное изменение электрических свойств композита титаната кальция-меди при температуре 200 – 225 C не связано с протеканием фазового перехода в нем.

Ссылки

1. H. E. Kim, S.-D. Yang, J.-W. Lee, H. M. Park, S.-I. Yoo. J. Cryst. Growth. 408, 60 (2014). Crossref
2. D. Qin, G. Liang. Alloys and Comp. 549, 11 (2013). Crossref
3. A. Deschanvres, B. Raveau, F. Tollemer. Bull. Soc. Chim. Fr., 4077 (1967).
4. M. A. Subramanian, D. Li, N. Duan, B. A. Reisner, A. W. Sleight. J. Sol. State. Chem. 151, 323 (2000). Crossref
5. S. M. Moussa, B. J. Kennedy. Mater. Res. Bull. 36, 2525 (2001). Crossref
6. W. Hao, J. Zhang. Alloys and Comp. 559, 16 (2013). Crossref
7. C.-M. Wang, K.-S. Kao, S.-Y. Lin, Y.-C. Chen, S.-C. Weng. Phys. Chem. Sol. 69, 608 (2008). Crossref
8. C. Chen, C. Wang, T. Ning, H. Lu, Y. Zhou, H. Ming, P. Wang, D. Zhang, G. Yang. Sol. St. Comm. 151, 1336 (2011). Crossref
9. J. J. Mohamed, S. D. Hutagalung, M. F. Ain, K. Deraman, Z. A. Ahmad. Mater. Lett. 61, 1835 (2007). Crossref
10. L. Li, Z. W. Wang, X. M. Chen. Mater. Res. Bull. 67, 251 (2015). Crossref
11. B. Wang, Y.-P. Pu, H.-D. Wu, K. Chen, N. Xu. Ceram. Intern. 39, 525 (2013). Crossref
12. M. V. Gorev, I. N. Flerov, A. V. Kartashev, S. Guillemet-Fritsch. Phys. Sol. St. 54, 1785 (2012). Crossref
13. Z. Yang, Y. Zhang, R. Xiong, J. S. Z. Yang, Y. Zhang, R. Xiong, J. Shi. Mater. Res. Bull. 48, 310 (2013). Crossref
14. W. Wan, C. Liu, H. Sun, Z. Luo, W.-X. Yuan, H. Wu, T. Qiu. J. Eur. Ceram. Soc. 35, 3529 (2015). Crossref
15. W. X. Yuan, S. K. Hark, W. N. Mei. J. Electrochem. 157, 117 (2010). Crossref
16. J. W. Lee, J.-H. Koh. Ceram. Intern. 41, 10442 (2015). Crossref
17. P. Liu, Y. Lai, Y. Zeng, S. Wu, Z. Huang, J. Han. Alloys Comp. 650, 59 (2015). Crossref
18. M. Li, X. L. Chen, D. F. Zhang, Q. Liu, C. X. Li. Ceram. Intern. 41, 14854 (2015). Crossref
19. X. Ouyang, S. Huang, W. Zhang, P. Cao, Z. Huang, W. Gao. J. Sol. St. Chem. 211, 58 (2014). Crossref
20. Y. Li, P. Liang, X. Chao, Z. Yang. Ceram. Intern. 39, 7879 (2013). Crossref
21. L. Sun, Z. Wang, Y. Shi, E. Cao, Y. Zhang, H. Peng, L. Ju. Ceram. Intern. 41, 13486 (2015). Crossref
22. R. Löhnert, R. Schmidt, J. Töpfer. J. Electroceram. 34, 241 (2015). Crossref
23. L. G. Akselrud, Yu. N. Grin, P. Yu. Zavalij, et al, CSD-universal program package for single crystal or powder structure data treatment. Thes. Rep. XII Eur. Crystallogr. Meet. 1985. p. 155.
24. R. E. Newnham, D. P. Skinner and L. E. Cross. Mat. Res. Bull. V. 13, 525 (1978). Crossref
25. N. A. Sekushin, M. S. Koroleva, I. V. Piir. Russ. J. Electrochem. 52, 1032 (2016).
26. N. A. Sekushin, N. A. Zhuk, E. A. Belyaeva et al. Lett. on Mater. 7, 393 (2017). Crossref
27. A. G. Krasnov, I. V. Piir, M. S. Koroleva et al. Sol. St. Ion. 302, 118 (2017).