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Erschienen in: Journal of Electroceramics 1-4/2019

07.11.2019

Doping mechanisms and impedance study of Ba-substituted bismuth magnesium niobate pyrochlores

verfasst von: N. A. M. Dasin, K. B. Tan, Z. Zainal, C. C. Khaw, S. K. Chen

Erschienen in: Journal of Electroceramics | Ausgabe 1-4/2019

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Abstract

Here we investigated the doping mechanisms and electrical properties of Ba-substituted Bi3.36Mg1.92-xBaxNb2.72O14.36 (BMBN) pyrochlores. Phase-pure BMBN pyrochlores prepared by solid-state reaction were found to crystallise in a cubic structure (Fd3m; No. 227) with their lattice parameters in the range 10.5968(16) - 10.5879(3) Å. The Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis revealed that BMBN pyrochlores were composed of irregular shaped grains and their estimated crystallite sizes by both Williamson-Hall and Scherrer methods were in the range 50–75 nm and 60–70 nm, respectively. Neither thermal event nor significant weight loss was observed over the studied temperature range ~30–1000 °C, confirming that BMBN pyrochlores were thermally stable with negligible Bi2O3 loss. The high activation energies in the range 1.18–1.30 eV, as determined by the Arrhenius conductivity plots, showed BMBN pyrochlores to be highly insulating. The dielectric constants, ε’ and dielectric losses, tan δ were found in the range 147–183 and 7.9 × 10−2 - 9.6 × 10−2 at ~30 °C and 1 MHz. Negative temperature coefficient of capacitances, TCC, in the range (−478) - (−688) ppm/°C were recorded over ~30–300 °C at 1 MHz.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat E.A. Nenasheva, N.F. Kartenko, J. Eur, Ceram. Soc 26(10), 1929–1932 (2006)CrossRef E.A. Nenasheva, N.F. Kartenko, J. Eur, Ceram. Soc 26(10), 1929–1932 (2006)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat B. Geller, B. Thaler, A. Fathy, M.J. Libertatore, H.D. Chen, G. Ayers, V. Pendrick, Y. Narayan, Microw. J. 42(7), 64–72 (1999) B. Geller, B. Thaler, A. Fathy, M.J. Libertatore, H.D. Chen, G. Ayers, V. Pendrick, Y. Narayan, Microw. J. 42(7), 64–72 (1999)
3.
Zurück zum Zitat W. Wersing, S. Gohlke, R. Matz, W. Eurskens, V. Wannenmacher,“Integrated passive components using low temperature cofired ceramics,” Proc. Inter. Symp. Microelectr. (1998) pp. 193–199 W. Wersing, S. Gohlke, R. Matz, W. Eurskens, V. Wannenmacher,“Integrated passive components using low temperature cofired ceramics,” Proc. Inter. Symp. Microelectr. (1998) pp. 193–199
4.
Zurück zum Zitat J.C. Nino, M.T. Lanagan, C.A. Randall, J. Appl, Phys. 89(8), 4512–4516 (2001) J.C. Nino, M.T. Lanagan, C.A. Randall, J. Appl, Phys. 89(8), 4512–4516 (2001)
5.
Zurück zum Zitat H. Kagata, T. Inoue, J. Kato, I. Kameyama, J. Japanese, Appl. Phys. 31(9S), 3152 (1992) H. Kagata, T. Inoue, J. Kato, I. Kameyama, J. Japanese, Appl. Phys. 31(9S), 3152 (1992)
6.
Zurück zum Zitat D.P. Cann, C.A. Randall, T.R. Shrout, Solid State Commun.100(7), 529–534 (1996)CrossRef D.P. Cann, C.A. Randall, T.R. Shrout, Solid State Commun.100(7), 529–534 (1996)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat H. Du, X. Yao, J. Mater, Sci.: Mater. Electron. 15(9), 613–616 (2004) H. Du, X. Yao, J. Mater, Sci.: Mater. Electron. 15(9), 613–616 (2004)
8.
Zurück zum Zitat X. Wang,H. Wang,X. Yao, J. Am. Ceram. Soc.80(10), 2745–2748 (1997) X. Wang,H. Wang,X. Yao, J. Am. Ceram. Soc.80(10), 2745–2748 (1997)
9.
Zurück zum Zitat M. Valant, P.K. Davies, J. Am. Ceram. Soc.83(1), 147–53 (2000) M. Valant, P.K. Davies, J. Am. Ceram. Soc.83(1), 147–53 (2000)
10.
Zurück zum Zitat K.B. Tan, C.K. Lee, Z. Zainal, G.C. Miles, A.R. West, J. Mater, Chem.15(34), 3501–3506 (2005) K.B. Tan, C.K. Lee, Z. Zainal, G.C. Miles, A.R. West, J. Mater, Chem.15(34), 3501–3506 (2005)
11.
Zurück zum Zitat M.W. Lufaso, T.A. Vanderah, I.M. Pazos, I. Levin, R.S. Roth, J.C. Nino, P.K. Schenck, J. Solid State Chem. 179(12), 3900–3910 (2006)CrossRef M.W. Lufaso, T.A. Vanderah, I.M. Pazos, I. Levin, R.S. Roth, J.C. Nino, P.K. Schenck, J. Solid State Chem. 179(12), 3900–3910 (2006)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat B. Nguyen, L. Yun, R.L. Withers, J. Solid State Chem. 180(2) (2007) B. Nguyen, L. Yun, R.L. Withers, J. Solid State Chem. 180(2) (2007)
13.
Zurück zum Zitat V. P. Sirotinkin, A. A. Bush, Inorg. Mater.39(9), 974–977 (2003) V. P. Sirotinkin, A. A. Bush, Inorg. Mater.39(9), 974–977 (2003)
14.
Zurück zum Zitat P.Y. Tan, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, S.K. Chen, M.P. Chon, Ceram. Int. 40(3), 4237–4246 (2014)CrossRef P.Y. Tan, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, S.K. Chen, M.P. Chon, Ceram. Int. 40(3), 4237–4246 (2014)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M.P. Chon, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, Y.H. Taufiq-Yap, S.K. Chen, P.Y. Tan, J. Alloy, Compd.675, 116–127 (2016)CrossRef M.P. Chon, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, Y.H. Taufiq-Yap, S.K. Chen, P.Y. Tan, J. Alloy, Compd.675, 116–127 (2016)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat M. A. L. Nobre, S. Lanfredi, Mater. Lett.47(6), 362–366 (2001) M. A. L. Nobre, S. Lanfredi, Mater. Lett.47(6), 362–366 (2001)
17.
18.
Zurück zum Zitat K.B. Tan, M.P. Chon, C.C. Khaw, Z. Zainal, Y.H. Taufiq-Yap, S.K. Chen, P.Y. Tan, Ceram. Int. 43(6), 4930–4936 (2017)CrossRef K.B. Tan, M.P. Chon, C.C. Khaw, Z. Zainal, Y.H. Taufiq-Yap, S.K. Chen, P.Y. Tan, Ceram. Int. 43(6), 4930–4936 (2017)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat P.Y. Tan, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, S.K. Chen, M.P. Chon, Ceram. Int. 38(7), 5401–5409 (2012)CrossRef P.Y. Tan, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, S.K. Chen, M.P. Chon, Ceram. Int. 38(7), 5401–5409 (2012)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat T.A. Vanderah, I. Levin, M.W. Lufaso, Eur. J. Inorg. Chem. (14), 2895–2901 (2005, 2005)CrossRef T.A. Vanderah, I. Levin, M.W. Lufaso, Eur. J. Inorg. Chem. (14), 2895–2901 (2005, 2005)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat M. Subramanian, G. Aravamudan, G. S. Rao,Prog. Solid State Chem. 15 (2), 55–143 (1983) M. Subramanian, G. Aravamudan, G. S. Rao,Prog. Solid State Chem. 15 (2), 55–143 (1983)
22.
Zurück zum Zitat I. Levin, T. G. Amos, J. C. Nino, T. A. Vanderah, I. M. Reaney, C. A. Randall, M. T. Lanagan, J. Mater. Res. 17(06), 1406–1411 (2002)CrossRef I. Levin, T. G. Amos, J. C. Nino, T. A. Vanderah, I. M. Reaney, C. A. Randall, M. T. Lanagan, J. Mater. Res. 17(06), 1406–1411 (2002)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat S. Kamba, V. Porokhonskyy, A. Pashkin, V. Bovtun, J. Petzelt, J.C. Nino, C.A. Randall, Phys. Rev. B 66(5), 054106 (2002)CrossRef S. Kamba, V. Porokhonskyy, A. Pashkin, V. Bovtun, J. Petzelt, J.C. Nino, C.A. Randall, Phys. Rev. B 66(5), 054106 (2002)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat K.B. Tan, C.C. Khaw, C.K. Lee, Z. Zainal, Y.P. Tan, H. Shaari, Mater. Sci. Poland 27(3), 825–837 (2009) K.B. Tan, C.C. Khaw, C.K. Lee, Z. Zainal, Y.P. Tan, H. Shaari, Mater. Sci. Poland 27(3), 825–837 (2009)
26.
Zurück zum Zitat C.K. Kwan, Dielectric Phenomena in Solids: With Emphasis on Physical Concepts of Electronic Processes (Elsevier Academic Press, United Kingdom, 2004), p. 401 C.K. Kwan, Dielectric Phenomena in Solids: With Emphasis on Physical Concepts of Electronic Processes (Elsevier Academic Press, United Kingdom, 2004), p. 401
27.
Zurück zum Zitat J. T. Irvine, D. C. Sinclair, A. R. West, Adv. Mater. 2(3), 132–138 (1990)CrossRef J. T. Irvine, D. C. Sinclair, A. R. West, Adv. Mater. 2(3), 132–138 (1990)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat V. A. Chaudhari, G. K. Bichile, Smart Mater. Res. (2013) V. A. Chaudhari, G. K. Bichile, Smart Mater. Res. (2013)
29.
Zurück zum Zitat L.C. Wen, H.Y. Hsieh, Y.H. Lee, S.C. Chang, H.C. Kao, H.S. Sheu, Y.S. Lee, Solid State Ionics 206, 39–44 (2012)CrossRef L.C. Wen, H.Y. Hsieh, Y.H. Lee, S.C. Chang, H.C. Kao, H.S. Sheu, Y.S. Lee, Solid State Ionics 206, 39–44 (2012)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat N.A.M. Dasin, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, S.K. Chen, Ceram. Int. 43(13), 10183–10191 (2017)CrossRef N.A.M. Dasin, K.B. Tan, C.C. Khaw, Z. Zainal, S.K. Chen, Ceram. Int. 43(13), 10183–10191 (2017)CrossRef
Metadaten
Titel
Doping mechanisms and impedance study of Ba-substituted bismuth magnesium niobate pyrochlores
verfasst von
N. A. M. Dasin
K. B. Tan
Z. Zainal
C. C. Khaw
S. K. Chen
Publikationsdatum
07.11.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electroceramics / Ausgabe 1-4/2019
Print ISSN: 1385-3449
Elektronische ISSN: 1573-8663
DOI
https://doi.org/10.1007/s10832-019-00188-1

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