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04.02.2017 | Original Paper: Sol-gel and hybrid materials for dielectric, electronic, magnetic and ferroelectric applications | Ausgabe 2/2017

Journal of Sol-Gel Science and Technology 2/2017

Enhanced dielectric and ferroelectric properties of PZT thin films derived by an ethylene glycol modified sol–gel method

Zeitschrift:
Journal of Sol-Gel Science and Technology > Ausgabe 2/2017
Autoren:
Guoping Lu, Hanting Dong, Jianguo Chen, Jinrong Cheng

Abstract

PbZr0.52Ti0.48O3 thin films on stainless steel substrates were fabricated by an ethylene glycol modified sol–gel method. Perovskite structure of PbZr0.52Ti0.48O3 thin films was examined by the X-ray diffraction analysis. With the increase of ethylene glycol, PbZr0.52Ti0.48O3 thin films with enhanced dielectric and ferroelectric properties were got. Crack-free PbZr0.52Ti0.48O3 thin films with thickness of 1.6 μm were prepared for ethylene glycol content of 50%, and the dielectric permittivity and dielectric loss were 224 and 5.4% respectively at the frequency of 1 kHz showing better dielectric properties compared with PbZr0.52Ti0.48O3 thin films without ethylene glycol modified. The remnant polarization (P r) of 50% content ethylene glycol modified PbZr0.52Ti0.48O3 thin films was nearly twice reaching 12.3 μC/cm2, and lower leakage current density was obtained with 4.6 × 10−6 A· cm−2 under the field of 50 kV· cm−1. Such enhanced performance indicated that the PbZr0.52Ti0.48O3 thin films prepared on stainless steel substrates by the ethylene glycol modified sol–gel process exhibited their potentiality in applications.

Graphical abstract

https://static-content.springer.com/image/art%3A10.1007%2Fs10971-017-4311-5/MediaObjects/10971_2017_4311_Figa_HTML.gif

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