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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 15/2017

18.04.2017

Improved energy-storage performance and breakdown enhancement mechanism of Mg-doped SrTiO3 bulk ceramics for high energy density capacitor applications

verfasst von: Zhonghua Yao, Qu Luo, Guifang Zhang, Hua Hao, Minghe Cao, Hanxing Liu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 15/2017

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Abstract

We investigated the structure, dielectric properties and energy density performances of cubic perovskite-structured Mg-doped SrTiO3 ceramics that were prepared by the solid-state reaction method. SrTiO3 ceramic exhibited a relatively stable permittivity about 265–290 and enhanced dielectric breakdown strength (DBS) by Mg isovalent doping. Doping effects on the energy-storage properties in SrTiO3 ceramics was performed by complex impedance analysis and polarization–electric field hysteresis loops. The energy storage density was dependent on DBS while energy efficiency was closely related to the remnant polarization. The possible physical mechanisms, including grain, gain boundary and interfacial polarization effects, were discussed to explain the improvement of dielectric breakdown strength. The bulk Mg-doped SrTiO3 materials have shown interesting energy densities (1.86 J/cm3) with good energy storage efficiency (about 89.3%) indicating that they can be a promising candidate for high energy density capacitor applications.

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Metadaten
Titel
Improved energy-storage performance and breakdown enhancement mechanism of Mg-doped SrTiO3 bulk ceramics for high energy density capacitor applications
verfasst von
Zhonghua Yao
Qu Luo
Guifang Zhang
Hua Hao
Minghe Cao
Hanxing Liu
Publikationsdatum
18.04.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 15/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-6945-z

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