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Erschienen in: Journal of Electroceramics 4/2012

01.12.2012

Electrical properties of rutile-type FeTiMO6 (M = Ta,Nb)

verfasst von: K. Th. Fehr, R. Hochleitner, E. Schmidbauer

Erschienen in: Journal of Electroceramics | Ausgabe 4/2012

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Abstract

Various electrical properties of polycrystalline rutile-type compounds FeTiTaO6 and FeTiNbO6 were studied between room temperature and ∼750 K. The main purpose of this investigation was to analyse to what degree the giant relaxor-type dielectric constant ϵ(ω), with broad and dispersive maxima in ϵ(ω), suggested to be dictated by the presence of polar nanodomains due to the variety of heterovalent cations, is affected by extrinsic properties such as grain boundary and sample-electrode interfacial effects. For FeTiNbO6, the voltage dependence of the magnitude of capacitance C p (ω) in the whole frequency range, pointing to Schottky-type barriers, is strong indication of a considerable influence by electrode contact effects. For FeTiTaO6, the dependence of C p (ω) on the preparation conditions, including the cooling rate, points to the effect of microstructural properties, likely in part by oxygen deficiency leading to inhomogeneities at grain boundaries and resulting in high-capacitive layers. Values of DC conductivity σ DC could be determined for the bulk, grain boundaries and electrode contacts in certain temperature ranges. The bulk contribution of FeTiTaO6 to σ DC is characterized by activation energy E A  = 0.35 eV and σ DC(295 K) ∼ 3 × 10 − 6 Ω − 1cm − 1 and for FeTiNbO6 by E A  = 0.31 eV and σ DC(295 K) ∼ 7 × 10 − 5 Ω − 1cm − 1. Grain boundaries and electrode contacts are related to much lower σ DC and higher E A values, i.e. they exhibit higher resistivities by interlayer effects. The characteristic features of the frequency dependence of AC conductivity of both oxides are marked by grain boundary and electrode effects. Relaxation processes were established from loss data, being likely due to these effects. The thermopower is negative showing weak variation with temperature and pointing to a charge transfer polaron-hopping mechanism in the bulk of both compounds. The Mössbauer spectrum of FeTiNbO6 shows besides the Fe3 +  component a trace of Fe2 + .

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat R. Mani, S.N. Achary, K.R. Chakraborty, S.K. Despandhe, J.E. Joy, A. Nag, J. Gopalakrishnan, A.K. Tyagi, Adv. Mater. 20, 1348 (2008)CrossRef R. Mani, S.N. Achary, K.R. Chakraborty, S.K. Despandhe, J.E. Joy, A. Nag, J. Gopalakrishnan, A.K. Tyagi, Adv. Mater. 20, 1348 (2008)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat R. Mani, S.N. Achary, K.R. Chakraborty, S.K. Despandhe, J.E. Joy, A. Nag, J. Gopalakrishnan, A.K. Tyagi, J. Solid State Chem. 183, 1380 (2010)CrossRef R. Mani, S.N. Achary, K.R. Chakraborty, S.K. Despandhe, J.E. Joy, A. Nag, J. Gopalakrishnan, A.K. Tyagi, J. Solid State Chem. 183, 1380 (2010)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Y. Shi, Y.-D. Hou, C. Wang, H.-Y. Ge, M.-K. Zhu, J. Am. Ceram. Soc. 93, 2491 (2010)CrossRef Y. Shi, Y.-D. Hou, C. Wang, H.-Y. Ge, M.-K. Zhu, J. Am. Ceram. Soc. 93, 2491 (2010)CrossRef
5.
8.
Zurück zum Zitat V. Bobnar, Z. Kutnjak, R. Pirc, R. Blinc, A. Levstik, Phys. Rev. Lett. 84, 5892 (2000)CrossRef V. Bobnar, Z. Kutnjak, R. Pirc, R. Blinc, A. Levstik, Phys. Rev. Lett. 84, 5892 (2000)CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat A. Simon, J. Ravez, M. Maglione, J. Phys.: Condens. Matter 16, 963 (2004)CrossRef A. Simon, J. Ravez, M. Maglione, J. Phys.: Condens. Matter 16, 963 (2004)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M. Alguero, B. Jimenez, L. Pardo, Appl. Phys. Lett. 87, 082910 (2005)CrossRef M. Alguero, B. Jimenez, L. Pardo, Appl. Phys. Lett. 87, 082910 (2005)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G. Xu, Z. Zhong, Y. Bing, Z.-G. Ye, G. Shirane, Nat. Mater. 5, 134 (2006)CrossRef G. Xu, Z. Zhong, Y. Bing, Z.-G. Ye, G. Shirane, Nat. Mater. 5, 134 (2006)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat D. Rout, V. Subramanian, K. Hariharan, V. Sivasubramanian, Solid State Commun. 137, 446 (2006)CrossRef D. Rout, V. Subramanian, K. Hariharan, V. Sivasubramanian, Solid State Commun. 137, 446 (2006)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat R. Jimenez, B. Jimenez, J. Carreaud, J.M. Kiat, B. Dkhil, J. Holc, M. Kosec, M. Alguero, Phys. Rev. B 74, 184106 (2006)CrossRef R. Jimenez, B. Jimenez, J. Carreaud, J.M. Kiat, B. Dkhil, J. Holc, M. Kosec, M. Alguero, Phys. Rev. B 74, 184106 (2006)CrossRef
16.
17.
Zurück zum Zitat R. Pirc, R. Blinc, Phys. Rev. 60, 13470 (1999) R. Pirc, R. Blinc, Phys. Rev. 60, 13470 (1999)
20.
Zurück zum Zitat G. Xu, Z. Zhong, Y. Bing, Z.-G. Ye, G. Shirane, Nat. Mat. 5, 134 (2006)CrossRef G. Xu, Z. Zhong, Y. Bing, Z.-G. Ye, G. Shirane, Nat. Mat. 5, 134 (2006)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M.A. Subramanian, D. Li, N. Duan, B.A. Reisner, A.W. Sleight, J. Solid State Commun. 151, 323 (2000)CrossRef M.A. Subramanian, D. Li, N. Duan, B.A. Reisner, A.W. Sleight, J. Solid State Commun. 151, 323 (2000)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat C.C. Homes, T. Vogt, S.M. Shapiro, S. Wakimoto, A.P. Ramirez, Science 293, 673 (2001)CrossRef C.C. Homes, T. Vogt, S.M. Shapiro, S. Wakimoto, A.P. Ramirez, Science 293, 673 (2001)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Y. Zhu, J.C. Zheng, L. Wu, A.I. Frenkel, J. Hanson, P. Northrup, W. Ku, Phys. Rev. Lett. 99, 037602 (2007)CrossRef Y. Zhu, J.C. Zheng, L. Wu, A.I. Frenkel, J. Hanson, P. Northrup, W. Ku, Phys. Rev. Lett. 99, 037602 (2007)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat R. Tararam, I.K. Bidkin, N. Panwar, J.A. Varela, R.P. Bueno, A.L. Kholkin, J. Appl. Phys. 110, 052019 (2011)CrossRef R. Tararam, I.K. Bidkin, N. Panwar, J.A. Varela, R.P. Bueno, A.L. Kholkin, J. Appl. Phys. 110, 052019 (2011)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat W.C. Ribeiro, E. Joanni, R. Savu, P.R. Bueno, Solid State Commun. 151, 173 (2011)CrossRef W.C. Ribeiro, E. Joanni, R. Savu, P.R. Bueno, Solid State Commun. 151, 173 (2011)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat D.C. Sinclair, T.B. Adams, F.D. Morrison, A.R. West, Appl. Phys. Lett. 80, 2153 (2002)CrossRef D.C. Sinclair, T.B. Adams, F.D. Morrison, A.R. West, Appl. Phys. Lett. 80, 2153 (2002)CrossRef
31.
32.
33.
Zurück zum Zitat G. Zang, J. Zhang, P. Zheng, J. Wang, C. Wang, J. Phys. D: Appl. Phys. 38, 1824 (2005)CrossRef G. Zang, J. Zhang, P. Zheng, J. Wang, C. Wang, J. Phys. D: Appl. Phys. 38, 1824 (2005)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat J. Liu, C. Duan, W.N. Mei, R.W. Smith, J.R. Hardy, J. Appl. Phys. 98, 093703 (2005)CrossRef J. Liu, C. Duan, W.N. Mei, R.W. Smith, J.R. Hardy, J. Appl. Phys. 98, 093703 (2005)CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat L. Ni, X.M. Chen, X.Q. Liu, R.Z. Hou, Solid State Commun. 139, 45 (2006)CrossRef L. Ni, X.M. Chen, X.Q. Liu, R.Z. Hou, Solid State Commun. 139, 45 (2006)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat S.F. Shao, J.L. Zhang, P. Zheng, W.L. Zhong, C.L. Wang, J. Appl. Phys. 99, 084106 (2006)CrossRef S.F. Shao, J.L. Zhang, P. Zheng, W.L. Zhong, C.L. Wang, J. Appl. Phys. 99, 084106 (2006)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat P.R. Bueno, M.A. Ramirez, J.A. Varela, E. Longo, Appl. Phys. Lett. 89, 191117 (2006)CrossRef P.R. Bueno, M.A. Ramirez, J.A. Varela, E. Longo, Appl. Phys. Lett. 89, 191117 (2006)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat X.H. Zheng, C. Zhang, B.L. Liang, D.P. Tang, X. Huang, X.L. Liu, J. Alloys Compd. 505, L10 (2010)CrossRef X.H. Zheng, C. Zhang, B.L. Liang, D.P. Tang, X. Huang, X.L. Liu, J. Alloys Compd. 505, L10 (2010)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat P. Lunkenheimer, R. Fichtl, S.G. Ebbinghaus, A. Loidl, Phys. Rev. B 70, 172102 (2004)CrossRef P. Lunkenheimer, R. Fichtl, S.G. Ebbinghaus, A. Loidl, Phys. Rev. B 70, 172102 (2004)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat X. Luo, C. Yang, X. Song, C. Huang, R. Wang, L. Xu, K. Bärner, J. Appl. Phys. 109, 084113 (2011)CrossRef X. Luo, C. Yang, X. Song, C. Huang, R. Wang, L. Xu, K. Bärner, J. Appl. Phys. 109, 084113 (2011)CrossRef
42.
43.
44.
Zurück zum Zitat S.K. Deshpande, S.N. Achary, R. Mani, J. Gopalakrishnan, A.K. Tyagi, Phys. Rev. B 84, 064301 (2011)CrossRef S.K. Deshpande, S.N. Achary, R. Mani, J. Gopalakrishnan, A.K. Tyagi, Phys. Rev. B 84, 064301 (2011)CrossRef
45.
Zurück zum Zitat V.K. Yarmarkin, S.P. Teslenko, A.I. Knyazev, Phys. Stat. Sol. (a) 45, 63 (1978)CrossRef V.K. Yarmarkin, S.P. Teslenko, A.I. Knyazev, Phys. Stat. Sol. (a) 45, 63 (1978)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat A.K. Jonscher, Dielectric relaxation in solids (Chelsea Dielectric Press, London, 1983) A.K. Jonscher, Dielectric relaxation in solids (Chelsea Dielectric Press, London, 1983)
47.
Zurück zum Zitat Z. Abdelkafi, N. Abdelmoula, H. Khemakhem, O. Bidault, M. Maglione, J. Appl. Phys. 100, 114111 (2006)CrossRef Z. Abdelkafi, N. Abdelmoula, H. Khemakhem, O. Bidault, M. Maglione, J. Appl. Phys. 100, 114111 (2006)CrossRef
51.
53.
Zurück zum Zitat R.R. Heikes, in Thermoelectricity, ed. by R.R. Heikes, W.U. Ure (Interscience Publishers, New York, 1961) R.R. Heikes, in Thermoelectricity, ed. by R.R. Heikes, W.U. Ure (Interscience Publishers, New York, 1961)
Metadaten
Titel
Electrical properties of rutile-type FeTiMO6 (M = Ta,Nb)
verfasst von
K. Th. Fehr
R. Hochleitner
E. Schmidbauer
Publikationsdatum
01.12.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electroceramics / Ausgabe 4/2012
Print ISSN: 1385-3449
Elektronische ISSN: 1573-8663
DOI
https://doi.org/10.1007/s10832-012-9765-9

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