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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2008

01.11.2008

Growth and electrical characterization of the lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) single crystals for piezoelectric devices

verfasst von: F. Kochary, M. D. Aggarwal, A. K. Batra, R. Hawrami, D. Lianos, A. Burger

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2008

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Abstract

The lead magnesium niobate-lead titanate is one of the new generations of piezoelectric materials with outstanding properties. Single crystals of 0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3 (PMN-PT) show superior properties as compared to piezoelectric ceramics and piezoelectric films in device applications. Large size crystals are required for specific applications. Previously, transparent and high quality PMN-PT single crystals have been grown in our laboratory using the high temperature flux method. The size of the obtained crystals was small and varied from 2 to 8 mm3, mostly showing regular prismatic shape. In present attempt, PMN-PT crystals are grown from the vertical gradient freeze method with no flux using congruent melt. Processing conditions and growth parameters have been optimized to increase the size and yield of the perovskite crystals including cooling rate, soak time and soak temperature. The size of the grown crystals obtained by this method is very large relatively and varied from 5 to 30 mm3. The microstructure of the as grown single crystals is investigated by scanning electron microscopy. Piezoelectric properties of the grown crystals are also investigated. PMN-PT plates show excellent piezoelectric properties. Samples were poled under an applied electric field of 5 kV/cm. Dielectric properties at a frequency of 1 kHz are examined. Finally, the variation of pyroelectric coefficient with temperature is studied. The grown PMN-PT crystals show typical relaxor dielectric properties.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat I. Bhaumik, G. Singh, S. Ganesamoorthy, A.K. Karnal, M.K. Tiwari, V.S. Tiwari, Cryst. Res. Technol. 42(4), 356 (2007)CrossRef I. Bhaumik, G. Singh, S. Ganesamoorthy, A.K. Karnal, M.K. Tiwari, V.S. Tiwari, Cryst. Res. Technol. 42(4), 356 (2007)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat A.D. Hilton, D.J. Barber, C.A. Randall, T.R. Shrout, J. Mater. Sci. 25, 3461 (1990)CrossRef A.D. Hilton, D.J. Barber, C.A. Randall, T.R. Shrout, J. Mater. Sci. 25, 3461 (1990)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat K.T. Zawilski, M. Claudia, R.C. DeMattei, S.-G. Lee, R.G. Monteiro, H. Odagawa, R.S. Feigelson, J. Crystal Growth 258, 353 (2003)CrossRef K.T. Zawilski, M. Claudia, R.C. DeMattei, S.-G. Lee, R.G. Monteiro, H. Odagawa, R.S. Feigelson, J. Crystal Growth 258, 353 (2003)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat M. D. Aggarwal, F. Kochary, A. K. Batra, R. B. Lal, D. Lianos, Flux growth and characterization of piezoelectric lead magnesium niobate-lead titanate single crystals. Presented at 16th American Conference on Crystal Growth and Epitaxy, held at Big Sky, Montana (2005) M. D. Aggarwal, F. Kochary, A. K. Batra, R. B. Lal, D. Lianos, Flux growth and characterization of piezoelectric lead magnesium niobate-lead titanate single crystals. Presented at 16th American Conference on Crystal Growth and Epitaxy, held at Big Sky, Montana (2005)
5.
Zurück zum Zitat J.R. Currie, MS Thesis (2004) Alabama A&M University, Normal, Alabama (USA) J.R. Currie, MS Thesis (2004) Alabama A&M University, Normal, Alabama (USA)
6.
Zurück zum Zitat P. Guggilla, A.K. Batra, J.R. Curry, M.D. Aggarwal, M.A. Alim, R.B. Lal, Mater. Lett. 60, 1937 (2006)CrossRef P. Guggilla, A.K. Batra, J.R. Curry, M.D. Aggarwal, M.A. Alim, R.B. Lal, Mater. Lett. 60, 1937 (2006)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat G. Xu, H. Luo, H. Xu, Z. Qi, P. Wang, W. Zhong, Z. Yin, J. Crystal Growth 222, 202 (2001)CrossRef G. Xu, H. Luo, H. Xu, Z. Qi, P. Wang, W. Zhong, Z. Yin, J. Crystal Growth 222, 202 (2001)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat K. Dörr, C. Thiele, O. Bilani, A. Herklotz, L. Schultz, J. Magn. Magn. Mater. 310(2), 1182 (2007)CrossRef K. Dörr, C. Thiele, O. Bilani, A. Herklotz, L. Schultz, J. Magn. Magn. Mater. 310(2), 1182 (2007)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat G. Saghi-Szabo, R.E. Cohen, H. Krakauer, Phys. Rev. B 59(20), 12771 (1999)CrossRef G. Saghi-Szabo, R.E. Cohen, H. Krakauer, Phys. Rev. B 59(20), 12771 (1999)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat H.R. Zeng, O.R. Yin, G.R. Li, H.S. Luo, Z.K. Xu, J. Crystal Growth 254, 432 (2003)CrossRef H.R. Zeng, O.R. Yin, G.R. Li, H.S. Luo, Z.K. Xu, J. Crystal Growth 254, 432 (2003)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat I. Nicoara, C. Marin, A.G. Ostrogorsky, J. Crystal Growth 274, 118 (2005)CrossRef I. Nicoara, C. Marin, A.G. Ostrogorsky, J. Crystal Growth 274, 118 (2005)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat N. Yasuda, H. Ohwa, M. Kume, K. Hayashi, Y. Hosono, Y. Yamashita, J. Crystal Growth 229, 299 (2001)CrossRef N. Yasuda, H. Ohwa, M. Kume, K. Hayashi, Y. Hosono, Y. Yamashita, J. Crystal Growth 229, 299 (2001)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat K.K. Rajan, M. Shanthi, W.S. Chang, J. Jin, L.C. Lim, Sens. Actuators A Phys. 133(1), 110 (2007)CrossRef K.K. Rajan, M. Shanthi, W.S. Chang, J. Jin, L.C. Lim, Sens. Actuators A Phys. 133(1), 110 (2007)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat K. Oka, H. Unoki, H. Yamaguchi, H. Takahashi, J. Crystal Growth 166, 380 (1996)CrossRef K. Oka, H. Unoki, H. Yamaguchi, H. Takahashi, J. Crystal Growth 166, 380 (1996)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M.P. Thi, G. March, P. Colomban, J. Eur. Ceram. Soc. 25(14), 3335 (2005)CrossRef M.P. Thi, G. March, P. Colomban, J. Eur. Ceram. Soc. 25(14), 3335 (2005)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat K.C. Kim, Y.S. Kim, H.J. Kim, S.H. Kim, J. Appl. Phys. 6(6), 1064 (2006) K.C. Kim, Y.S. Kim, H.J. Kim, S.H. Kim, J. Appl. Phys. 6(6), 1064 (2006)
19.
Zurück zum Zitat M.L. Mulvihill, S.E. Park, G. Risch, Z. Li, K. Uchino, T.R. Shrout, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 3984 (1996)CrossRef M.L. Mulvihill, S.E. Park, G. Risch, Z. Li, K. Uchino, T.R. Shrout, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 3984 (1996)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat P. Kumar, S. Sharma, O. Thakur, C. Prakash, T.C. Goel, Ceram. Int. 30, 585 (2004)CrossRef P. Kumar, S. Sharma, O. Thakur, C. Prakash, T.C. Goel, Ceram. Int. 30, 585 (2004)CrossRef
22.
23.
24.
25.
Zurück zum Zitat H. Fan, L. Zhao, B. Tang, C. Tian, H.-E. Kim, Mater. Sci. Eng. 99(1), 183 (2003)CrossRef H. Fan, L. Zhao, B. Tang, C. Tian, H.-E. Kim, Mater. Sci. Eng. 99(1), 183 (2003)CrossRef
Metadaten
Titel
Growth and electrical characterization of the lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) single crystals for piezoelectric devices
verfasst von
F. Kochary
M. D. Aggarwal
A. K. Batra
R. Hawrami
D. Lianos
A. Burger
Publikationsdatum
01.11.2008
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2008
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-007-9459-2

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