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01.08.2014 | Ausgabe 8/2014

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2014

Significant modification to Bi-doped BaTiO3 by Sm in gaseous penetration process

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 8/2014
Autoren:
Fangwei Wang, Sue Hao, Jialong Li, Jiatao Wang, Yang Gao, Yunfeng Shen, Songyi Wang

Abstract

Gaseous penetration technique was adopted to improve the electrical conductivity of pure BiTiO3 powders and Bi-doped BiTiO3 (BBT) powders and gel precursors, which were all prepared by sol–gel method. The effects of Sm-penetration on the structure and electrical conductivity of BBT powders and gel precursors were investigated. It was observed that Sm-penetration had a very significant influence in decreasing the resistivity of the BaTiO3 based materials, especially for Sm-penetrated BBT gel precursors (SBBT-G) whose resistivity can reach to the lowest point of 2.15 Ωm. The dielectric properties of the BaTiO3 based materials has been investigated and revealed that dielectric constant of SBBT-G was negative while the dielectric loss increased to an extremely high value which was distinguished from Sm-penetrated BBT powders (SBBT-P). The temperature dependence of resistivity (R–T) of SBBT-P and SBBT-G was found to obey the Arrhenius law with activation energy calculated, respectively. These results together with the resistivity and frequency (R–F) relationship curve have shown the metallization transition of SBBT-G is obvious, which has a promising applied future. Through X-ray diffraction and Scanning electron microscope, we detected that all BaTiO3 based materials presented typical perovskite structure and the average grain size of SBBT-G was smaller and more uniform than that of SBBT-P.

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