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10.09.2015 | Ausgabe 1/2016

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2016

Structural modification and piezoelectric properties in Bi0.5Na0.5TiO3–BaTiO3–SrTiO3 thin films

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 1/2016
Autoren:
Wei Li, Peng Li, Huarong Zeng, Jigong Hao, Zhenxing Yue, Jiwei Zhai

Abstract

The structure and piezoelectric properties of the (0.935−x)Bi0.5Na0.5TiO3–0.065BaTiO3xSrTiO3 (BNT–BT–ST) thin films as a function of ST substitution were investigated. The ST substitution was found to induce downward shift of the depolarization temperature (T d). The BNT–BT–ST thin films underwent a transition from ferroelectric phase to relaxor pseudocubic phase with the increase of ST content. The increased polarization of the compositions at around x = 0.18–0.20 was related to three possible mechanisms: polarization extension favoured by the simultaneous presence of polar and non-polar phases; the occurrence of electric field-induced transitions from weakly polar relaxor to ferroelectric polar phase; and the enhanced polarizability of the crystal structure induced by the weakening of the Bi–O bond. The enhanced piezoelectric coefficient d 33,f of 120 pm/V was obtained for the compositions at around x = 0.18–0.20. It was attributed to the phase transition of ferroelectric to relaxor pseudocubic being at near room temperature.

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