Сегнетоэлектричество

Влияние способа модификации ионами Sm$^{3+}$ на структуру и свойства 0.36(Bi$_{1-x}$Sm$_x$)ScO$_3$–0.64PbTiO$_3$

Е. Г. Гук^a, Е. П. Смирнова^a, В. Н. Климов^b, П. А. Панкратьев^a, Н. В. Зайцева^a, Е. Е. Мухин<sup>a

a</sup> Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
^b ГНЦ ФГУП "ЦНИИ конструкционных материалов "Прометей", Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Исследовано влияние способа введения ионов Sm$^{3+}$ (стехиометрия, сверхстехиометрия, введение избытка после кальцинации) и режима синтеза (одностадийный, двустадийный) на параметры керамического твердого раствора 0.36(Bi$_{1-x}$Sm$_x$)ScO$_3$–0.64PbTiO$_3$ (BSSPT), где $x$ = 0.022, 0.038, 0.056. Проведено исследование кристаллической структуры, элементного состава и диэлектрических свойств, а также измерение пьезоэлектрического модуля $d_{33}$. Показано, что BSSPT является однофазным и имеет тетрагональную (P4mm) структуру перовскита. Исследование элементного состава всех вариантов синтезированных образцов керамики BSSPT демонстрирует практически одинаковое содержание самария, включая возможность введения ионов Sm$^{3+}$ в подрешетку $A$ керамики структуры перовскита ABO$_3$ после кальцинации. Величина диэлектрической проницаемости в максимуме $\varepsilon_m$ и соответствующая ей температура $T_m$ уменьшаются с увеличением концентрации ионов Sm$^{3+}$. Получено максимальное значение $d_{33}$, равное 536 pC/N, что превышает $d_{33}$ = 525 pC/N для немодифицированного 0.36BiScO$_3$–0.64PbTiO$_3$.

Ключевые слова: пьезоэлектрическая керамика, легирование, микроструктура, диэлектрические свойства, пьезоэлектрические свойства.

Поступила в редакцию: 08.07.2025
Исправленный вариант: 08.07.2025
Принята в печать: 10.07.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.08.61328.192-25

Реферативные базы данных:

•