Elektrische Leitfähigkeit und piezoelektrisches Verhalten von Bismutferrit-Bleititanat

BiFeO3-PBTiO3 (BF-PT)-Keramikproben mit verschiedenen Dotierungen von Mn, Zn oder Nb wurden charakterisiert und mit Impedanzspektroskopie, Gleichstromdichte- und Polarisations- und Dehnungsmessungen untersucht. Mn und Nb beeinflussen die elektronischen, dielektrischen, piezoelektrischen und ferroelektrischen Eigenschaften von BF-PT in eindeutiger Weise. Eine Steigerung der Resistivität von mehr als einer Größenordnung wurde für die optimal dotierten Proben im Vergleich zu den undotierten Proben festgestellt. Jedoch ist gleichzeitig eine deutliche Verringerung der Polarisation und der Dehnung zu erkennen. Ein Modell auf der Grundlage von Elektronenhüpfen und der Bildung von Komplexdefekten und Defektdipolen wurde vorgeschlagen.

BiFeO3-PBTiO3 (BF-PT) ceramic samples doped with Mn, Zn, or Nb were characterised and subjected to impedance spectroscopy, dc current density measurements and polarisation and strain measurements. Mn- and Nb-dopants affect significantly the electronic, dielectric, piezoelectric and ferroelectric properties of BF-PT. An increase of the resistivity of more than one order of magnitude for optimum doped samples compared to undoped was detected. But a significant decrease of the polarization and the strain was identified at the same time. A model on a base of electron hopping and the formation of complex defects and defect dipoles was suggested.