Ferroelectricidad en compuestos con estructura de capas tipo aurivillius y sustituciones catiónicas en sitios del Bi/Sr

Abstract

[ES] Se ha estudiado la ferroelectricidad de compuestos tipo Aurivillius en la composición Bi2SrNb2O9, sobre la cual se han realizado sustituciones catiónicas isomórficas en ambas capas, (Bi2O2)2+ y la tipo perovskita, dando lugar al compuesto Bi2-xTexSr1-xNa(K)xNb2O9. Las medias dieléctricas en función de la temperatura presentan un primer pico de la constante dieléctrica, que podría corresponder a la transición de fase ferro-paraeléctrica, cuya temperatura aumenta cuando el radio iónico promedio de los cationes en posición A (Sr, Na, K) disminuye; y un segundo pico a más alta temperatura cuyo comportamiento pudiera corresponder al de un ferroeléctrico relaxor. Los resultados de las medidas de polarización remanente en función de la temperatura parecen confirmar esta idea, dado que la polarización desaparece a temperaturas que sitúan entre la de los dos picos de la constante dieléctrica. Ciclos de histéresis bien saturados se obtuvieron para las tres muestras con sustituciones catiónicas a temperaturas por encima de 200ºC. Medidas de la conductividad eléctrica a.c. muestran anomalías a temperaturas próximas a aquéllas a las que se producen la desaparición de la polarización remanente. de los valores de conductividad d. c. y de la frecuencia de los máximos Z" y M" en función de la temperatura se han calculado los valores de la energía de activación de la conductividad que pudieran corresponder a vacantes de oxígeno térmicamente activadas.

[EN] Ferroelectricity in Aurivillius type structure ceramics based on the composition Bi2SrNb2O9 with cationic isomorphic substitutions in both the (Bi2O2)2+ and the perovskite layers, Bi(2-x)Te(x)Sr(1-x)Na(K)xNb2O9, has been obtained. Direct measurements as a function of the temperature show a first peak in the dielectric constant that would correspond to a ferromagnetic phase transition whose temperature increases when the ionic radius size of the Sr substitution decreases, and a higher temperature second peak whose behaviour could correspond to a relaxor ferroelectric. The results of the measurements of remanent polarization as a function of the temperature seem to confirm this assumption because the polarization dissapears at temperatures that lay between those of the dielectric peaks. Well saturated hysteresis loops were obtained for the three substituted samples at temperatures above 200ºC. The a.c. electric conductivity shows anomalies at temperatures closer to those of the remanent polarization dissapearance. From d.c. electric conductivity, and frequency of the imaginary parts of the impedance and the dielectric modulus maxima as a function of the temperature data, activation energies are obtained that could correspond to thermally activated oxygen vacancies.