LEAD FREE FERROIC MULTILAYER COMPOSITE FILMS BASED ON (Bi0.5Na0.5)TiO3-BaTiO3 AND BiFeO3.

Abstract

Tradicionalmente, una de las maneras de conseguir mejorar las propiedades de un material, es la combinación con otros en composites. En la presente tesis se explora la fabricación de composites multicapa en forma de lámina delgada, combinando capas de (Bi0.5Na0.5)1−xBaxTiO3 (BNBT) y BiFeO3 (BF) para mejorar las propiedades funcionales de los composites respecto a las capas constituyentes. Se han estudiados composites con diferentes configuraciones hasta encontrar aquellas que solucionan de forma eficiente los problemas de pérdida de remanencia de BNBT y de los altos valores de conductividad de BF. Con este objetivo primeramente se realizó un estudio de las propiedades funcionales de las láminas delgadas de BNBT con diferentes composiciones próximas frontera de fase morfotrópica MPB (del inglés, Morphotropic phase boundary) lo que nos permitió encontrar las láminas que presentaban las mejores propiedades funcionales. Se pudo comprender que la disminución de las propiedades con respecto a cerámicas de estas composiciones estaba relacionada con el aumento del carácter relaxor por efecto de disminución de tamaño. Se obtuvieron láminas delgadas de BF con diferentes condiciones de procesamiento, con el objetivo de encontrar láminas con altos valores de polarización, buena remanencia y donde se mejoraran los problemas de fugas no lineales que presentan estas láminas. Se pudo entender a través del estudio de las propiedades funcionales de estas láminas de BF la relación entre las condiciones de preparación y estas propiedades funcionales obtenidas. Finalmente se prepararon diferentes configuraciones de composites en forma de bicapas y tricapas, donde se obtuvieron propiedades funcionales mejoradas con respecto a las láminas constituyentes, lo que aumenta la posibilidad de integrar estos materiales libres de plomo en dispositivos micro-electrónicos reales.