Електрофізичні властивості A₃ˡˡLaNb₃O₁₂(Aˡˡ = Sr,Ba) з шаруватою перовськітоподібною структурою

Abstract

Термообробкою шихти спільно осаджених гідроксикарбонатів синтезовані високостехіометричні полікристалічні зразки катіондефіцитних ніобатів A₃ˡˡLaNb₃O₁₂(Aˡˡ = Sr,Ba) з тришаровою перовськітоподібною структурою. Методом імпедансної спектроскопії досліджені електрофізичні властивості виготовлених з них керамічних зразків. Для моделювання спектра імпедансу застосовано метод еквівалентних схем, представлених радіотехнічними елементами, який дає змогу виділити у чистому вигляді властивості мікрокристалічних зерен кераміки, тобто власне досліджуваної речовини, без впливу міжкристалічних та електродних ефектів. Встановлені та проаналізовані залежності комплексного імпедансу Z(v) цих сполук від частоти (0,1—10⁶ Гц) зондуючого синусоїдального електричного сигналу та температури (300—700 К). Досліджені температурна залежність електропровідності на постійному струмі, температурні та частотні залежності дійсної компоненти діелектричної проникності ε´, а також визначена енергія активації електропровідності зерен кераміки A₃ˡˡLaNb₃O₁₂(Aˡˡ = Sr,Ba). Встановлена можливість використання синтезованих матеріалів для виготовлення високочутливих і стійких до агресивних умов експлуатації термісторів із суто нелінійною характеристикою та широким інтервалом робочої температури.

High-stoichiometric polycrystalline samples of cation-deficient niobates A₃ˡˡLaNb₃O₁₂(Aˡˡ = Sr,Ba) with a three-slab perovskite-like structure were synthesized by the heat treatment of a charge of co-precipitated hydroxycarbonates. The electrophysical properties of ceramic samples made from them are investigated by the method of impedance spectroscopy. To simulate the impedance spectrum, the method of equivalent circuits represented by radio engineering elements was used. It allows one to isolate, in pure form, the properties of microcrystalline grains of a ceramics, that is, the substance under study itself, without the influence of the intercrystalline and electrode effects. The dependences of the complex impedance Z(v) of these compounds on the frequency (0.1-10⁶ Hz) of the probing sinusoidal electrical signal and temperature (300-700 K) have been established and analyzed. The temperature dependence of the d. c. electrical conductivity, temperature and frequency dependences of the real component of the dielectric constant ε´, as well as the activation energies of the electrical conductivity of A₃ˡˡLaNb₃O₁₂ ceramic grains (Aˡˡ = Sr, Ba) were determined. The possibility of using the synthesized materials for the manufacture of thermistors highly sensitive and resistant to aggressive operating conditions with a nonlinear characteristic and a wide range of operating temperature has been established.