Ln_(5/3)Sr_(1/3)NiO_4基陶瓷的巨介电响应

【摘要】自从在CaCu3Ti4O12中发现巨介电效应以来,科学界对单相巨介电常数材料十分关注,并给出了一系列的理论解释。对于具有K2NiF4结构的镍酸盐陶瓷,存在包括本征效应和非本征效应两大类起源,其中以小极化子跃迁模型为基础的研究是目前的热点。本文通过对陶瓷的微结构表征和介电性能分析,深入的分析了不同因素对巨介电效应的影响,揭示了其巨介电效应的起源。溶胶凝胶法制备的单相La5/3Sr1/3NiO4+δ陶瓷和Nd5/3Sr1/3NiO4+δ陶瓷具有四方结构,空间群为14/mmm(139)。两种组分均具有巨介电效应,且在低温(140K附近)存在介电弛豫。分析两种组分在氮气氛处理前后的氧含量、介电弛豫以及激活能,证明样品的巨介电效应和绝热小极化子的跃迁有关。氮气氛处理改变氧空位的数量,进而影响了小极化子浓度和尺寸,介电性能随之发生变化,进一步证明了La5/3Sr1/3NiO4+δ和Nd5/3Sr/1/3NiO4+δ陶瓷的巨介电效应与小极化子跃迁的关联性。La5/3Sr1/3Ni1-xAlxO4陶瓷和Nd5/3Sr1/3Ni1-xAlxO4陶瓷(x=O.2,O.3)具有四方结构,其空间群为I4/mmm(139),并在其中观察到具有温度稳定的巨介电效应。随着A13+离子置换量的上升,该类陶瓷的介电常数下降,损耗随之上升。通过分析样品的介电弛豫行为和晶粒、晶界处的激活能,可以判定样品中巨介电效应起源于绝热小极化子跃迁。对比x=O.2,0.3的实验数据,证实了小极化子性质(浓度、尺寸等)同介电弛豫行为之间的关系,并进一步阐明了其对巨介电效应的影响。
【作者】王建；
【导师】刘小强；王鑫；
【作者基本信息】浙江大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】巨介电效应；电荷有序；小极化子；K2NiF4结构；

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