(Nb, Al)共掺BaTiO3陶瓷的巨介电及介电弛豫现象

摘要： (Nb, Al)共掺的BaTiO3陶瓷(BaTi0.98(Nb0.5Al0.5)0.02O3)表现出巨介电现象, 介电常数可以达到3×105, 介电损耗为0.2。在10-1~107 Hz范围内, 观察到三种介电弛豫现象, 并分别对其进行了分析。低频段(10-1~10 Hz)和中频段(103~105 Hz)属于非德拜弛豫, 分别是由于Maxwell-Wagner电极界面极化和晶界层电容器效应引起的; 相反, 高频段(105~107 Hz)属于德拜弛豫, 通过阿伦尼乌斯公式的拟合, 得到其激活能E = 15 meV和频率因子 f0 = 7×106 Hz。较小的激活能和频率因子表明其弛豫过程可能来源于复杂缺陷团簇中的电子的局域运动, 被称为钉扎电子-缺陷偶极子效应。本研究显示钉扎电子-缺陷偶极子效应可以作为设计新型巨介电钙钛矿材料的依据。