Barium Titanate Nanostructures and Thin Films for Photonics

Abstract

Barium titanate (BaTiO3) is a synthetic crystal used in electromechanical transducers and multilayer ceramic capacitors. Since it is not available in nature, a variety of growth methods has been employed to produce in large scale, with high quality and low‐cost. BaTiO3, as a metal oxide meets practical requirements such as physical hardness, stability and tunable optoelectronic properties. The plethora of characteristics renders it functional in diverse fields of applications from energy harvesting to biophotonics. Related to optical properties, it is a dielectric material from the near ultraviolet to the near‐infrared part of the spectrum with low optical losses and relatively high refractive index. The strong second‐order nonlinear response has resulted in several breakthroughs in bioimaging, while its intrinsic electrooptic response is among the highest within the existing materials. The properties of the BaTiO3 may also be modified by doping or hybridization with other materials. This review presents the basic optoelectronic properties of BaTiO3, reports on the recent advances in BaTiO3 nanostructures and thin films related to photonic applications, and oversees photonic technologies that may benefit from this material platform in the near future.

Фотонные кристаллы BaTiO-=SUB=-3-=/SUB=-/SiO-=SUB=-2-=/SUB=-, сформированные золь-гель методом

“…Требуются дальнейшие исследования для изучения влияния состава золя, термообработки и толщины слоев на смещение фотонной запрещенной зоны и резонансной моды в температурном диапазоне в области точки Кюри титаната бария +120 • C [12]. Можно предположить, что увеличение толщины слоев титаната бария и образование тетрагональной фазы в фотонных кристаллах усилит наблюдаемый эффект смещения фотонной запрещенной зоны, вызванный изменением температуры образца.…”

“…Золь-гель технология получения покрытий на кремнии и полупроводниковых соединениях A III B V используется для формирования источников диффузии, планарных волноводов и микрорезонаторов [8][9][10][11]. Так как титанат бария является сегнетоэлектриком при температуре ниже точки Кюри и параэлектриком при более высокой температуре [3,12], он является перспективным материалом для получения фотонных кристаллов с перестраиваемой фотонной запрещенной зоной, зависящей от температуры образца и других внешних воздействий. В связи с этим представляет интерес развитие технологии формирования микрорезонаторов и одномерных фотонных кристаллов с пленками титаната бария на подложках различных материалов.…”

The Influence of the Ceramic Nanoparticles on the Thermoplastic Polymers Matrix: Their Structural, Optical, and Conductive Properties

“…This is also a perovskite-type material with a high insulation resistance and advantageous dielectric properties [ 5 ]. As a result of their high dielectric permittivity and low dielectric loss, BaTiO 3 , its SrTiO 3 counterpart, and their BaSrTiO 3 compositions are the most common dielectric ceramics used in communication [ 6 ], micro- and nano-electronics [ 7 ], or new generation photonics [ 8 ]. However, for 3D printing technology and other flexible device applications, the poor flexibility of BaTiO 3 , SrTiO 3 , and BaSrTiO 3 limits their applications at a large scale.…”

Оптические Характеристики Неоднородного Слоя Титаната Бария, Легированного Европием

“…В последнее время большое внимание уделяется зольгель-синтезу пленок титаната бария (BaTiO 3 ), которые имеют высокое значение показателя преломления [2] и спонтанную поляризацию, для применений в электронике и нанофотонике [3]. Легирование BaTiO 3 лантаноидами приводит к интенсивной люминесценции в широком температурном диапазоне [4,5].…”