Synthesis of new BLnZT nanostructured ferroelectric thin films

Abstract

A novel synthesis method was employed to obtain a new family of lead-free compounds with the general formula: Ba 1−y Ln 2y/3 Ti 0.91 Zr 0.09 O 3 (Ln= lanthanide element). The thin films were deposited by RF-magnetron sputtering under high-oxygen pressure on different substrates at 873 K. The crystalline phases were studied via x-ray diffraction, showing the 00l epitaxial reflections corresponding to perovskite single-phase compounds. The films revealed high homogeneity and stoichiometries corresponding to BLnZT (Ln=Nd, La). Deposited thin films showed a smooth surface. Ferroelectric measurements through hysteresis curves were obtained in Ba 0.90 La 0.067 0.033 Ti 0.91 Zr 0.09 O 3 , capacitor structures showing clear ferroelectric behavior with P r , P s and E c of 11.9 µC/cm 2 , 36.8 µC/cm 2 and 38.6 kV/cm, respectively.

Characterization and electrical properties of new perovskite films of Ba(Ti,Zr)O3 type doped with lanthanum (BLZT)

“…This way, we have noted that the growth of the film on Si (100) was effectively accomplished with a (100), (110) and (200) direction, whereas the film growth on STO (100) showed a [001] preferential direction due to BLZT similar cell parameters [10]. The (hkl) values correspond to diffraction peak already reported in the literature for BZT [11].…”

Effect of samarium doping on the dielectric behavior of barium zircomium titanate ceramic

“…BaZr x Ti 1-x O 3 characteristics have also been improved by inserting a lanthanide ion as dopant [3] because of its low leakage current behavior and low electric field. However, extensive studies are still needed on systems where the substitution of a lanthanide ion for barium requires the generation of A-site cationic vacancies to maintain electro neutrality in the perovskite structure.…”

Producción y caracterización de nuevos materiales multiferróicos basados en el sistema LCMO/BLZT Ba0.9La0.067Ti0.91Zr0.09O3/ La0.67Ca0.33MnO3

“…Es necesario aplicar un campo magnético exterior para provocar la magnetización de la muestra y alcanzar la saturación, alineando la magnetización de todos los dominios. En muchos de los ferroeléctricos [2], en la fase paraeléctrica no existen dipolos eléctricos y por lo tanto la polarización es cero. Si aplicamos un campo eléctrico, las cargas en el material se desplazan de su posición de equilibrio y los momentos dipolares locales son creados.…”

“…En nuestro trabajo hemos tomado como punto de partida al Ba 0.9 La 0.067 Ti 0.91 Zr 0.09 O 3 / La 0.67 Ca 0.33 MnO 3 (BLZT), material ferroeléctrico estudiado actualmente como posible candidato para sustituir al Pb(Ti,Zr)O 3 (PZT), gracias a sus altos valores de permitividad relativa sumado al hecho de ser un compuesto acorde a las actuales normativas ambientales al no incluir elementos pesados como el plomo en su estructura [2]. Para obtener la contribución ferromagnética en los materiales fabricados se ha utilizado la manganita de lantano y calcio La 0.67 Ca 0.33 MnO 3 (LCMO) en su fase ferromagnética, a partir de estos dos materiales se han preparado mezclas homogéneas en diferentes pocentajes de masa, mediante la técnica de reacción de estado solido.…”