Ajuste teórico de las curvas PTCR de BaTiO3 dopado con niobio

En este trabajo se determinó la influencia de la concentración de Nb2O5 sobre el comportamiento PTCR de cerámicos basados en BaTiO3. Por otra parte, se estudió el impacto de una gran concentración del dopante sobre el comportamiento GBBL del BaTiO3. En ambos casos, se estableció una relación entre las propiedades eléctricas observadas y la estructura de defectos iónicos desarrollada. La aplicación del modelo de Heywang-Jonker permite el ajuste teórico de las curvas de resistividad – temperatura de los cerámicos PTCR estudiados. Se determinó que la incorporación de concentraciones crecientes de Nb2O5 se traduce en un incremento de la densidad de estados aceptores, en la energía de estados superficiales y en la altura de la barrera de potencial a temperatura ambiente. En estos materiales, la presencia de un mecanismo de compensación de cargas electrónico en granos que han alcanzado un gran desarrollo, origina un comportamiento tipo semiconductor. Sin embargo, la incorporación de altas concentraciones de Nb2O5 provoca una alejamiento del comportamiento PTCR y el material exhibe un efecto NTCR junto con fuertes características GBBL (grain boundary – barrier layer). Las observaciones microscópicas y el análisis de la estructura de defectos iónicos respaldan la hipótesis en la que las vacantes de bario actúan como estados aceptores y ejercen un importante rol en la inhibición del crecimiento de grano durante el sinterizado del BaTiO3 dopado con Nb2O5.

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