Estudio del perfil de defectos y de las propiedades eléctricas de BaTiO3 dopado con Nb y La

En este trabajo, se estudia el impacto de la adición de Nb2O5 o La2O3 sobre las propiedades eléctricas de cerámicos basados en BaTiO3. Asimismo, se estudia la influencia de estos dos típicos dopantes en los mecanismos de compensación de cargas. En este sentido, se ha determinado que la estructura de defectos en el BaTiO3 no sólo se encuentra afectada por el tipo de dopante sino tambien por su concentración. En efecto, para bajas concentraciones de Nb2O5 o La2O3, predomina un mecanismo de compensación de cargas por generación de electrones. Sin embargo, los resultados de EPR muestran que la adición de una pequeña cantidad de La2O3 produce un notable incremento en la concentración de vacantes de oxígeno respecto del BaTiO3 sin dopar. Este fenómeno podría estar asociado con un comportamiento aceptor del La al incorporarse en los sitios de Ti. Por otra parte, se ha verificado que la concentración de dopante también condiciona las propiedades eléctricas obtenidas. En efecto, en los dos sistemas estudiados se observó que para materiales dopados con una baja concentración de aditivo existe un comportamiento eléctrico tipo semiconductor a temperatura ambiente, con un efecto PTCR. Por el contrario, se ha verificado que altas concentraciones de aditivo producen un material con importantes características GBBL a temperatura ambiente y un comportamiento resistivo tipo NTCR al incrementarse la temperatura. En este caso, la reducción de un gran contenido de vacantes iónicas tipo VBa” y la existencia de una fase vítrea rodeando los granos originan un material altamente resistivo. Este fenómeno refuerza la hipótesis en la cual vacantes de bario actúan como centros aceptores en los bordes de grano de BaTiO3.

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