Estudio y control de la conductividad en compuestos de Bi4Ti3O12 dopados con Niobio, para aplicaciones de alta temperatura

Compuestos laminares de bismuto han sido considerados en los últimos años materiales interesantes como piezoeléctricos en aplicaciones de alta temperatura, debido a su estabilidad y amplio rango térmico de existencia de actividad ferroeléctrica. Sin embargo, la elevada conductividad presente a altas temperaturas ha sido una desventaja para las potenciales aplicaciones de estos compuestos. En el caso de Bi4Ti3O12 (BIT), diferentes dopantes como Nb5+ o W6+ han sido empleados para aumentar la resistencia eléctrica del material. Es conocido que el dopado con Nb5+ modifica la respuesta piezoeléctrica del material pasando de presentar una elevada histéresis a prácticamente lineal y no histerética. En este trabajo se estudia el efecto de este tipo de dopado sobre la respuesta de la conductividad. Estudios eléctricos mediante la medida de curvas I-V en función de la temperatura nos permiten, por primera vez en la literatura, medir la conductividad de estos compuestos a temperturas entorno a la ambiente (TA) y discutir qué elemento mesoestructural controla la conductividad total del material, usando un model eléctrico en serie. Como resultado, se ha visto que a temperaturas entre TA y 125°C es la conductividad del borde de grano la que limita la conductividad de todo el compuesto. A temperaturas superiores, el material conduce principalmente a traves del interior de grano. Combinaremos los resultados de los estudios sobre tipo de conducción, regímenes térmicos y la composición química para interpretar los cambios en la respuesta general introducidos por el dopado.

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