Macroscopic and local approaches of phase transition in sol–gel synthesized (Bi0.5Na0.5)TiO3–SrTiO3 thin films

文献情報

出版日 2018-05-01
DOI 10.1039/C8CP01830H
インパクトファクター 3.676
著者

Hyun-Young Lee, Jin Luo, Zhen Zhou, Wei Sun, Jing-Feng Li


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要旨

High-quality (1 − x)(Bi0.5Na0.5)TiO3–xSrTiO3 lead-free piezoelectric thin films (x = 0, 0.1, and 0.25) on Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100) substrates were prepared by a sol–gel method. The microstructures of the thin films as a function of SrTiO3 doping level and temperature were investigated by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. Their temperature- and frequency-dependent piezoelectric properties were studied on the nanoscale using switching spectroscopy piezoresponse force microscopy (SS-PFM). A rhombohedral ferroelectric to pseudocubic relaxor phase transition was observed when either ST content or temperature increased. The significant frequency dependence of both ferroelectric and piezoelectric properties was also disclosed by analyzing polarization hysteresis loops on the macroscopic scale and local switching dynamics at various frequencies. It was determined that the short-range order clusters came out through the long-range ferroelectric order, thus the nanoscale approaches are consistent with macroscopic data at elevated temperatures and various frequency ranges.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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