Estudos das propriedades estruturais, dielétricas e elétricas da solução sólida do sistema ferroelétrico PMN-PT

• Processo: 07/05302-4
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2008
• Vigência (Término): 31 de julho de 2009
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Eudes Borges de Araújo
• Beneficiário: Banarji Behera
• Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais ferroelétricos Dielétricos Piezoeletricidade

Resumo

A solução sólida do ferroelétrico (1-x)[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-xPbTiO3 (PMN-PT), preparada por técnicas e composições adequadas, é tecnologicamente importante para a fabricação de alguns dispositivos do estado sólido tais como transdutores piezoelétricos, atuadores, memórias ferroelétricas não-voláteis, etc. O PMN-PT (na forma de corpos cerâmicos, filmes finos ou monocristais) podem ser preparados com altos coeficientes piezolétricos, alta constante dielétrica e baixa perda dielétrica, entre outras propriedades úteis para aplicações em dispositivos. Sabe-se que o tamanho de partícula/cristalitos desempenha um papel sobre as propriedades ferroelétricas. Em tais materiais, a redução do tamanho de partícula causa uma redução na distorção ferroelétrica da rede e dá origem a uma transição de fase difusa. Em alguns casos, materiais tipicamente antiferroelétricos adquirem propriedades ferroelétricas devido ao reduzido tamanho de partículas, particularmente em filmes finos. A redução do tamanho também conduz a um aumento no campo coercitivo (Ec) e decréscimo da polarização remanescente (Pr). Por esta razão, acreditava-se que a ferroeletricidade seria suprimida para partículas muito pequenas e filmes ultrafinos. Entretanto, experimentos recentes identificaram o estado ferroelétrico em filmes de Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) com espessuras de 80 a 4 nm. Uma ferroeletricidade estável também foi observada para o PbTiO3 com espessuras abaixo de 3 células unitárias (1,2 nanômetros). Embora vários trabalhos tenham sido reportados recentemente, estudos detalhados e sistemáticos em filmes ultrafinos permanecem como um atrativo e fascinante assunto para o estudo do efeito do tamanho de um ferroelétrico. A carência de estudos similares em ferroelétricos com elevada resposta piezoelétrica como o sistema PMN-PT justifica o presente projeto de pesquisa. Considerando a importância e discussão do tema acima expostos, foram planejados estudos sobre as propriedades estruturais, dielétricas e elétricas do sistema ferroelétrico PMN-PT. Os principais objetivos deste projeto de pesquisa são: i) A síntese de pós finos e homogêneos de boa qualidade para a produção de cerâmicas e filmes finos do sistema PMN-PT; ii) Estudos detalhados das propriedades estruturais, microestruturais e elétricas do sistema PMN-PT; iii) Estudos das propriedades dielétricas da solução sólida PMN-PT (cerâmicas e filmes finos) em um amplo intervalo de freqüência e temperatura; iv) Estudo da natureza das transições de fases usando a polarização reversa e outros métodos; v) Estudo do efeito de um campo elétrico ac e dc sobre as propriedades dielétricas de cerâmicas e filmes finos do sistema PMN-PT e sua dependência com a freqüência e temperatura; vi) Estudos das propriedades elétricas do PMN-PT usando a técnica de espectroscopia de impedância e vii) Estudo do efeito do tamanho sobre as propriedades ferroelétricas de cerâmicas e filmes finos de PMN-PT.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BEHERA, B.; ARAUJO, E. B.; JUNIOR, A. F. Structural and dielectric properties of relaxor Sr0.5Ba0.5Bi2Nb2O9 ceramic. Advances in Applied Ceramics, v. 109, n. 1, p. 1-5, JAN 2010. Citações Web of Science: 6.

BEHERA, BANARJI; ARAUJO, E. B.; REIS, R. N.; GUERRA, J. D. S. AC Conductivity and Impedance Properties of 0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O-3-0.35PbTiO(3) Ceramics. ADVANCES IN CONDENSED MATTER PHYSICS, 2009. Citações Web of Science: 1.

GONZALEZ-ABREU, Y.; PELAIZ-BARRANCO, A.; ARAUJO, E. B.; FRANCO JUNIOR, A. Dielectric relaxation and relaxor behavior in bilayered perovskites. Applied Physics Letters, v. 94, n. 26, p. 262903-262903, 2009. Citações Web of Science: 17.