Publicação: Síntese e caracterização de cerâmicas ferroelétricas de
BaTiO3 modificadas com Sm3+
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
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Orientador
Coorientador
Peko, Jean Claude M
Resumo
Neste trabalho, as propriedades físicas do sistema BaTiO3, modificado com o íon
samário (Sm3+), são investigadas. As propriedades estruturais, microestruturais,
ferroelétricas, dielétricas e elétricas foram analisadas em função do conteúdo de
samário, considerando a fórmula Ba1-xSmxTiO3, sendo x = 0, 0.001, 0.002, 0.003 e
0.005. Os materiais foram obtidos a partir do método de Pechini (ou método dos
precursores poliméricos), bem conhecido na literatura por ser um método muito
eficiente, quando comparado com métodos convencionais para síntese de materiais
policristalinos, pois apresenta inúmeras vantagens, tais como a síntese a baixas
temperaturas, baixa contaminação, maior controle estequiométrico, alta
homogeneização e possibilidade de obtenção de pós em escala nanométrica. Essas
características favorecem para a formação de cerâmicas altamente densas. Os estudos
das propriedades estruturais e microestruturais foram realizados mediante o uso das
técnicas de Difração de Raios-X (DRX), para confirmar a formação das fases
ferroelétricas desejadas, e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV),
respectivamente. As propriedades dielétricas e elétricas foram investigadas em uma
ampla faixa de frequência e temperatura, para todos os casos. Os resultados obtidos
foram discutidos segundo as teorias correntes previamente reportadas na literatura. Em
particular, aprofundou-se na análise dos efeitos condutivos decorrentes da dopagem
com samário, visando aprimorar no entendimento a nível microscópico e macroscópico
dos fatores que influenciam e determinam as características semicondutoras nestes
materiais, fatores determinantes para uma posterior aplicação na indústria
eletroeletrônica.
Abstract
In this work, the physical properties of the rare earth modified BaTiO3 system,
specifically with the Sm3+ ion, have been investigated. The structural, micro-structural,
ferroelectric, dielectric and electric properties were analyzed as a function of the
samarium content by considering the Ba1-xSmxTiO3 chemical formula (x = 0, 0.001,
0.002, 0.003 e 0.005). The materials were obtained from the Pechini´s method (or
polymeric precursors method), well known in the current literature for its efficiency,
when compared to conventional methods commonly used for obtaining ceramic
materials. In this way, the Pechini´s method shows several advantages such as low
synthesis temperatures, low levels of contaminations, high stoichiometric control and
homogenization, and the possibility for obtaining nano-metric scaled powders. All of
these characteristics allow to obtain high density ceramics. The study of the structural
and micro-structural properties were performed in order to confirm the desired
ferroelectric phases, from the x-ray diffraction and scanning electronic microscopy
techniques, respectively. For all the cases, the dielectric and electric properties were
investigated in a wide frequency and temperature range. The obtained results have been
discussed according the current theories reported in the literature. In particular, it was
analyzed the conductive effects provided from the rare earth doping, viewing to better
understand the factors, which influence and determine the semiconductor characteristics
of such materials. These factors allow to focuses the response of the studied materials
for furthers applications in the electro-electronic industry.
Palavras-chave
Cerâmica, Dispositivos ferroelétricos, Dispositivos dielétricos
Citação
OLIVEIRA, Marco Aurélio de. Síntese e caracterização de cerâmicas ferroelétricas de
BaTiO3 modificadas com Sm3+. 2012. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.349