Aurivillius结构Bi_(2)Mo_(x)W_(1-x)O_(6)铁电功能晶体的生长与性质表征

本文采用固相反应法探索了Aurivillius结构Bi_(2) Mo_(x)W_(1-x)O_(6)体系的合成条件以及能够形成固溶体的成分范围,探索了Bi_(2) Mo_(x)W_(1-x)O_(6)晶体的助熔剂法生长体系,并对晶体的结构、变温介电性质和电阻率进行了测定和分析。Bi_(2) Mo_(x)W_(1-x)O_(6)体系中Mo的占比x可以在0~1的范围内连续变化,采用固相反应法可以在500~870℃范围内的不同温度合成纯的Bi_(2) Mo_(x)W_(1-x)O_(6)铁电相。采用Li_(2)B_(4)O_(7)-Bi_(2) O_(3)(摩尔比2∶1)作为助熔剂生长得到了厘米级Bi_(2) WO_(6)单畴晶体,厚度不小于2 mm,最大尺寸则达到了约40 mm。在n(Bi_(2) O_(3))∶n(MoO_(3))∶n(WO_(3))∶n(Li_(2)B_(4)O_(7))=1∶1∶1∶1(摩尔比)体系中生长得到了厚度约1 mm的Bi_(2) Mo_(0.15)W_(0.85)O_(6)厘米量级单畴晶体,结构解析表明Bi_(2) Mo_(0.15)W_(0.85)O_(6)属于正交晶系,Aba2(No.41)空间群。变温介电性质测试表明,Bi_(2) Mo_(0.15)W_(0.85)O_(6)晶体的介电常数ε_(33)由Bi_(2) WO_(6)晶体的70提高到了102,介电弛豫现象发生的温度由Bi_(2) WO_(6)晶体的430℃降到了330℃附近。变温电阻率测试表明,Bi_(2) WO_(6)与Bi_(2) Mo_(0.15)W_(0.85)O_(6)晶体的电阻率均随温度升高而降低,在100℃以下,Bi_(2) WO_(6)的电阻率高于Bi_(2) Mo_(0.15)W_(0.85)O_(6)晶体,且随温度升高,二者电阻率的差距在逐渐缩小。