Orientador: Eudes Borges de Araújo / Banca: Rafael Zadorosny / Banca: Jesiel Freitas Carvalho / Resumo: O titanato zirconato de chumbo dopado com lantânio, dado convencionalmente pela fórmula estequiométrica Pb1− x Lax ( Zry ; Ti1− y ) 1− x / 4 O3 , com x = 0,09 e y = 0,65, também conhecido como PLZT 9/65/35, é um importante sistema ferroelétrico relaxor devido as suas propriedades dielétricas, elétricas e eletroóticas. Sendo um ferroelétrico, exibe, também, propriedades tais como piezo e piroeletricidade, dependendo apenas das proporções em que são preparados. Logo, esse sistema é bastante interessante para uma gama de aplicações tecnológicas. Na forma de filmes finos, a composição PLZT 9/65/35 tem sido amplamente estudada e preparada pelos mais diversos métodos. Neste trabalho propõe-se a síntese de filmes finos ferroelétricos da composição PLZT 9/65/35 pelo método dos precursores óxidos, a fim de se compreender a dinâmica dos processos de cristalização e, também, avaliar suas propriedades físicas, como permissividade elétrica e histerese ferroelétrica. A intenção, assim, é colaborar com as informações presentes na literatura sobre as propriedades de filmes finos de PLZT 9/65/35 / Abstract: The lead zirconate titanate doped with lanthanum, conventionally given by stoichiometric formula Pb1− x Lax ( Zry ; Ti1− y ) 1− x / 4 O3 , with x=0,09 and y=0,65, also known as PLZT 9/65/35, is an important relaxor ferroelectric system due to its dielectric, electrical and electrooptical properties. Being a ferroelectric material exhibits also properties such as piezo- and piroelectricity, depending upon the extent to which they are prepared. Therefore, this system is very interesting for a range of technological applications. In the thin films format, the composition PLZT 9/65/35 has been widely studied and prepared by several methods. In this project it is proposed the synthesis of thin films of such material by the oxide precursor method in order to understand the dynamics of crystallization process and also to evaluate their physical properties like electrical permittivity and ferroelectric hysteresis. The intention, thus, is collaborate with the information presented in the literature about the properties of PLZT 9/65/35 thin films / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-15Bitstream added on 2014-06-13T19:27:02Z : No. of bitstreams: 1 freire_rlh_me_ilha.pdf: 1499812 bytes, checksum: c68dc0f0c8070f1cf78c922fae42e2df (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O titanato zirconato de chumbo dopado com lantânio, dado convencionalmente pela fórmula estequiométrica Pb1− x Lax ( Zry ; Ti1− y ) 1− x / 4 O3 , com x = 0,09 e y = 0,65, também conhecido como PLZT 9/65/35, é um importante sistema ferroelétrico relaxor devido as suas propriedades dielétricas, elétricas e eletroóticas. Sendo um ferroelétrico, exibe, também, propriedades tais como piezo e piroeletricidade, dependendo apenas das proporções em que são preparados. Logo, esse sistema é bastante interessante para uma gama de aplicações tecnológicas. Na forma de filmes finos, a composição PLZT 9/65/35 tem sido amplamente estudada e preparada pelos mais diversos métodos. Neste trabalho propõe-se a síntese de filmes finos ferroelétricos da composição PLZT 9/65/35 pelo método dos precursores óxidos, a fim de se compreender a dinâmica dos processos de cristalização e, também, avaliar suas propriedades físicas, como permissividade elétrica e histerese ferroelétrica. A intenção, assim, é colaborar com as informações presentes na literatura sobre as propriedades de filmes finos de PLZT 9/65/35 / The lead zirconate titanate doped with lanthanum, conventionally given by stoichiometric formula Pb1− x Lax ( Zry ; Ti1− y ) 1− x / 4 O3 , with x=0,09 and y=0,65, also known as PLZT 9/65/35, is an important relaxor ferroelectric system due to its dielectric, electrical and electrooptical properties. Being a ferroelectric material exhibits also properties such as piezo- and piroelectricity, depending upon the extent to which they are prepared. Therefore, this system is very interesting for a range of technological applications. In the thin films format, the composition PLZT 9/65/35 has been widely studied and prepared by several methods. In this project it is proposed the synthesis of thin films of such material by the oxide precursor method in order to understand the dynamics of crystallization process and also to evaluate their physical properties like electrical permittivity and ferroelectric hysteresis. The intention, thus, is collaborate with the information presented in the literature about the properties of PLZT 9/65/35 thin films

The aim of doctoral dissertation „Grain Size Effect on Dielectric Properties of Ferroelectrics and Relaxors“ by Maksim Ivanov is to investigate, how grain size of ceramics and powders of a few ferroelectrics and relaxors influences macroscopic dielectric properties. The studied materials are powders of a relaxor PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN), ceramics of a relaxor with a spontaneous phase transition PbSc½Nb½O3 (PSN), ceramics of a ferroelectric 0.36BiScO3-0.64PbTiO3, and ceramics of Ba2SnO4, which were compared to a better investigated BaSnO3. Investigations were performed in broad frequency (100 Hz – 55 GHz) and temperature (30 K – 1000 K) ranges. Experimental investigations and modelling showed, that bulk properties of relaxor materials are heavily influenced by polar nanoregions, but they do not fully determine them. Morphology of the material (i.e. grain size of ceramics) determines growth and interactions of the nanoregions, thus influencing bulk properties. Moreover, effective medium approximation can explain evolution of dielectric properties of ferroelectrics and relaxors only if dependence of bulk properties on grain size is known. The most interesting result is, that there exist polar entities in ferroelectrics, which are different from ferroelectric domains and are similar to polar nanoregions in relaxors. Their contribution to dielectric permittivity can be comparable to all other contributions. Dimensions of these entities depend on grain size in accordance with Kittel's law. / Maksimo Ivanovo daktaro disertacijos tema yra “Grūdų dydžio įtaka dielektrinėms feroelektrikų ir relaksorių savybėms”. Šio darbo tikslas yra ištirti, kaip keramikų ar miltelių grūdų dydis įtakoja makroskopiškai stebimas kelių feroelektrikų bei feroelektrinių relaksorių dielektrines savybes. Tirtos medžiagos yra klasikinio relaksoriuas PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN) milteliai, relaksoriaus su savaiminiu feroelektriniu faziniu virsmu PbSc½Nb½O3 (PSN) keramikos, feroelektriko 0.36BiScO3-0.64PbTiO3 keramikos, bei Ba2SnO4 keramiką, kuri buvo palyginta su kiek labiau žinoma BaSnO3 keramika. Tyrimai buvo atlikti plačiame dažnių (100 Hz – 55 GHz) bei temperatūrų (30 K – 1000 K) intervaluose. Eksperimentiniai tyrimai bei modeliavimai parodė, kad polinės nanosritys labai stipriai įtakoja tūrines relaksorių savybes, tačiau jų neapsprendžia. Medžiagos morfologija (antai keramikų grūdų dydis) lemia nanosričių augimą bei tarpusavio sąveikas, tokiu būdų įtakojamos tūrinės savybės. Be to, efektyvios terpės aproksimacija gali paaiškinti feroelektrikų ir relaksorių dielektrinių savybių priklausomybę nuo grūdų dydžio tik, jei žinomas sąryšis tarp dydžio ir tūrinių savybių. Įdomiausia yra tai, kad feroelektrikuose yra objektų, kurie nėra feroelektriniai domenai ir yra panašūs į relaksorių polines nanosritis. Jų indėlis į dielektrinę skvarbą gali būti palyginamas su visų kitų procesų (pvz. domenų sienelių ir polinių modų) indėliais. Šių objektų dydis priklauso nuo grūdų dydžio pagal Kittel'io dėsnį.

Maksimo Ivanovo daktaro disertacijos tema yra “Grūdų dydžio įtaka dielektrinėms feroelektrikų ir relaksorių savybėms”. Šio darbo tikslas yra ištirti, kaip keramikų ar miltelių grūdų dydis įtakoja makroskopiškai stebimas kelių feroelektrikų bei feroelektrinių relaksorių dielektrines savybes. Tirtos medžiagos yra klasikinio relaksoriuas PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN) milteliai, relaksoriaus su savaiminiu feroelektriniu faziniu virsmu PbSc½Nb½O3 (PSN) keramikos, feroelektriko 0.36BiScO3-0.64PbTiO3 keramikos, bei Ba2SnO4 keramiką, kuri buvo palyginta su kiek labiau žinoma BaSnO3 keramika. Tyrimai buvo atlikti plačiame dažnių (100 Hz – 55 GHz) bei temperatūrų (30 K – 1000 K) intervaluose. Eksperimentiniai tyrimai bei modeliavimai parodė, kad polinės nanosritys labai stipriai įtakoja tūrines relaksorių savybes, tačiau jų neapsprendžia. Medžiagos morfologija (antai keramikų grūdų dydis) lemia nanosričių augimą bei tarpusavio sąveikas, tokiu būdų įtakojamos tūrinės savybės. Be to, efektyvios terpės aproksimacija gali paaiškinti feroelektrikų ir relaksorių dielektrinių savybių priklausomybę nuo grūdų dydžio tik, jei žinomas sąryšis tarp dydžio ir tūrinių savybių. Įdomiausia yra tai, kad feroelektrikuose yra objektų, kurie nėra feroelektriniai domenai ir yra panašūs į relaksorių polines nanosritis. Jų indėlis į dielektrinę skvarbą gali būti palyginamas su visų kitų procesų (pvz. domenų sienelių ir polinių modų) indėliais. Šių objektų dydis priklauso nuo grūdų dydžio pagal Kittel'io dėsnį. / The aim of doctoral dissertation „Grain Size Effect on Dielectric Properties of Ferroelectrics and Relaxors“ by Maksim Ivanov is to investigate, how grain size of ceramics and powders of a few ferroelectrics and relaxors influences macroscopic dielectric properties. The studied materials are powders of a relaxor PbMg⅓Nb⅔O3 (PMN), ceramics of a relaxor with a spontaneous phase transition PbSc½Nb½O3 (PSN), ceramics of a ferroelectric 0.36BiScO3-0.64PbTiO3, and ceramics of Ba2SnO4, which were compared to a better investigated BaSnO3. Investigations were performed in broad frequency (100 Hz – 55 GHz) and temperature (30 K – 1000 K) ranges. Experimental investigations and modelling showed, that bulk properties of relaxor materials are heavily influenced by polar nanoregions, but they do not fully determine them. Morphology of the material (i.e. grain size of ceramics) determines growth and interactions of the nanoregions, thus influencing bulk properties. Moreover, effective medium approximation can explain evolution of dielectric properties of ferroelectrics and relaxors only if dependence of bulk properties on grain size is known. The most interesting result is, that there exist polar entities in ferroelectrics, which are different from ferroelectric domains and are similar to polar nanoregions in relaxors. Their contribution to dielectric permittivity can be comparable to all other contributions. Dimensions of these entities depend on grain size in accordance with Kittel's law.