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Influence of oxygen vacancies on core-shell formation in solid solutions of (Na,Bi)TiO3 and SrTiO3

  • Solid solutions of (Na,Bi)TiO3 (NBT) and SrTiO3 (ST) are materials of interest for high-strain or high-energy density capacitor applications. Often, they exhibit chemical heterogeneity and develop core-shell structures during regular solid-state synthesis with an NBT-rich core. In this case, the NBT forms first so that the strontium needs to diffuse into the material to reach chemical homogeneity. Depending on the presence of core-shell structures, the electrical properties can vary drastically. In this work, we rationalize the effect of variations in oxygen vacancy concentration by Fe-acceptor and Nb-donor doping. It can be shown that a diffusion couple of strontium and oxygen is responsible for chemical homogenization and that the oxygen vacancy content can control the formation of a core-shell structure.

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Autor*innen:S. Steiner, J. Heldt, Oded SobolORCiD, Wolfgang UngerORCiD, T. Frömeling
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of the American Ceramic Society
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley Periodicals LLC, John Wiley & Sons, Inc.
Erste Seite:1
Letzte Seite:10
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Bismuth titanates; Core-shell structures; Diffusion/diffusivity; Ferroelectricity/ferroelectric materials; Lead-free ceramics
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1111/jace.17845
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-525988
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:06.05.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:20.05.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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