Evolución de la estructura cristalina en láminas delgadas de (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3 próximas a la Frontera de Fase Morfotrópica

• Autores: D. Pérez Mezcua, M. L. Calzada, I. Bretos, J. Ricote, D. Chateigner, Ramón Escobar Galindo, R. Jiménez, R. Sirera
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 53, Nº. 1, 2014, págs. 21-26
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Evolution of the crystalline structure in (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3 thin
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    El (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3 (BNBT), considerado un posible candidato sin plomo para substituir al Pb(Zrx,Ti1-x)O3 (PZT), presenta una frontera de fase morfotropica donde se da la coexistencia de las estructuras tetragonal y romboedrica. En este trabajo, se han fabricado laminas delgadas de BNBT por deposito quimico de disoluciones (CSD) con composiciones comprendidas entre x~ 0.050 y x~ 0.150 sobre substratos de Pt/TiO2/SiO2/(100)Si. En dichas laminas se ha llevado a cabo un estudio estructural empleando difraccion de rayos X (DRX) (¥ëCu~1.5406 A) y un goniometro de cuatro circulos. El analisis Rietveld de los patrones experimentales de DRX mostro: i) diferentes fracciones volumetricas para las fases romboedrica y tetragonal, en funcion del contenido de Ba2+ ii) la coexistencia de ambas estructuras, caracteristico de una region MPB, para composiciones con x¡­0.055-0.080. Finalmente, se determino el perfil composicional de las laminas de BNBT por espectroscopia de retrodispersion Rutherford (RBS). Este estudio demostro que las laminas de BNBT presentan una composicion homogenea e intercaras abruptas lamina/substrato.

  • English

    (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3 (BNBT), which exhibits compositions for the morphotropic phase boundary (MPB) where exist an intimate coexistence of the rhombohedral and tetragonal structures, is being considered as promising lead-free alternative to the well known Pb(Zrx,Ti1-x)O3 (PZT). In this work, BNBT thin films were fabricated by chemical solution deposition (CSD) with a wide range of compositions (x~0.050-0.150) onto Pt/TiO2/SiO2/(100)Si substrates. Structural studies by X-ray diffraction (¥ëCu~1.5406 A) using a four-circle goniometer were carried out to determine the crystalline structure of the films.

    Rietveld analysis of the experimental X-ray patterns showed different volume fractions of the rhombohedral and tetragonal phases as a function of the Ba2+ content and the coexistence of both phases, characteristic of a MPB region, for x¡­0.055-0.080.

    Finally, Rutherford backscattering experiments (RBS) were performed to determine the compositional profile of the films.

    This study revealed a homogenous composition of the BNBT films with abrupt film/substrate interfaces.