Aurivillius结构Bi2MoxW1-xO6铁电功能晶体的生长与性质表征

作者：丁小南; 田相鑫^*; 赵鹏; 高泽亮; 刘敬权

来源：人工晶体学报, 2022, 51(11): 1858-1883.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20220906.005

• Bi2MoxW1-xO6
• Aurivillius结构
• 助熔剂法
• 晶体结构
• 介电性质
• 铁电晶体
• 电阻率

本文采用固相反应法探索了Aurivillius结构Bi2MoxW1-xO6体系的合成条件以及能够形成固溶体的成分范围，探索了Bi2MoxW1-xO6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。Bi2MoxW1-xO6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Bi2MoxW1-xO6铁电相。采用Li2B4O7-Bi2O3(摩尔比2∶1)作为助熔剂生长得到了厘米级Bi2WO6单畴晶体，厚度不小于2 mm,最大尺寸则达到了约40 mm。在n(Bi2O3)∶n(MoO3)∶n(WO3)∶n(Li2B4O7)=1∶1∶1∶1(摩尔比)体系中生长得到了厚度约1 mm的Bi2Mo0.15W0.85O6厘米量级单畴晶体，结构解析表明Bi2Mo0.15W0.85O6属于正交晶系，Aba2(No.41)空间群。变温介电性质测试表明，Bi2Mo0.15W0.85O6晶体的介电常数ε33由Bi2WO6晶体的70提高到了102,介电弛豫现象发生的温度由Bi2WO6晶体的430℃降到了330℃附近。变温电阻率测试表明，Bi2WO6与Bi2Mo0.15W0.85O6晶体的电阻率均随温度升高而降低，在100℃以下，Bi2WO6的电阻率高于Bi2Mo0.15W0.85O6晶体，且随温度升高，二者电阻率的差距在逐渐缩小。

• 单位
  临沂大学; 晶体材料国家重点实验室; 中材人工晶体研究院有限公司; 山东大学