錳摻雜之鈣鈦酸鋇陶瓷體的交流阻抗分析

Abstract

本研究以鈣摻雜到鈦酸鋇(BCT)陶瓷體中為主體，研究不同濃度之受體摻雜對BCT陶瓷體微結構、晶體結構和其電性分析之影響。但 Ca2+ 會同時取代鈣鈦礦結構中的A-site以及B-site；為確保Ca2+ 取代A-site，故額外添加 0 5 mol% 的 TiO2，以促使 Ca2+ 取代 B-site進行等價取代，進而提升陶瓷體的可靠度。 實驗結果顯示，將 (Ba0 92Ca0 08)Ti1 005O3 單一相粉末，以 Rietveld 方法模擬精算結構因子，可以發現，添加鈣後會導致晶格體積縮小，且正方性無顯著變化，此行為符合Ca2+ 取代 Ba2+ 位置之行為，證實了本實驗中 Ca2+ 的確是進入 A-site 而非 B-site 。為了模擬積層陶瓷電容器之燒結條件，故以Base Metal Electrode (BME) 爐於還原氣氛 (1% H2/N2) 下燒結，故本實驗添加了不同濃度的MnCO3 作為受體(acceptor) 改善陶瓷體半導化的情況；經燒結後可得到平均粒徑為 0 36 μm 之均勻微結構。阻抗圖譜以兩組等效RC電路擬合，再藉由Curie-Weiss law 行為進行驗證等效電路之合理性。從阻抗分析的結果顯示，晶粒和晶界的導電率分別由氧空缺及電子所主導；隨著受體摻雜的濃度增加，導電度隨之增加，也為維持電中性，晶粒與晶界的導電度會呈現相似的趨勢。而其空乏層厚度及晶界能障高度；隨著受體離子濃度的增加，都有相對減小的情況。綜合結論可知，添加不同濃度之受體MnCO3，對於利用交流阻抗分析所計算出之電性分析具有一定的影響。

Date of Award	2018 Sept 4
Original language	Chinese
Supervisor	Chi-Yuen Huang (Supervisor)