Зависимость диэлектрических характеристик образцов керамики BTS от числа слоев с разной концентрацией олова.

Сравнительный анализ комплексной диэлектрической проницаемости и проводимости проводился для образцов керамики BTS, содержащей два (Zl), три (D) и четыре (V) слоя с разной концентрацией олова, полученной методом спекания.

Различие трех- и четырехслойного образцов от двухслойного можно наблюдать и на графике зависимости ^ε'(/). У образцов DhVотсутствуют максимумы ^ε', в то время, как у образца Zl он четко выражен (рис. 4.18,6).

Проведем сравнение диаграмм ^ε'(^ε). Как было показано на рис. (4.16,а), у двухслойного образца Zl на диаграмме ^ε' (^ε) присутствуют две дуги полуокружностей и прямая линия в низкочастотной области спектра. На диаграммах ^ε4^ε), построенной для образцов с тремя (D) и четырьмя (V) слоями, также обнаруживаются две дуги полуокружностей и прямая линия в низкочастотной области спектра. Однако в области высоких частот проводимость на постоянном токе также вносит существенный вклад в процессы релаксации в данных образцах, что выражается линейной зависимостью ^ε'(^ε) в левой части диаграммы, соответствующей области высоких частот (рис. 4.19).

106

Рис. 4.18. Частотная зависимость действительной (а) и мнимой (б) частей комплексной диэлектрической проницаемости двухслойного Zl (кривая 1), трехслойного D (кривая 2) и четырехслойного V (кривая 3) образцов

Рис.

Наиболее вероятные времена релаксации для образцов Zl, D и V представлены в таблице 4.1. Согласно расчетным данным, имеет место корреляция времен релаксации с количеством слоев в образце: с увеличением числа слоев с разной концентрацией олова, наблюдается тенденция к увеличению наиболее вероятного времени релаксации в области низких

частот. В области высоких частот увеличение наиболее вероятного времени релаксации выражено значительно сильнее.

Таблица 4.1.

Наиболее вероятные времена релаксации образцов с разным числом слоев.

Полученные на основании анализа диаграмм дисперсии комплексной диэлектрической проницаемости значения наиболее вероятных времен релаксации не зависят от числа слоев с разной концентрацией олова, и, согласно [97], соответствуют тепловой поляризации. Поскольку в отличие от рассмотренных ранее (Глава 3) соединений на основе титаната висмута, имеющих наноразмерную слоистую структуру, в данном случае, по всей видимости, основную роль в различии свойств играют макроскопические характеристики образцов.

Необходимо отметить, что различие диэлектрических свойств двухслойного образца керамики BTS от трех (D) и четырехслойного (V) проявляется не только в характере дисперсии комплексной диэлектрической проницаемости, но и в температурных зависимостях остаточной поляризации (рис.

Таким образом, наблюдаемое различие диэлектрических свойств образцов D и V от свойств двухслойного образца Zl может быть обусловлено тем, что, как было показано в главе 1 (рис. 1.20), образец Zl имеет ступенчатый градиент концентрации олова, и, как следствие, ступенчатый профиль поляризации, а образец V - приближенный к линейному.

Поскольку существенных отличий между трех и четырехслойными образцами в диэлектрических свойствах не наблюдалось, по всей видимости, характер профиля концентрации олова у них также похож.

Не смотря на зависимость поведения комплексной диэлектрической проницаемости от числа слоев с разной концентрацией олова, частотные зависимости действительной компоненты проводимости ^σtf 1 для всех трех образцов похожи (рис. 4.20). У всех образцов имеет место рост проводимости с увеличением частоты приложенного поля. Значения проводимости для всех образцов совпадают по порядку величины во всем исследуемом частотном диапазоне.

Рис. 4.20. Зависимость ^σ(f) для двухслойного Zl (кривая 1), трехслойного D (кривая 2) и четырехслойного V (кривая 3) образцов.

4.2.2.3.