Achieving Both Giant d33 and High TC in Patassium-Sodium Niobate Ternary System
Source abstract
Abstract
Both giant d33 and high TC have been obtained in a lead-free piezoelectric ternary system (0.995 - x)K0.48Na0.52NbO3-0.005BiScO3-xBi0.5(Na0.7K0.2Li0.1)0.5ZrO3. Thanks to the rhombohedral-tetragonal phase coexistence and the enhanced dielectric and ferroelectric properties, the ceramic with a composition of x = 0.04 shows a giant d33 of ∼366 pC/N together with TC of ∼335 °C, thereby paving the way for achieving both high d33 and high TC in KNN-based materials. In addition, such a ceramic has a good thermal stability of d33 (e.g., d33 > 319 pC/N, T ≤ 300 °C) and an enhanced stability of ferroelectric properties against temperature. The domain-wall energy barrier of ∼0.15 eV is derived from the temperature dependence of the back-switching polarization.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Ferroelectric and Piezoelectric Materials · Microwave Dielectric Ceramics Synthesis · Acoustic Wave Resonator Technologies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Materials Science, Sichuan University, Chengdu 610064, P. R. China
Multi-disciplinary Materials Research Center, Frontier Institute of Science and Technology, and State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, P. R. China
References (59)
Show source-provided references
1. Saito Y. · Nature · 2004 · 432 · 8410.1038/nature03028 ↗
2. Liu W. · Phys. Rev. Lett. · 2009 · 103 · 25760210.1103/PhysRevLett.103.257602 ↗
3. Zhang S. · J. Appl. Phys. · 2006 · 100 · 10410810.1063/1.2382348 ↗
4. Guo Y. · Appl. Phys. Lett. · 2004 · 85 · 412110.1063/1.1813636 ↗
5. Sasaki A. · Jpn. J. Appl. Phys. · 1999 · 38 · 556410.1143/JJAP.38.5564 ↗
6. Hollenstein E. · Appl. Phys. Lett. · 2005 · 87 · 18290510.1063/1.2123387 ↗
7. Gao Y. · J. Am. Ceram. Soc. · 2011 · 94 · 296810.1111/j.1551-2916.2011.04468.x ↗
8. Zuo R. · J. Am. Ceram. Soc. · 2011 · 94 · 146710.1111/j.1551-2916.2010.04256.x ↗
9. Liang W. F. · J. Mater. Sci. · 2011 · 46 · 687110.1007/s10853-011-5650-1 ↗
10. Rödel J. · J. Am. Ceram. Soc. · 2009 · 89 · 115310.1111/j.1551-2916.2009.03061.x ↗
11. Damjanovic D. · Funct. Mater. Lett. · 2010 · 3 · 510.1142/S1793604710000919 ↗
12. Cheng X. · Appl. Phys. Lett. · 2013 · 103 · 05290610.1063/1.4817517 ↗
13. Zang G. Z. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 88 · 21290810.1063/1.2206554 ↗
14. Zhang B. P. · J. Am. Ceram. Soc. · 2006 · 89 · 160510.1111/j.1551-2916.2006.00960.x ↗
15. Damjanovic D. · Appl. Phys. Lett. · 2010 · 97 · 06290610.1063/1.3479479 ↗
16. Ge W. · J. Appl. Phys. · 2012 · 111 · 10350310.1063/1.4716027 ↗
17. Akdoğan E. K. · Appl. Phys. Lett. · 2008 · 92 · 11290810.1063/1.2897033 ↗
18. Klein N. · J. Appl. Phys. · 2007 · 102 · 01411210.1063/1.2752799 ↗
19. Hollenstein E. · J. Eur. Ceram. Soc. · 2007 · 27 · 409310.1016/j.jeurceramsoc.2007.02.100 ↗
20. Skidmore T. A. · IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control · 2011 · 58 · 181910.1109/TUFFC.2011.2019 ↗
21. Wu J. G. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 25290710.1063/1.2827573 ↗
22. Wu J. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 13291410.1063/1.2793507 ↗
23. Zhang B. Y. · ACS Appl. Mater. Interface · 2013 · 5 · 771810.1021/am402548x ↗
24. Cheng X. J. · ACS Appl. Mater. Interface · 2013 · 5 · 1040910.1021/am403448r ↗
25. Zuo R. · J. Am. Ceram. Soc. · 2009 · 92 · 28310.1111/j.1551-2916.2008.02871.x ↗
26. Zuo R. Z. · Jpn. J .Appl. Phys. · 2007 · 46 · 673310.1143/JJAP.46.6733 ↗
27. Zhu F. · IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control · 2011 · 58 · 181110.1109/TUFFC.2011.2018 ↗
28. Skidmore T. A. · J. Am. Ceram. Soc. · 2010 · 93 · 62410.1111/j.1551-2916.2009.03470.x ↗
29. Zuo R. Z. · J. Am. Ceram. Soc. · 2010 · 93 · 278310.1111/j.1551-2916.2010.03804.x ↗
30. Egerton L. · J. Am. Ceram. Soc. · 1959 · 42 · 43810.1111/j.1151-2916.1959.tb12971.x ↗
31. Zhao Z. · Phys. Rev. · 2004 · 70 · 02410710.1103/PhysRevB.70.024107 ↗
32. Chattopadhyay S. · Phys. Rev. · 1995 · 52 · 1317710.1103/PhysRevB.52.13177 ↗
33. Randall C. A. · J. Am. Ceram. Soc. · 1998 · 81 · 67710.1111/j.1151-2916.1998.tb02389.x ↗
34. Noheda B. · Phys. Rev. · 2002 · 66 · 05410410.1103/PhysRevB.66.054104 ↗
35. Matsubara M. · Jpn. J. Appl. Phys. · 2005 · 44 · 25810.1143/JJAP.44.258 ↗
36. Tashiro S. · Jpn. J. Appl. Phys. · 2002 · 41 · 711310.1143/JJAP.41.7113 ↗
37. Matthias B. T. · Phys. Rev. · 1951 · 82 · 72710.1103/PhysRev.82.727 ↗
38. Kizaki Y. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89 · 14291010.1063/1.2357859 ↗
39. Miao J. · Appl. Phys. Lett. · 2009 · 95 · 13290510.1063/1.3242009 ↗
40. Damjanovic D. · Rep. Prog. Phys. · 1998 · 61 · 126710.1088/0034-4885/61/9/002 ↗
41. Yimnirun R. · Appl. Phys. · 2007 · 89 · 73710.1007/s00339-007-4156-9 ↗
42. Du G. · Appl. Phys. Lett. · 2013 · 102 · 14290310.1063/1.4795442 ↗
43. Picinin A. · Phys. Rev. · 2004 · 69 · 06411710.1103/PhysRevB.69.064117 ↗
44. Ma B. · Appl. Phys. Lett. · 2013 · 102 · 07290110.1063/1.4793304 ↗
45. Jaffe B. · 1971
46. Eitel R. E. · Jpn. J. Appl. Phys. · 2002 · 41 · 209910.1143/JJAP.41.2099 ↗
47. Jaffe B. · J. Appl. Phys. · 1954 · 25 · 80910.1063/1.1721741 ↗
48. Smolenskii G. A. · 1984
49. Fu H. · Nature · 2000 · 403 · 28110.1038/35002022 ↗
50. Wu Z. G. · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95 · 03760110.1103/PhysRevLett.95.037601 ↗
51. Budimir M. · Phys. Rev. · 2006 · 73 · 17410610.1103/PhysRevB.73.174106 ↗
52. Damjanovic D. · J. Am. Ceram. Soc. · 2005 · 88 · 266310.1111/j.1551-2916.2005.00671.x ↗
53. Ishibashi Y. · Jpn. J. Appl. Phys. · 1999 · 38 · 80010.1143/JJAP.38.800 ↗
54. Shrout T. R. · J. Electroceram. · 2007 · 19 · 11110.1007/s10832-007-9095-5 ↗
55. Gao Y. · J. Appl. Phys. · 2010 · 107 · 07410110.1063/1.3369435 ↗
56. Lin D. · Solid State Commun. · 2009 · 149 · 164610.1016/j.ssc.2009.06.029 ↗
57. Li F. · J. Appl. Phys. · 2010 · 108 · 03410610.1063/1.3466978 ↗
58. Zhang S. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 90 · 23291110.1063/1.2746055 ↗
59. Zhang S. · J. Appl. Phys. · 2008 · 104 · 06410610.1063/1.2978333 ↗