Стабилизация полярного состояния KNO3 в композитах (KNO3)1–x / (CeO2)x

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Приводятся результаты диэлектрических исследований сегнетоэлектрических композитов (KNO3)1–x / (CeO2)x с целью выявления влияния оксида церия на стабильность полярного состояния нитрата калия. Показано, что увеличение доли CeO2 до 0.25 < x < 0.35 в составе композита (KNO3)1–x / (CeO2)x приводит к временной стабилизации сегнетоэлектрического состояния. Основным механизмом взаимодействия оксидов металлов с нитратами является образование двойного электрического слоя на границе раздела частиц за счет различных энергий адсорбции отрицательных и положительных ионов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. В. Павлов

Амурский государственный университет

Email: lenast@bk.ru
Russian Federation, Игнатьевское ш., 21, Благовещенск, Амурская обл., 675028

Е. В. Стукова

Амурский государственный университет

Author for correspondence.
Email: lenast@bk.ru
Russian Federation, Игнатьевское ш., 21, Благовещенск, Амурская обл., 675028

С. В. Барышников

Благовещенский государственный педагогический университет

Email: lenast@bk.ru
Russian Federation, ул. Ленина, 104, Благовещенск, Амурская обл., 675004

References

  1. Scott J.F. Ferroelectric Memories // Springer Series in Advanced Microelectronics. 2000. V. 3. 248 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04307-3
  2. Стукова Е.В., Барышников С.В. Стабилизация сегнетоэлектрической фазы в композитах (KNO3)1–x – (BaTiO3)x // Перспективные материалы. 2011. № 2. С. 28–33.
  3. Shimada S., Aoki T. Stabilization of the Ferroelectric γ-Phase of KNO3 by Doping with Na+, Determined by the Acoustic Emission Method // Chem. Lett. 1996. V. 25. № 5. P. 393–394. https://doi.org/10.1246/cl.1996.393
  4. Liang C.C. Conduction Characteristics of the Lithium Iodide‐Aluminum Oxide Solid Electrolytes // J. Electrochem. Soc. 1973. V. 120. № 10. P. 1289–1292. https://doi.org/10.1149/1.240324
  5. Uvarov N.F., Hairetdinov E.F., Skobelev I.V. Composite Solid Electrolytes MeNO3-Al2O3 (Me = Li, Na, K) // Solid State Ionics. 1996. V. 86–88. P. 577–580. https://doi.org/10.1016/0167-2738(96)00208-1
  6. Uvarov N.F., Vaněk P. Stabilization of New Phases in Ion-Conducting Nanocomposites // J. Mater. Synth. Process. 2000. V. 8. P. 319–326. https://doi.org/10.1023/A:1011346528527
  7. Milinskiy A.Yu., Baryshnikov S.V., Zeeva A.A. Dielectric Properties of Ferroelectric Composite (KNO3)(1–x)/(RbNO3)x // St. Petersburg State Polytechn. Univ. J. Phys. Math. 2023. V. 16. № 1.1. P. 38–42. https://doi.org/10.18721/JPM.161.106
  8. Барышников С.В., Милинский А.Ю., Стукова Е.В., Зеева А.А. Стабилизация сегнетоэлектрической фазы нитрата калия в композите [KNO3]1–x/[Ba(NO3)2]x // Изв. вузов. Физика. 2023. Т. 66. № 12. С. 22–29. https://doi.org/10.17223/00213411/66/12/3
  9. Барышников С.В., Милинский А.Ю. Стабилизация полярной фазы нитрата калия, внедренного в нанопористую матрицу титаната бария // Физика твердого тела. 2024. Т.66. № 5. С. 747–751. https://doi.org/10.61011/FTT.2024.05.58080.98
  10. Chen A., Chernow F. Nature of Ferroelectricity in KNО3 // Phys. Rev. 1967. V. 154. № 2. P. 493–505. https://doi.org/10.1103/PhysRev.154.493.
  11. Nimmo J.K., Lucas B.W. The Crystal Structures of γ- and β-KNO3 and the α←γ←β Phase Transformations // Acta Crystallogr., Sect. B. 1976. V. 32. № 7. P. 1968–1971. https://doi.org/10.1107/S0567740876006894
  12. Deshpande V.V., Karkhanavala M.D., Rao U.R.K. Phase Transitions in Potassium Nitrate // J. Therm. Anal. Calorim. 1974. V. 6. P. 613–621. https://doi.org/10.1007/BF01911781
  13. Balakrishnan G., Panda A.K., Raghavan C.M., Singh A., Prabhakar M.N, Mohandas E., Kuppusami P., Jung il Song. Microstructure, Optical and Dielectric Properties of Cerium Oxide Thin Films Prepared by Pulsed Laser Deposition // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2019. V. 30. P. 16548–16553. https://doi.org/10.1007/s10854-019-02031-3
  14. Ikeda S., Kominami H., Koyama K., Wada Ya. Nonlinear Dielectric Constant and Ferroelectric-to-Paraelectric Phase Transition in Copolymers of Vinylidene Fluoride and Trifluoroethylene // J. Appl. Phys. 1987. V. 62. № 8. P. 3339–3342. https://doi.org/10.1063/1.339294
  15. Miga S., Dec J., Kleemann W. Computer-controlled Susceptometer for Investigating the Linear and Nonlinear Dielectric Response // Rev. Sci. Instrum. 2007. V. 78. № 3. P. 033902. https://doi.org/10.1063/1.2712792
  16. Alekseeva O.A., Naberezhnov A.A., Stukova E.V., Franz A., Baryshnikov S.V. Temperature Range Broadening of the Ferroelectric Phase in KNO3 Nanoparticles Embedded in the Pores of the Nanoporous Al2O3 Matrix // Ferroelectrics. 2021. V. 574. № 1. P. 8–15. https://doi.org/10.1080/00150193.2021.1888043
  17. Milinskiy A.Yu., Baryshnikov S.V., Charnaya E.V., Chernechkin I.A., Uskova N.I. Coexistence of Ferroelectric and Paraelectric KNO3 Phases in Carbon Nanotubes // Ferroelectrics. 2023. V. 604. № 1. P. 14–21. https://doi.org/10.1080/00150193.2023.2168975

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Temperature dependences of dielectric permittivity εʹ (T) and third harmonic coefficient γ3ω (T) of KNO3 (dark dots - heating, light dots - cooling).

Download (116KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependences of dielectric constant εʹ and third harmonic coefficient γ3ω in the polar phase on the composition of (KNO3)1-x / (CeO2)x at 388 K.

Download (91KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Temperature dependences of the third harmonic coefficient γ3ω (T) for (KNO3)0.7 / (CeO2)0.3 during heating: 1 - immediately after cooling, 2 - after 1 h, 3 - after 2 h, 4 - after 4 h, 5 - after 24 h; in the inset - time dependence of the maximum values of γ3ω.

Download (219KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences