1

MỞ ĐẦU
Vật liệu điện môi – sắt điện cấu trúc perovskite ABO3 (A – đất
hiếm, B – kim loại chuyển tiếp) được ứng dụng rộng rãi trong ngành
công nghiệp điện tử và có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của
xã hội loài người hiện đại. Vật liệu sắt điện thường được sử dụng
trong các thiết bị nhớ, các bộ biến năng áp điện hay công nghệ cảm
biến nhờ khả năng nhạy với những biến đổi cơ, nhiệt, điện v.v. thông
qua sự thay đổi mật độ điện tích dưới tác dụng của ứng suất cơ học
hoặc biến dạng cơ học dưới tác dụng của điện trường [96], [140],
[138], [106]. Ngoài ra, khi được đặt trong điện trường ngoài, vật liệu
sắt điện thể hiện đặc trưng điện môi phi tuyến mạnh, do đó chúng
còn được sử dụng trong các thiết bị chuyển pha, hay bộ lọc tần số
trong công nghệ truyền thông [56]. Vật liệu sắt điện truyền thống nền
Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) đã độc chiếm ở nhiều ngành công nghiệp quan
trọng bởi tính chất áp điện nổi trội của nó. Với các đặc trưng áp điện,
sắt điện và điện môi rất tốt, vật liệu nền PZT rất phong phú về các
ứng dụng, từ bộ phát siêu âm dạng khối trong bể rửa siêu âm tới bộ
cảm biến vi cơ có cấu trúc micromet v.v. Theo kết quả nghiên cứu
của nhóm W. Jo và cộng sự thì thị trường vật liệu trong năm 2014
đạt khoảng 12,29 triệu USD, trong đó mảng vật liệu khối PZT chiếm
khoảng 94,5% thị phần sử dụng [78]. Kết quả khảo sát khẳng định
nhu cầu sử dụng vật liệu PZT trong các ứng dụng là vô cùng lớn.
Tuy nhiên, vật liệu PZT có nhược điểm là hàm lượng nguyên tố
chì (Pb) chiếm khoảng 60% khối lượng. Trong quá trình chế tạo, sử
dụng cũng như tái chế, nguyên tố Pb có thể bay hơi, khuếch tán vào
trong môi trường làm ảnh hưởng tới môi trường sống và sức khỏe
của con người khi nhiễm độc chì một cách trực tiếp hoặc gián tiếp.
Theo báo cáo của Trung tâm Đào tạo và chỉ đạo Bệnh viện Bạch
Mai, biểu hiện nhiễm độc chì cấp tính của người lớn là ảnh hưởng tới

hệ gốm nền PZT, BFO, BTO [4, 5]. Với thế mạnh về nghiên cứu ứng
dụng, nhóm của GS. Nguyễn Hữu Đức, PGS. Phạm Đức Thắng,
PGS. Nguyễn Thị Hương Giang, trường Đại học Công nghệ nghiên
cứu ứng dụng đa pha sắt điện-sắt từ trên nền vật liệu PZT và vật liệu
từ giảo cho các cảm biến. Đặc biệt, dưới sự hướng dẫn của PGS. Vũ
Ngọc Hùng, nhóm MEMS Viện ITIMS, trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội đã có thời gian dài nghiên cứu cơ bản và ứng dụng màng
mỏng PZT cho cảm biến sinh học [122-125].
Tuy nhiên, các nghiên cứu này vẫn chủ yếu tập trung nghiên cứu
cơ bản cũng như định hướng ứng dụng dựa trên vật liệu chứa chì nền
PZT. Các sản phẩm sử dụng linh kiện điện tử loại này sẽ gặp các rào
cản về mặt pháp lý dẫn tới rất khó, hoặc không thể thâm nhập vào
các thị trường tiềm năng như EU, Mỹ, Nhật, Hàn Quốc v.v. Nhất là
trong giai đoạn hiện nay Việt Nam đang phát triển hợp tác song
phương, đa phương với các nước các tổ chức thương mại trên thế
giới. Do đó, việc nghiên cứu phát triển vật liệu gốm áp điện không


3

chì nhằm thay thế cho vật liệu gốm sắt điện chứa chì thuyền thống
nền PZT là một yêu cầu tất yếu.
Hiện nay, vật liệu sắt điện nền Bi đang được đặc biệt quan tâm
như những ứng cử viên thân thiện môi trường có thể sánh ngang với
vật liệu PZT truyền thống vì ion Bi3+ giống với Pb2+, có khả năng
phân cực mạnh [10, 168]. Với việc thể hiện tính chất áp điện tối ưu
trong lân cận biên pha hình thái (MPB) giữa pha mặt thoi (R3c) và
pha tứ giác (P4mm) [112], hệ BNT-BKT (BNKT) là một trong
những vật liệu không chì có tính chất gần với PZT nhất, với độ phân
cực dư Pr là 38 µC/cm2, hệ số áp điện d33 là 167 pC/N, hệ số ghép

biến dạng cấu trúc xuất phát từ sự khác biệt về bán kính ion của
nguyên tố pha tạp với vật liệu gốc [66], hoặc do sự chuyển pha từ
phân cực sang không phân cực [90]. Các biện luận chủ yếu dựa trên
sự thay đổi hệ số cấu trúc (tolerance factor), được giới thiệu lần đầu
tiên năm 1927 bởi M. Goldschmidt [52]. Tuy nhiên, hệ số cấu trúc
này chỉ đánh giá được vật liệu có cấu trúc perovskite hay không phải
là cấu trúc perovskite chứ không cho biết khi nào vật liệu có cấu trúc
tứ giác, mặt thoi, lập phương hay trực thoi [138]. Chính cơ sở lập
luận đó đã phần nào làm hạn chế các định hướng nghiên cứu và
khiến cho các công thức pha tạp trở nên rất phức tạp [138]. Như vậy,
vấn đề đặt ra là cấu trúc sẽ tiếp tục biến đổi thế nào nếu như hệ số
cấu trúc tiếp tục thay đổi, và điều gì xảy ra nếu ta pha tạp một
nguyên tố khác khi pha cấu trúc đang ở dạng giả lập phương?. Trong
báo cáo của A. Hussain và cộng sự đã chỉ ra rằng, khi thay thế một
hàm lượng nhỏ Zr vào vị trí của Ti thì hệ số biến dạng Smax/Emax được
tăng và đạt giá trị lớn nhất tại hàm lượng Zr khoảng 3 mol.% [66]. A.
Hussain đã giải thích rằng chính sự biến dạng cấu trúc do pha tạp là
nguyên nhân gây nên sự tăng cường độ biến dạng dưới tác dụng của
điện trường [66]. Trong khi đó, S. Lee và cộng sự lại khẳng định sự
tăng cường hệ số Smax/Emax khi thay thế Sn vào vị trí của Ti bắt nguồn
từ sự chuyển pha từ phân cực (tứ giác và mặt thoi) sang không phân
cực (giả lập phương) [90]. Do đó, hiện tượng gì cơ chế gì sẽ xảy ra
nếu vị trí A như Na được thay thế bằng một nguyên tố khác trong khi
hàm lượng Zr và Sn thay thế vị trí Ti được giữ cố định ở giá trị tối
ưu?.
Chính vì những đòi hỏi cấp bách trong thực tế về mặt định hướng
ứng dụng và mặt học thuật, chúng tôi đã chọn đề tài: ‘‘Nghiên cứu
các tính chất của vật liệu sắt điện không chứa chì nền
Bi0,5(NaK)0,5TiO3 (BNKT) pha tạp Li dạng khối và BNKT20
dạng màng„.

(BNKTS-xLi) với nồng độ Li thay thế, x từ 0,00 đến 0,05.
Hệ gốm áp điện không chì Bi0,5(Na0,78-xLixK0,22)0,5(Ti0,97Zr0,03)O3
(BNKTZ–xLi) với nồng độ Li thay thế, x từ 0,00 đến 0,05.
Màng sắt điện không chì Bi0,5(Na0,80K0,20)0,5TiO3 (BNKT20)

Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu:
-

-

Cách tiếp cận của nghiên cứu là vận dụng các mô hình lý thuyết
và kết quả thực nghiệm của các công trình được công bố trên các
tạp chí uy tín để tối ưu hóa quy trình công nghệ, phân tích và
đánh giá kết quả đạt được.
Phương pháp nghiên cứu của luận án là phương pháp thực
nghiệm. Sau khi chế tạo thành công vật liệu chúng tôi tiến hành
khảo sát cấu trúc, đo đạc các tính chất sắt điện, tính chất áp điện
và tính chất quang của vật liệu sau đó phân tích đánh giá kết quả
thu được.

Nội dung của luận án:
-

Khảo sát cấu trúc, phân tích pha tinh thể trên cơ sở phân tích dữ
liệu nhiễu xạ tia X và phổ tán xạ Raman.
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ pha tạp lên tính chất sắt điện,
tính chất áp điện, tính chất quang học của vật liệu, từ đó tìm ra
nồng độ pha tạp tối ưu để vật liệu cho tính chất tốt nhất.



Mở đầu: Giới thiệu lý do chọn đề tài, đối tượng nghiên cứu, mục
tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và nội dung nghiên cứu
của luận án.
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Các kỹ thuật thực nghiệm.
Chương 3:
Cấu trúc
và
tính chất của
gốm
Bi0,5(NaK)0,5(Ti0,95Sn0,05)O3 pha tạp Li.
Chương 4:
Cấu trúc
và
tính chất của
gốm
Bi0,5(NaK)0,5(Ti0,97Zr0,03)O3 pha tạp Li.
Chương 5: Tính chất của màng sắt điện không chì
Bi0,5(Na0,80K0,20)0,5TiO3 tổng hợp bằng phương pháp quay phủ solgel.
Kết luận: Trình bày tóm lược các kết quả chính của luận án.
Các kết quả chính của luận án đã được công bố trong 09 công
trình khoa học (trong đó có 03 bài báo đã được đăng trên tạp chí
chuyên ngành quốc tế ISI, 01 bài báo được đăng trên tạp chí khoa


7

học chuyên ngành trong nước, 05 báo cáo tại Hội nghị trong nước và
quốc tế).
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN


8

tôi đã lựa chọn phương pháp sol-gel bởi sự tiện dụng và hiệu quả của
nó. Để thuận tiện cho tiến trình thực nghiệm, quy trình chi tiết từng
phương pháp được chúng tôi phân tích, trình bày một cách cụ thể.
Ngoài ra, các phương pháp đo khảo sát cấu trúc và tính chất của vật
liệu như phương pháp nhiễu xạ tia X, phổ tán xạ Raman, phổ hấp thụ
UV-Vis, các phép đo tính chất điện, phép đo tính chất áp điện... được
trình bày chi tiết. Chương này có thể coi là cơ sở là tiền đề cho các
bước chế tạo và khảo sát tính chất của vật liệu sau này.
CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA GỐM
Bi0,5(NaK)0,5(Ti0,95Sn0,05)O3 PHA TẠP Li
3.2 Cấu trúc tinh thể của gốm BNKTS-xLi
Với giản đồ XRD được tập trung trong dải 38-42 và 44-48,
hình 3.2 (b) minh họa một cách rõ nét vai trò của ion Li+ và Sn4+ lên
cấu trúc của gốm áp điện không chì BNKT. Trong mẫu gốm BNKT
không pha tạp, dữ liệu XRD cho thấy sự tồn tại đồng thời của pha tứ
giác và pha mặt thoi, điều này được minh chứng bởi sự tách các đỉnh
(003)R/(021)R ở xung quanh góc nhiễu xạ 40 đặc trưng cho pha mặt
thoi và (002)T/(200)T ở góc nhiễu xạ 46,5 đặc trưng cho pha tứ giác.
Tuy nhiên các đỉnh này có xu hướng chập lại thành các đỉnh đơn
(111)PC và (002)PC đặc trưng cho pha giả lập phương khi 5 mol.% Sn
được thay thế cho Ti tại vị trí bát diện, kéo theo sự chuyển pha từ
pha mặt thoi và tứ giác đến pha giả lập phương. Một điều thú vị, khi
nồng độ Li pha tạp tăng, các đỉnh đơn (200)PC and (111)PC lại có xu
hướng tách thành các đỉnh kép (002)T/(200)T và (003)R/(021)R đặc
trưng cho kiểu đối xứng tứ giác và mặt thoi tương ứng, như được
quan sát trong hình 3.2 (b).


Hình 3.7 (b) minh họa sự phụ thuộc của bình phương độ hấp thụ
(αhγ)2 theo năng lượng photon (hγ) của hệ BNKTS-xLi, giản đồ đính
kèm minh họa sự phụ thuộc độ rộng vùng cấm theo nồng độ Li thay
thế. Sự dịch chuyển của đỉnh hấp thụ về phía bước sóng cao hơn xảy
ra khi nồng độ Li thay thế tăng, chứng tỏ độ rộng vùng cấm giảm.
Do đó, giá trị độ rộng vùng cấm Eg được xác định dựa trên phương
pháp ngoại suy tuyến tính giản đồ hấp thụ của gốm BNKTS-xLi áp
dụng cho kiểu dịch chuyển gián tiếp với n = 2. Sự phụ thuộc độ rộng
vùng cấm của gốm vào nồng độ Li thay thế được minh họa trên hình
3.7 (b). Khi nồng độ Li thay thế tăng từ 0 đến 5 mol.%, độ rộng vùng
cấm Eg giảm liên tục từ 2,99 đến 2,84 eV.

Hình 3.7 (a) Phổ hấp thụ UV-vis của gốm BNKTS-xLi với nồng
độ Li pha tạp từ x từ 0 đến 0,05, (b) sự phụ thuộc của bình phương
độ hấp thụ (αhγ)2 theo năng lượng photon (hγ) của hệ BNKTS-xLi,
giản đồ đính kèm minh họa sự phụ thuộc của độ rộng vùng cấm theo
nồng độ Li thay thế.


11

3.6 Tính chất áp điện của gốm BNKTS-xLi
Hình 3.9 (a) minh họa đường cong biến dạng gây bởi điện trường
của gốm BNKT và BNKTS-xLi với điện trường đặt vào là ±6
kV/mm. Nhìn chung, tất cả các đường cong biến dạng đều có dạng
hình cánh bướm (butterfly-shaped) đặc trưng cho kiểu vật liệu áp
điện. Một điều thú vị là, khi ion Sn4+ and Li+ được thay thế tương
ứng cho vị trí của Ti+4 và Na+, thì tính chất áp điện của gốm BNKT
tăng cường mạnh mẽ.


Độ rộng vùng cấm của vật liệu BNKTS-xLi cũng chứng kiến
một xu hướng giảm từ 2,99 xuống 2,84 eV.
Hệ số dẫn nạp áp điện cực đại thu được có giá trị là 590 pm/V ở
nồng độ Li pha tạp x = 0,04.
CHƯƠNG 4: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA GỐM
Bi0,5(NaK)0,5(Ti0,97Zr0,03)O3 PHA TẠP Li
4.3 Cấu trúc của gốm BNKTZ–xLi

Giản đồ XRD trong dải góc nhiễu xạ quan sát cho thấy các đỉnh
nhiễu xạ rộng và không đối xứng. Điều này được chúng tôi cho là do
sự chồng chập của nhiều đỉnh. Để sáng tỏ vấn đề này, chúng tôi đã
sử dụng phương pháp khớp hàm Lorentzian cho từng đỉnh. Rõ ràng
trong mỗi đỉnh nhiễu xạ hình 4.4 đều là sự kết hợp của hai đỉnh đơn
riêng biệt, như được minh họa bởi các đường đứt nét màu đỏ. Các
đỉnh đôi (003)/(021) và (002)/(200) tương ứng trong dải góc nhiễu
xạ từ 39,0° đến 40,5° và từ 44,0° đến 48,0° là bằng chứng cho thấy
sự đồng thời tồn tại của pha mặt thoi và pha tứ giác trong gốm áp
điện BNKTZ–xLi. Và không có sự chuyển pha nào được quan sát
thấy khi Li được thay thế vào vị trí A của cấu trúc perovskite. Một sự
quan sát kỹ cho thấy vị trí các đỉnh nhiễu xạ có xu hướng dịch về
phía góc nhiễu xạ lớn trước khi đạt trạng thái ổn định ở nồng độ Li
pha tạp là 2 mol.%. Điều đó chứng tỏ ion Li+ gây nên biến dạng nén
cục bộ khi nó được thế vào vị trí Na trong mạng perovskite.


13

Hình 4.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của gốm BNKTZ–xLi với nồng
độ Li thay thế x = 0,00, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04 và 0,05.


xuống 8,4 μC/cm2 đối với độ phân cực dư.


15

Hình 4.6 Đường cong điện trễ ở nhiệt độ phòng của gốm
BNKTZ-xLi với các nồng độ Li thay thế khác nhau.
4.6 Đáp ứng điện môi của gốm BNKTZ–xLi

Hình 4.7 (a) Sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số điện môi trong
gốm BNKTZ-xLi ở tần số 1kHz, (b) sự thay đổi giá trị của Td và Tm
theo nồng độ Li thay thế trong gốm BNKTZ.
Hình 4.7 (a) minh họa sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số điện
môi và độ tổn hao điện môi của gốm BNKTZ-xLi ở tần số 1kHz. Sự
thay đổi giá trị của Td và Tm theo nồng độ Li thay thế trong gốm
BNKTZ được thể hiện trong hình 4.7 (b). Giản đồ cho thấy cả Td và
Tm đều biến thiên theo nồng độ ion Li+ pha tạp. Nhiệt chuyển pha thứ
nhất Td dịch về phía nhiệt độ cao khi nồng độ Li thay thế tăng và đạt


16

điểm cực đại là 411 K ở 2 mol.% Li pha tạp, trước khi giảm xuống
403 K ở 5 mol.%. Trái với Td, nhiệt chuyển pha thứ hai Tm tăng đều
đáng kể từ 557 đến 615 K khi nồng độ Li thay thế tăng từ 0 đến 5
mol.%.
4.7 Tính chất áp điện của gốm BNKTZ–xLi

Hình 4.8 (a) Đường trễ biến dạng gây bởi điện trường một chiều
của gốm BNKTZ-xLi với x = 0,00–0,05, (b) độ biến dạng cực đại

áp điện không chì Bi0,5(Na0,78K0,22)0,5Ti0,97Zr0,03O3 được nghiên cứu
và trình bày chi tiết. Các kết quả nổi bật trong chương này là:
-

-

-

Các đỉnh (021) và (200) có sự dịch chuyển nhỏ về phía góc nhiễu
xạ lớn hơn theo nồng độ Li thay thế. Chứng tỏ thành phần pha
của gốm có sự thay đổi về phía pha mặt thoi trong biên pha hình
thái của gốm BNT.
Hệ số áp điện Smax/Emax của gốm được tăng cường đáng kể từ 600
đến 643 pm/V ở nồng độ Li thay thế x = 0,02.
Độ phân cực cực đại Pm của gốm chứng kiến một sự suy giảm từ
46,2 xuống 26,1 μC/cm2 khi nồng độ Li thay thế tăng từ 0,00 đến
0,05.
Độ rộng vùng cấm của gốm giảm từ 2,88 xuống 2,68 eV ứng với
nồng độ Li thay thế từ 0 đến 5 mol.%.
CHƯƠNG 5: TÍNH CHẤT CỦA MÀNG SẮT ĐIỆN
KHÔNG CHÌ Bi0,5(Na0,80K0,20)0,5TiO3 TỔNG HỢP BẰNG
PHƯƠNG PHÁP QUAY PHỦ SOL-GEL
5.1 Cấu trúc tinh thể của màng BNKT20

Hình 5.1 minh họa giản đồ XRD của màng mỏng BNKT20 được
nung ở nhiệt độ 700°C. Dữ liệu nhiễu xạ cho thấy bên cạnh pha đa
tinh thể kiểu perovskite được đặc trưng bởi các định hướng tinh thể
(100), (110) và (200) ở các góc nhiễu xạ 2θ tương ứng 23o, 32,5o và



đến 6,178 μC/cm2 khi cường độ điện trường tăng từ 150 đến 190
kV/cm. Xu hướng tương tự cũng được quan sát ở trường điện kháng.
Khi điện trường đặt vào mẫu tăng, trường điện kháng ở tất cả các
mẫu đều có xu hướng tăng.
Hình 5.6 (a) minh họa đường cong điện trễ của màng mỏng
BNKT20 tương ứng với các các độ dày khác nhau của màng, được


20

đo với tần số 1 kHz và điện trường cực đại là ± 150 kV/cm. Khi bề
dày của màng tăng, độ nghiêng của đường cong điện trễ giảm đồng
thời đường cong điện trễ trở nên vuông hơn.Sự nghiêng của đường
cong điện trễ có thể là do sự hiện diện của lớp điện môi xuất hiện
phía trên của chất sắt điện [176], [147]. Lớp điện môi này ngăn cách
các điện tích biên gây bởi sự phân cực với các điện tích bù trên điện
cực.

Hình 5.6 (a) Đường cong điện trễ (P-E) của màng BNKT20 với
các độ dày khác nhau được đo với điện trường cực đại là ± 150
kV/cm và tần số 1 kHz, (b) sự phụ thuộc của độ phân cực dư Pr và
trường điện kháng EC theo độ dày của màng.
Ảnh hưởng của bề dày lên tính chất sắt điện của màng BNKT20
còn được thể hiện qua sự phụ thuộc của độ phân cực dư vào bề dày
của màng. Hình 5.6 (b) biểu diễn sự phụ thuộc độ phân cực dư của
màng BNKT20 ở điện trường cực đại 160 kV/cm theo độ dày. Kết
quả cho thấy khi độ dày của màng tăng, độ phân cực dư Pr bị thay
đổi đáng kể. Ở các màng BNKT20 có độ dày mỏng tương ứng với 4
lớp và 6 lớp, độ phân cực dư có giá trị nhỏ và tăng chậm từ 2,374
đến 3,234 μC/cm2. Khi bề dày của màng tăng, độ phân cực dư tăng

-

-

Giản đồ XRD cho thấy các màng mỏng có cấu trúc kiểu
perovskite đặc trưng.
Giá trị độ phân cực dư của màng đo ở điện trường cực đại 150
kV/cm tăng mạnh từ 2,374 μC/cm2 ở màng 4 lớp đến 8,414
μC/cm2 ở màng 12 lớp.
Các hiệu ứng Schottky và SCLC được chúng tôi cho là chiếm ưu
thế nổi trội trong màng mỏng sắt điện BNKT20.
Kết quả phân tích cho thấy mật độ dòng dò trong màng BNKT20
giảm khi bề dày của màng tăng.
KẾT LUẬN

Luận án tập trung nghiên cứu chế tạo và tính chất của hai hệ gốm
sắt điện không chì là BNKTS-xLi và BNKTZ-xLi (với x = 0,00,
0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05) và một hệ màng mỏng sắt điện không chì
BNKT20. Các kết quả và kết luận chung của luận án có thể được
tổng kết và tóm lược một số điểm như sau:
1. Luận án đã chế tạo thành công hai hệ gốm sắt điện không chì là
BNKTS-xLi và BNKTZ-xLi và một hệ màng mỏng BNKT20
đồng thời thực hiện một số phép đo tính chất đặc trưng của loại
vật liệu này.
2. Bằng công cụ phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X và phổ tán xạ
Raman, sự hiện diện của các pha perovskite, quá trình chuyển
pha cấu trúc của vật liệu theo nồng độ Li thay thế được làm sáng
tỏ.
- Đối với hệ BNKTS-xLi, mẫu gốm không pha tạp có cấu trúc
giả lập phương. Khi được thay thế bởi Li, kết quả phân tích

với nồng độ Li thay thế từ 0 đến 5 mol.%. Tuy nhiên, độ rộng
vùng cấm trong hệ BNKTS-xLi lớn hơn một chút so với hệ
BNKTZ-xLi.
Đặc biệt, việc pha tạp Li vào vị trí A của cấu trúc perovskite đã
cải thiện đáng kể độ biến dạng cũng như hệ số dẫn nạp áp điện
của hai hệ gốm BNKTS-xLi và BNKTZ-xLi. Hệ số dẫn nạp áp
điện cực đại của hệ BNKTS-xLi có giá trị là 590 pm/V ở nồng
độ Li pha tạp x = 0,04. Còn đối với hệ BNKTZ-xLi, hệ số áp
điện Smax/Emax của gốm được tăng cường đáng kể từ 600 đến 643
pm/V ở nồng độ Li pha tạp x = 0,02. So với hệ BNKTS-xLi, hệ
số áp điện cực đại của hệ BNKTZ-xLi lớn hơn đáng kể.
Tính chất điện của vật liệu BNKTS-xLi cũng được chúng tôi
khảo sát thông qua phổ trở kháng phức của gốm phụ thuộc nhiệt
độ đo. Qua phân tích chúng tôi tìm được năng lượng hoạt hóa
của hạt Eg và biên hạt Egb tương ứng là 2,73 và 2,37 eV.
Bên cạnh hai hệ gốm, màng mỏng sắt điện
Bi0,5(Na0,80K0,20)0,5TiO3 (BNKT20) có hợp phần gần MPB được
chế tạo bằng phương pháp lắng đọng dung dịch hóa (sol-gel) và
khảo sát sự phụ thuộc của tính chất sắt điện theo độ dày của
màng.
- Giá trị độ phân cực dư của màng đo ở điện trường cực đại
150 kV/cm tăng mạnh từ 2,374 μC/cm2 ở màng 4 lớp đến
8,414 μC/cm2 ở màng 12 lớp.
- Cơ chế dòng dò trong tụ sắt điện gây bởi các hiệu ứng
Schottky và SCLC được chúng tôi cho là chiếm ưu thế nổi
trội trong màng mỏng sắt điện BNKT20. Kết quả phân tích


24