PROPRIEDADES DIELÉTRICAS DO Bi2Sn2O7 PURO E DOPADO COM MANGANÊS / DIELECTRIC PROPERTIES OF PURE AND Bi2Sn2O7 Doped MANGANESE

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Nesse trabalho, investigamos as propriedades dielétricas e iônicas das cerâmicas Bi2Sn2O7 pura (BSO) e dopado com manganês (BSO:Mn) no intervalo de temperaturas entre 23C e 326C. Dentre os principais resultados do BSO, pode-se destacar o efeito PTCR (do inglês, Resistência com Coeficiente Positivo de Temperatura) quando se anali-sou a dependência da resistência elétrica com a temperatura. Além disso, em ambas as amostras, os picos de relaxação do módulo elétrico imaginário ( ) estão relacionados a processos condutivos, mas apenas o BSO exibe uma anomalia no intervalo de tempe-raturas investigadas. Essa anomalia se expressa como o deslocamento dos picos para a região de baixas frequências à medida que a temperatura aumenta do valor ambiente até 100C e, depois para a região de altas frequências, quando a temperatura varia de 100C a 326C. Essa dinâmica dos dados permitiu estimar o valor da transição de fase como sendo igual a 121,5C. Observou-se também que essa transição é possi-velmente ferróica, pois a dependência da capacitância com a temperatura mostra um comportamento tipo Curie. Por outro lado, a análise da parte real da permissividade elétrica com a temperatura evidenciou que a temperatura de transição do BSO situa-se em algum ponto próximo de 125C, enquanto que a do BSO:Mn está por volta de 120C. A dependência da condutividade com a temperatura recíproca mostrou um comportamento tipo Arrhenius e, a partir do ajuste matemático, em altas temperatu-ras, estimou-se uma energia de ativação de 1,26 eV. Ademais se constatou que a do-pagem do BSO com manganês inibiu o efeito observado nos gráficos de versus fre-qüência, facilitou o mecanismo de condução do sistema e impediu o efeito PTCR. Ana-lisando a dependência com a temperatura da perda dielétrica percebe-se que a mesma apresenta uma anomalia por volta de 120C que pode ser devido à transição de fase estrutural . Estudando a parte real da admitância em função da frequência pu-deram-se separar as contribuições de contorno de grão e bulk do sistema e, observar que a resposta deste último exibe um pico em 120 C que se deve possivelmente à transição . Quanto à substituição do íon manganês na estrutura do BSO, duas hipóteses são levantadas. Acredita-se que em ambas o íon Mn ocorra no estado de oxidação 2+, mas substituindo ou no sítio do íon de estanho ou no sítio do íon de bis-muto, e liberando vacâncias de oxigênio.

ASSUNTO(S)

propriedades dielétricas estanato de bismuto espectroscopia efeito ptcr transição de fase fisica bismuth stannate dielectric properties spectroscopy ptcr effect phase transition

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