Effet du dopage par l’yttrium et l’holmium sur les propriétés de structure et diélectriques de PbTiO3

Abstract

Les propriétés structurales, microstructurales et diélectriques de PbTiO3 pur et substitué par l’yttrium et l’holmium (préparés par la méthode sol-gel, moyennent la voie de la déstabilisation de solutions colloïdales (DSC)) ont été étudiées. L’analyse par diffraction de rayons X a révélé que l’yttrium (Y) et l’holmium (Ho) peuvent substituer Pb et Ti dans leurs sites respectifs avec une diminution de la valeur de la quadracité, c/a, et l’analyse par microscopie à balayage a montré que la substitution par ces deux ions de terres rares (Y3+ et Ho3+) réduisait fortement la taille des grains des échantillons substitués. En outre, les résultats diélectriques ont montré que Y et H n’influencent pas de façon notable la température de transition ferro-paraélectrique (Tc), mais que, par contre, ils augmentent les valeurs de la permittivité à Tc et diminuent les pertes diélectriques. En outre, Les allures de la permittivité en fonction de la fréquence montrent l’apparition de phénomène de résonance; phénomène observé dans d'autres matériaux telles les céramiques à relaxation diélectrique et les métamatériaux, résultat qui n’a pas été rapporté dans la littérature pour PbTiO3. Pour les propriétés piézoélectriques des échantillons Pb1-xHoxTiO3, la substitution par l’holmium entraîne une augmentation de la valeur de facteur de couplage électromécanique, kp.