Vismuttikerroksinen pietsosähköinen keramiikka
Pietsosähköisen keraamisen materiaalin löytäminen, joka on verrattavissa lyijyttömään PZT-keramiikkaan .joka
Pietsosähköisistä levyistä tulee kiireellinen tarve elektronisten materiaalien alalla. Tällä hetkellä tutkimus keskittyy pääasiassa kahteen pääkategoriaan: vismuttipitoiseen (B i2O2) pietsosähköiseen keramiikkaan ja perovskiittirakenteiseen vismuttinatriumtitanaattiin (NaxBix) (BNT). Sähkökeramiikka koostuu kaksiulotteisista perovskiitista ja (Bi2O2) kerroksista, jotka on järjestetty vuorotellen toisistaan ja sen erityinen kerrosrakenne määrittää seuraavat ominaisuudet: alhainen dielektrisyysvakio, korkea curie-lämpötila, sähkömekaaninen kytkentäkerroin,
Suorakaiteen muotoisella pietsosensorilla on korkea resistiivisyys, alhainen ikääntymisnopeus, suuri dielektrinen läpimurtolujuus ja alhainen sintrauslämpötila jne. Nämä ominaisuudet määräävät, että pietsokeramiikka soveltuu erityisen hyvin korkean lämpötilan ja korkean taajuuden sovelluksiin, mikä ratkaisee suuren tehon resonanssin PZT-pietsosähköisen keramiikan ongelman. Kuitenkin vismuttikerroksisella pietsosähköisellä keramiikalla on omat haittansa:
pietsosähköinen sähköntuotanto johtuu siitä, että koersitiivikenttä (E c) on liian korkea, mikä ei edistä polarisaatiota; toinen pietsosähköinen aktiivisuus on alhainen. Näiden kahden tyyppisten vikojen voittamiseksi, pääasiassa
pietsosähköistä keräyslevyä käytetään korkean lämpötilan polarisaatioon, koska pakkokenttä pienenee lämpötilan noustessa ja dopingmodifikaatiossa, Li ja muut 0,94TiO3 liittyvät La, Nb:iin, pakkokenttä pieneni, pietsosähköinen aktiivisuus on parantunut huomattavasti, Tämä materiaali soveltuu pietsosähköisten suodattimien, suorituskyvyn parantamiseen, pietsosähköihin, lisäoskillaattoriin. Pietsolevymuunnin voidaan saavuttaa prosessiparannuksilla, kuten raesuuntautuneella tekniikalla. jotka lisäävät vismuttipäällysteisten transistorien anisotropiaa. Vismutti-natriumtitanaatti TiO3 (BNT) on myös lyijyttömän keramiikan hotspot. Se löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1960 ja sillä on perovskiittirakenne. Samalla natriumvismuttititanaatilla on myös alhainen pietsosähköinen aktiivisuus, suuri pakkokenttä ja niin edelleen. Tällä hetkellä vismuttititanaattinatriumia modifioidaan pääasiassa lisäämällä erilaisia perovskiittirakenteisia lisäaineita. Wang (B i0. 5N a0. 5) lisättiin materiaalifraktioon 0,5 % CeO2 ja 0,75 % La2O3 tavanomaisella sintrauksella ja havaittiin, että pietsosähköinen keramiikka .
Pietsosähköiset putket mikro-toimilaitteille paransivat d33:n ominaisuuksia 1 kH z -resonanssitaajuudella, dielektrinen häviö tan δ = 2,0%, röntgendiffraktiolla havaittiin, että CeO2 ja La2O3 dispergoituivat kidehilassa sintrauksen aikana, se ei vaikuta pietsokeramiikan suorituskykyyn. BaTiO3 on aikaisin materiaali, joka löysi lyijyttömän pietsosähköisen keramiikan.
