Please use this identifier to cite or link to this item: http://nuir.lib.nu.ac.th/dspace/handle/123456789/5626
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributorWiwat Pattanakasemen
dc.contributorวิวรรธน์ พัฒนเกษมth
dc.contributor.advisorTheerachai Bongkarnen
dc.contributor.advisorธีระชัย บงการณ์th
dc.contributor.otherNaresuan Universityen
dc.date.accessioned2023-08-15T07:21:22Z-
dc.date.available2023-08-15T07:21:22Z-
dc.date.created2565en_US
dc.date.issued2565en_US
dc.identifier.urihttp://nuir.lib.nu.ac.th/dspace/handle/123456789/5626-
dc.description.abstractThis work investigated the effect of acceptor doping of Li1+ and La3+, and donor doping of La3+ and V5+ into BaTi0.91Sn0.09O3 (BTS) systems on phase structural, microstructure and electrical properties. The BTS ceramics with Li1+, La3+ and V5+ doped [(Ba1-xLixTi0.91Sn0.09O3; BLiTS), (Ba1-xLaxTi0.91S0.09;BLTS), (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xLaxO3;BTSL) and (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xVxO3;BTSV)] were fabricated by conventional solid-state reaction method. The powders and ceramics were calcined and sintered at the temperatures of 1200 °C for 2 h and 1350-1450 °C for 4 h, respectively. It was found that all ceramics showed a perovskite phase. Pure BTS ceramics exhibited coexistence of orthorhombic (O) and tetragonal (T) phases. For the BTS ceramics with Li1+ acceptor doped (Ba1-xLixTi0.91Sn0.09O3; BLiTS) at x= 0, 0.01, 0.03 and 0.05. It was found that all samples exhibited coexistence of orthorhombic (O) and tetragonal (T) phases. T phase increased when x increased from 0 to 0.03, and then dropped. The average grain size decreased from 47 to 40 µm when x increased from 0 to 0.01, and then greatly decreased. The porosity increased when x increased, while the density decreased from 5.98 to 5.82 g/cm3. Furthermore, BLiTS ceramics showed the decrease of Curie temperature and dielectric constant at TC (εC~18023 to 13737 and TC~43 to 42 °C, respectively). The BTS ceramics with La3+ donor doped (Ba1-xLaxTi0.91S0.09;BLTS) at x= 0, 0.01, 0.03 and 0.05. When x= 0.01, the ceramics exhibited coexisting orthorhombic (O) and tetragonal (T) phases, while the orthorhombic (O), tetragonal (T) and cubic phase (C) were detected in the BLTS ceramics with x=0.03 and 0.05, which the Rietveld refinement analysis confirmed. Furthermore, increasing x in the BLTS ceramics led to a large decrease in the average grain size (from 45.7 to 0.9 µm). A significant decrease in the remnant polarization (Pr) accompanied by very slim hysteresis loops were observed for higher La3+ (x≥0.03) levels. This demonstrates that BLTS ceramics transition from classical ferroelectric to relaxor ferroelectric behavior due to changing occupancy of the A-site to La3+ from Ba2+. For the BTS ceramics with La3+ acceptor doped (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xLaxO3;BTSL) at x=0, 0.005, 0.010, 0.015 and 0.020. It was found that BTSL ceramics with x=0.005-0.020 exhibited perovskite structures and had secondary impurity phases. The BTSL ceramics had presence of orthorhombic (O)+tetragonal (T) phases, O+T+ cubic (C)  phases and only C phase when x =0-0.005, x=0.010-0.015 and x=0.020, respectively. Furthermore, Rietveld refinement revealed that the La3+ cation occupied in A-site when x≥0.010. The average grain size and the remnant polarization of BTSL ceramics exhibited slightly decrease when x increased from 0 to 0.005 and greatly decrease when x increased from 0.010 to 0.015. The BTS ceramics with V5+ donor doped (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xVxO3;BTSV) at x= 0, 0.005, 0.010, 0.015 and 0.020. X-ray diffraction (XRD) measurements revealed that the ceramics with x= 0.005 had pure perovskite structures with no detectable impurity, while the ceramics with x ≥0.010 exhibited perovskite structures and had secondary impurity phases. Coexisting orthorhombic and tetragonal phases were observed and the Rietveld refinement analysis suggested that the tetragonal phase increased with increased V5+ substitution. When x increased from 0 to 0.010, the average grain size increased from and 47 to 62 µm and then dropped, while the density (r) decreased from 5.98 to 5.64 g/cm3 when x increased. Furthermore, the BTSV ceramics exhibited increased porosity, Curie temperatures (TC ~ 42 to 52 °C) and coercive field (Ec), while the dielectric constant at the Curie temperature (εC) and the remnant polarization (Pr) of the ceramics decreased (εC~18023 to 6110 and ~7.42 to 4.88 µC/cm2, respectively) when V5+ doping increased.en
dc.description.abstractงานวิจัยนี้ศึกษาผลของการเติม Li1+ และ La3+ แบบผู้รับ และการเติม La3+ และ V5+ แบบผู้ให้ลงในระบบเซรามิก BaTi0.91Sn0.09O3 (BTS) ที่มีต่อโครงสร้างเฟส โครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางไฟฟ้าของเซรามิก เตรียมผงผลึกและเซรามิก BaTi0.91Sn0.09O3 ที่เติม Li1+ La3+ และ V5+ [(Ba1-xLixTi0.91Sn0.09O3; BLiTS), (Ba1-xLaxTi0.91Sn0.09O3;BLTS), (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xLaxO3;BTSL) และ (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xVxO3;BTSV)] ด้วยวิธีปฏิกิริยาสถานะของแข็ง โดยแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 1200 °C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง และอุณหภูมิซินเตอร์ 1350-1450 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง พบว่าในทุกเซรามิกแสดงโครงสร้างเฟสเพอรอฟสไกต์ โดยเซรามิก BTS บริสุทธิ์แสดงเฟสร่วมระหว่างออร์โธรอมบิกและเททระโกนัล สำหรับเซรามิก BTS ที่เติม Li1+ แบบผู้รับ (Ba1-xLixTi0.91Sn0.09O3; BLiTS) ที่ x=0, 0.01, 0.03 และ 0.05 พบว่าในทุกตัวอย่าง เซรามิก BLiTS แสดงเฟสร่วมระหว่างออร์โธรอมบิกและเททระโกนัล โดยเฟสเททระโกนัลเพิ่มขึ้นเมื่อ x เพิ่มจาก 0 เป็น 0.03 และหลังจากนั้นเฟสเททระโกนัลลดลง เกรนเซรามิกมีขนาดเฉลี่ยลดลงจาก 47 เป็น 40 µm เมื่อ x เพิ่มจาก 0 เป็น 0.01 หลังจากนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมาก พร้อมทั้งรูพรุนเพิ่มขึ้น ในขณะที่ความหนาแน่นลดลงจาก 5.98 เป็น 5.82 g/cm3 เมื่อ x เพิ่มขึ้น นอกจากนี้เซรามิก BLiTS ยังแสดงการลดลงของอุณหภูมิคูรีและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่ TC (εC~18023 เป็น 13737 และ TC~42 เป็น 42 °C ตามลำดับ) สำหรับเซรามิก BTS ที่เติม La3+ แบบผู้ให้ (Ba1-xLaxTi0.91Sn0.09O3;BLTS) โดยที่ x=0, 0.01, 0.03 และ 0.05 พบว่าที่ x=0.01 เซรามิก BLTS แสดงเฟสร่วมระหว่างออร์โธรอมบิกและเททระโกนัล ในขณะที่ x เพิ่มขึ้นเป็น 0.03 และ 0.05 เซรามิก BLTS แสดงเฟสร่วมระหว่างออร์โธรอมบิก เททระโกนัลและคิวบิกที่ยืนยันด้วยการปรับแต่งรีดเวลด์ นอกจากนี้การเพิ่ม x ในเซรามิก BLTS นำไปสู่การลดลงอย่างมากของขนาดเกรนเฉลี่ย(จาก 45.7 ถึง 0.9 µm) การลดลงอย่างเห็นได้ชัดของค่าโพลาไรเซชันคงค้าง (Pr) ที่มาพร้อมกับวงวนฮิสเทอรีซีสที่บางมากเมื่อ La3+ สูง (x≥0.03) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซรามิก BLTS เปลี่ยนแปลงจากเฟร์โรอิเล็กทิกแบบปกติไปเป็นเฟร์โรอิเล็กทริกแบบรีแล็กเซอร์ สำหรับเซรามิก BTS ที่เติม La3+ แบบผู้รับ (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xLaxO3; BTSL) ที่ x= 0, 0.005, 0.010, 0.015 และ 0.020 พบว่าเซรามิก BTSL ที่ x=0.005-0.020 แสดงโครงสร้างเพอรอฟสไกต์และเฟสแปลกปลอมของ La2O3 เมื่อ x=0.05-0.015 และพบ B2TiO4 เมื่อ x=0.020 ด้วย เซรามิก BTSL มีเฟสออร์โธรอมบิก(O) + เททระโกนัล(T),  O+T+ คิวบิก(C) และเฟส C เมื่อ x =0-0.005, x=0.010-0.015 และ x=0.020 ตามลำดับ นอกจากนี้ การปรับแต่งเรียทเวลด์เผยให้เห็นการครอบครองไอออนบวก La3+ ที่อยู่ใน A-site เมื่อ x≥0.010 ขนาดเกรนเฉลี่ยและโพลาไรเซชันคงค้างของเซรามิก BTSL ลดลงเล็กน้อยเมื่อ x เพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น 0.005 และลดลงอย่างมากเมื่อ x เพิ่มขึ้นจาก 0.010 เป็น 0.015.    สำหรับเซรามิก BTS ที่เติม V5+ แบบผู้ให้ (Ba(Ti0.91Sn0.09)1-xVxO3;BTSV) โดยที่ x=0, 0.005, 0.010, 0.015 และ 0.020 พบว่าเซรามิก BTSV แสดงโครงสร้างเพอรอฟสไกต์ที่มีเฟสร่วมระหว่างออร์โธรอมบิกและเททระโกนัล โดยพบเฟสแปลกปลอมของ VO2 เมื่อ x≥0.010 การปรับแต่งรีดเวลด์แสดงให้เห็นว่าเฟสเททระโกนอลเพิ่มขึ้นเมื่อการแทนที่ V5+ เพิ่มขึ้น เมื่อ x เพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น 0.010 ขนาดเกรนเฉลี่ยเพิ่มขึ้นจาก 47 เป็น 62 µm หลังจากนั้นลดลง ในขณะที่ความหนาแน่นลดลงจาก 5.98 เป็น 5.64 g/cm3 เมื่อ x เพิ่มขึ้น นอกจากนี้เซรามิก BTSV ยังแสดงการเพิ่มขึ้นของรูพรุน อุณหภูมิคูรี (TC~42 เป็น 52 °C) และสนามไฟฟ้าลบล้าง (Ec) ในขณะที่ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่ TC (εC) และโพลาไรเซชั่นคงค้าง (Pr) ของเซรามิกลดลง (εC ~18023 เป็น ~6110 และ Pr~7.42 เป็น ~4.88 µC/cm2 ตามลำดับ) เมื่อ V5+ เพิ่มขึ้นth
dc.language.isothen_US
dc.publisherNaresuan Universityen_US
dc.rightsNaresuan Universityen_US
dc.subjectการเติมแบบผู้รับth
dc.subjectการเติแบบผู้ให้th
dc.subjectโครงสร้างจุลภาคth
dc.subjectสมบัติไดอิเล็กทริกth
dc.subjectสมบัติเฟร์โรอิเล็กทริกth
dc.subjectacceptor dopingen
dc.subjectdonor dopingen
dc.subjectmicrostructureen
dc.subjectdielectric propertiesen
dc.subjectferroelectric propertiesen
dc.subject.classificationPhysics and Astronomyen
dc.subject.classificationProfessional, scientific and technical activitiesen
dc.subject.classificationPhysicsen
dc.titleผลของการเติมแบบผู้รับ และผู้ให้ ต่อโครงสร้างเฟส โครงสร้างจุลภาค และสมบัติทางไฟฟ้าของเซรามิก BaTi0.91Sn0.09O3 (BTS)th
dc.titleEffects of acceptor and donor doping on phase formation, microstructure and electrical properties of BaTi0.91Sn0.09O3 (BTS) ceramicsen
dc.typeThesisen
dc.typeวิทยานิพนธ์th
dc.contributor.coadvisorTheerachai Bongkarnen
dc.contributor.coadvisorธีระชัย บงการณ์th
dc.contributor.emailadvisortheerachaib@nu.ac.then_US
dc.contributor.emailcoadvisortheerachaib@nu.ac.then_US
dc.description.degreenameMaster of Science (M.S.)en
dc.description.degreenameวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (วท.ม.)th
dc.description.degreelevelMaster's Degreeen
dc.description.degreelevelปริญญาโทth
dc.description.degreedisciplineDepartment of Physicsen
dc.description.degreedisciplineภาควิชาฟิสิกส์th
Appears in Collections:คณะวิทยาศาสตร์

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
WiwatPattanakasem.pdf4.64 MBAdobe PDFView/Open


Items in NU Digital Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.