Síntesis del Material Cerámico Monofásico Bi0,7La0,3Fe0,9Ti0,1O3,05 y Estudio de su Conductividad Eléctrica

Resumen

Resumen: Uno de los materiales ferroicos interesante por sus potenciales aplicaciones es la ferrita de bismuto,BiFeO3, pero su síntesis como fase pura estable y su conductividad eléctrica relativamente alta, son dos problemasaún por superar. El objetivo del presente trabajo fue dopar a la ferrita de bismuto con lantano y titanio de manera talde sintetizar el compuesto monofásico y reducir dicha conductividad con respecto a la ferrita de bismuto no dopada.Para ello, se sintetizó material cerámico de composición Bi_0,7La_0,3Fe_0,9Ti_0,1O_3,05. La síntesis se realizó mediante elmétodo convencional de reacción en estado sólido. La obtención del compuesto monofásico tuvo lugar a latemperatura de calcinación de 950°C. Mediante espectroscopía de impedancia compleja se determinaron valores deconductividad eléctrica del material en función de la temperatura, así como la energía de activación correspondiente.La conductividad ocurre mediante difusión de iones y sigue la ley de Arrhenius, con una variación del valor de la energía de activación en torno a los 300°C, que sería a su vez la temperatura de Néel del compuesto. La conductividadeléctrica del material dopado es menor que aquella de la ferrita de bismuto para temperaturas entre 180 y 500°C, y laextrapolación a temperatura ambiente proporciona una conductividad del orden de 10^-14 S/cm.

 

Abstract: One interesting ferroic material is bismuth ferrite, BiFeO3, due to its potential applications. However, thesynthesis of an stable pure phase material and its relatively high conductivity, are still two problems to overcome.The aim of this work was to synthesize a single phase bismuth ferrite material doped with lanthanum and titanium toreduce the conductivity compared to the undoped bismuth ferrite. Thus, a ceramic material of the composition Bi_0,7La_0,3Fe_0,9Ti_0,1O_3,05 was synthesized by a conventional solid state reaction with a calcination temperature of 950°C. The electrical conductivity as a function of temperature of the obtained phase pure material as well as thecorresponding activation energy were determined by complex impedance spectroscopy. The conductivity occurs bydiffusion of ions and follows the Arrhenius law, with a variation of  the activation energy at around 300 °C, which isat the same time the Néel temperature of the compound. The electrical conductivity of the doped material is lowerthan that of undoped bismuth ferrite at temperatures between 180 and 500 °C, and the extrapolation to roomtemperature provides a conductivity in the order of 10 S/cm. -14