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与氧空位相关的SrTiO3陶瓷的巨介电常数和乙醇传感响应

DOI：10.1016/j.physe.2018.12.025 期刊：Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 通过介电测量分析了SrTiO3-δ（δ=0.075和0.125）陶瓷的乙醇传感特性。这些陶瓷采用固相反应法制备，并通过热激活过程形成氧空位-δ。利用FullProf软件根据X射线衍射（XRD）数据推导出晶体对称性、空间群和晶胞尺寸，而晶粒尺寸分布则通过扫描电子显微镜（SEM）评估。制备的样品在100 Hz至1 MHz频率范围和240至340 K温度范围内进行了阻抗谱分析。SrTiO3-δ陶瓷的介电性能显示出巨大的介电常数稳定性（>10^4）以及低介电损耗，为电子设备过压?；さ榷嘀钟τ每倭送揪?。研究发现存在低频介电弛豫行为，电导载流子源自氧空位的第一级电离。研究了基于SrTiO3-δ传感器的导电性和气体敏感性。结果表明引入乙醇气体会导致导电性下降，并获得了p型半导体气体传感材料。这两种特性在较低的最佳工作温度下均表现出更高的响应。
作者： H. Trabelsi，M. Bejar，E. Dhahri，M.A. Valente，M.P.F. Gra?a
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究氧空位SrTiO3-δ化合物的介电性能及SrTiO3-δ陶瓷的传感机制。

研究成果

采用固相反应法制备了组分δ=0.075和0.125的SrTiO3-δ陶瓷。其高介电常数值使该化合物成为多种电子应用的理想候选材料。观测到的与氧空位相关的非德拜型介电弛豫遵循热激活过程，在此温度范围内移动电荷载体源自氧空位的一级电离。此外，电学传感测试表明SrTiO3-δ传感器属于p型半导体气体敏感材料。较低工作温度下气体响应增强，说明氧空位对提升乙醇传感性能起主导作用。

研究不足

本研究仅限于分析δ值为0.075和0.125的SrTiO3-δ陶瓷。所采用的实验条件和具体方法可能不适用于其他材料或条件。

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