Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jan 2023)
Effect of rare earth additives on the properties of the PLMN-13PT:RE transparent ceramics
Abstract
The transparent relaxor ferroelectric ceramics of the system lanthanum modified lead magnesium niobate (PLMN-13PT) have been investigated for a variety of electro-optic, properties; good electro-optic switching times and modest half-wave voltages. In this work, the dependence of microstructural, structural, dielectrical, optical, and electro-optical properties in function of Rare Earth (RE = Tm3+, Nd3+, Yb3+, Er3+ and Ho3+) has been reported. PLMN-13PT:RE with excellent properties were obtained, highlighting the electrical, optical, and electrooptical properties, suitable for the fabrication of multifunctional devices. The most prominent or important feature is the largest quadratic Electro-optic coefficient achieved ((9.37 ± 0.39) × 10−16 m2/V2) corresponding to PLMN-13PT:Ho transparent ceramics. This result in addition to the electrical and photoluminescence properties becomes a promising alternative to building multifunctional devices. Resumen: Las cerámicas ferroeléctricas relajantes transparentes del sistema niobato de plomo y magnesio modificado con lantano (PLMN-13PT) han sido investigadas por una variedad de propiedades electroópticas; buenos tiempos de conmutación electroóptica y modestos voltajes de media onda. En este trabajo se ha informado de la dependencia de las propiedades microestructurales, estructurales, dieléctricas, ópticas y electroópticas en función de las tierras raras (RE = Tm3+, Nd3+, Yb3+, Er3+ y Ho3+). Se obtuvieron cerámicas del sistema PLMN-13PT:RE con excelentes propiedades, destacando las eléctricas, ópticas y electroópticas, aptas para la fabricación de dispositivos multifuncionales. La característica más destacada o importante es el mayor coeficiente electroóptico cuadrático alcanzado ((9,37 ± 0,39) × 10-16 m2/V2) correspondiente a la cerámica transparente PLMN-13PT: Ho. Este resultado, además de las propiedades eléctricas y de fotoluminiscencia, convierte a este sistema en una alternativa prometedora para la construcción de dispositivos multifuncionales.
