Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2008)
Conmutación ferroeléctrica y fatiga en cerámicas basadas en Pb(Zr<sub>1-x</sub>Ti<sub>x</sub>)O<sub>3</sub>
Abstract
Polarization switching process was investigated in Nb- or Fe-doped Pb(Zr1-xTix)O3 bulk ceramics, with x=0.40 and 0.47. High sinusoidal electric field at low frequency was applied to the samples. The results revealed a strong dependence with the kind of doping. At the virgin state, donor-doped materials present higher values of remanent and saturation polarizations than acceptor-doped. Nb-doped materials shown a normal hysteresis loop while Fe-doped materials shown a strong pinching loop. We studied the variation of the remanent polarization and coercive field with the number of hysteresis loops previously performed. In donor-doped samples, it is shown that fatigue affects more to materials at morphotropic phase boundary than at rhombohedral single phase. Acceptor-doped samples showed the expected depinning process. In this case, complex defect reorientation produces a quick elimination of pinching loop.El proceso de conmutación ferroeléctrica ha sido investigado en cerámicas de composición Pb(Zr1-xTix)O3, con x=0.40 y 0.47, dopadas con Nb5+ o Fe3+. Las muestras fueron sometidas a un alto campo eléctrico sinusoidal de baja frecuencia. Los resultados revelaron una fuerte dependencia con el tipo de dopaje. En estado virgen, los materiales con dopaje donador presentan valores mayores de la polarización remanente y de la polarización de saturación que los materiales con dopaje aceptor. Los materiales dopados con Nb5+ muestran un ciclo de histéresis normal, mientras que en los materiales dopados con Fe3+ el ciclo de histéresis muestra un fuerte pinzamiento. Se estudió la variación de las propiedades ferroeléctricas con el número de ciclos aplicados a la muestras. En los materiales con dopaje donador se observa que la fatiga afecta más a los materiales en la frontera de fase morfotrópica que a los materiales en fase romboédrica. Los materiales con dopaje aceptor muestran un típico proceso de desanclaje. En ese tipo de muestras, la reorientación de los defectos complejos produce una rápida eliminación del pinzamiento del ciclo.
