Two-step doping approach releasing the piezoelectric response of BiFeO3 bulk ceramics co-doped with titanium and samarium

Carlos Gumiel, Mara S. Bernardo, Pablo G. Villanueva, David G. Calatayud, Marco Peiteado, Teresa Jardiel
2019 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio  
Available online xxx Keywords: BiFeO3 Processing Microstructure Electrical conductivity Piezoelectricity a b s t r a c t The conventional solid state processing of bulk Ti,Sm co-doped BiFeO 3 ceramics typically produces a complex micro-nanostructure which exhibits an effective decrease of the leakage conductivity. This same nanostructured configuration however confines the mobility of the ferroelectric domains and in this way the potential piezoelectric response of the formulated composition
more » ... ains restrained. Hereby, a two-step doping strategy based on a simple surface modification approach is proposed which eventually allows for suitably engineering the microstructural development of the material, leading to a coarsened configuration where the conductivity is kept in low levels while the piezoelectric response is satisfactorily released for practical purposes. Desarrollo de una estrategia de dopado en dos etapas para liberar la respuesta piezoeléctrica de cerámicas en volumen de BiFeO 3 co-dopado con titanio y samario Palabras clave: Conductividad eléctrica Piezoelectricidad r e s u m e n El procesamiento convencional en estado sólido de materiales cerámicos en volumen de BiFeO 3 co-dopado con Ti y Sm, típicamente produce una compleja micro-nanoestructura que permite una reducción efectiva de la conductividad eléctrica del material (corrientes de fuga). Sin embargo, esta misma configuración nano-estructurada también reduce la movilidad de los dominios ferroeléctricos y por ello, la potencial respuesta piezoeléctrica de la composición formulada permanece confinada. En este trabajo se propone el empleo
doi:10.1016/j.bsecv.2019.07.002 fatcat:m5wci6lsjnfktooo6w36hx33i4