(Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)*

陳 戈 張家良郝文濤 譚永強(qiáng) 鄭 鵬 邵守福

(山東大學(xué)物理系，濟(jì)南250100)

(2009年7月20日收到;2009年9月22日收到修改稿)

(Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)*

陳 戈 張家良?郝文濤 譚永強(qiáng) 鄭 鵬 邵守福

(山東大學(xué)物理系，濟(jì)南250100)

(2009年7月20日收到;2009年9月22日收到修改稿)

利用固相反應(yīng)法在不同燒結(jié)溫度條件下制備了一系列(Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12(NBCTO)陶瓷樣品，研究了它們的晶體結(jié)構(gòu)、微觀組織結(jié)構(gòu)、介電性質(zhì)和復(fù)阻抗及其隨溫度的變化.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NBCTO陶瓷所呈現(xiàn)出的電學(xué)性質(zhì)與CaCu3Ti4O12陶瓷相應(yīng)的電學(xué)性質(zhì)非常類似.燒結(jié)溫度為990℃至1060℃范圍的NBCTO陶瓷樣品室溫下的低頻介電常數(shù)ε′均大于10000.隨著燒結(jié)溫度的提高，ε′呈現(xiàn)出先增大后減小的變化，晶粒尺寸展現(xiàn)出與介電常數(shù)相同的變化趨勢(shì).不同燒結(jié)溫度條件的NBCTO陶瓷樣品所呈現(xiàn)出的電學(xué)性質(zhì)變化之間有非常大的差異，但其中也有著一些共同的特征.在40 Hz至10 MHz的測(cè)試頻率范圍內(nèi)，低溫和室溫下的介電頻譜中只能觀測(cè)到一個(gè)介電弛豫，而在較高溫度下則可以觀察到兩個(gè)介電弛豫.

高介電材料，介電性質(zhì)，復(fù)阻抗，內(nèi)阻擋層電容

PACC:7700，7740

1. 引言

高介電材料是電容器、諧振器、濾波器、存儲(chǔ)器等重要電子器件向高性能化和尺寸微型化進(jìn)一步發(fā)展的重要基礎(chǔ).傳統(tǒng)上，相對(duì)介電常數(shù)ε′大于1000的高介電氧化物材料一般為鐵電體或者鐵電弛豫體，例如BaTiO3，Pb(Mg1/3Nb2/3)O3等.這類材料的高介電性與晶格關(guān)聯(lián)的電偶極矩的電場(chǎng)響應(yīng)行為密切相關(guān)，由于晶格結(jié)構(gòu)隨溫度的變化而顯示出很強(qiáng)的溫度依存性，因此在實(shí)際應(yīng)用中隨著環(huán)境溫度的變化會(huì)導(dǎo)致電子器件工作不穩(wěn)定.近年，人們相繼發(fā)現(xiàn)了很多氧化物材料呈現(xiàn)出巨大的介電常數(shù)，其中CaCu3Ti4O12(CCTO)是一種非常具有代表性意義的材料，吸引了研究人員的普遍關(guān)注［1—3］. CCTO的室溫低頻介電常數(shù)ε′可高達(dá)104量級(jí)，而且于室溫附近較寬的溫度區(qū)域內(nèi)幾乎不隨溫度發(fā)生變化［4—6］.低溫下，隨著溫度的降低，CCTO的低頻介電常數(shù)ε′急劇變小至100左右［5，6］.對(duì)于CCTO所呈現(xiàn)出的巨介電性質(zhì)，迄今為止，人們提出了多種很有爭(zhēng)議的起因解釋［4—10］.其中，Sinclair等依據(jù)實(shí)驗(yàn)上測(cè)得的復(fù)阻抗譜數(shù)據(jù)、提出了內(nèi)阻擋層電容(IBLC)效應(yīng)的解釋［7，8］，得到了較為廣泛的支持.此外，人們還推測(cè)氧缺陷、CuO析出以及Ti4+與Cu2+離子的變價(jià)對(duì)于內(nèi)阻擋層電容的形成起著重要的作用［7，8，11—19］.基于前述的IBLC效應(yīng)的機(jī)理解釋，我們會(huì)很自然地聯(lián)想到一些在晶體結(jié)構(gòu)及化學(xué)組分方面與CCTO很類似的氧化物也應(yīng)該呈現(xiàn)巨介電性質(zhì)的問題.已知的晶體結(jié)構(gòu)及化學(xué)組分與CCTO很類似的氧化物多達(dá)20種以上，可以用化學(xué)組分式ACu3Ti4O12，B2/3Cu3Ti4O12或Na0.5Bi0.5Cu3Ti4O12對(duì)它們進(jìn)行描述，其中A對(duì)應(yīng)Sr或Cd，B對(duì)應(yīng)Bi或其他稀土元素［4，20，21］.有趣的是，在這二十多種CCTO類氧化物中，只有CdCu3Ti4O12和NBCTO被報(bào)道具有與CCTO相類似的巨介電性質(zhì)［22，23］.然而，目前人們盡管已經(jīng)知道NBCTO可以呈現(xiàn)出與CCTO相類似的巨介電性，但對(duì)它仍然缺乏深入系統(tǒng)的了解.

在上述的背景下，開展關(guān)于NBCTO的研究有助于人們對(duì)CCTO和類CCTO氧化物之間的通性以及它們的介電性質(zhì)的深入認(rèn)識(shí)和理解.因此，本文利用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)工藝在不同的燒結(jié)溫度下制備了一系列NBCTO陶瓷樣品，考察了它們的微結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì).研究發(fā)現(xiàn)NBCTO陶瓷與CCTO陶瓷之間在物性方面既存在著一定的差異，也有相類似之處.

2. 樣品制備與分析測(cè)試

采用NaCO3，Bi2O3，CuO和TiO2為原料，利用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)工藝在不同的燒結(jié)溫度下制備了一系列NBCTO陶瓷樣品.首先，按照相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比混合后的原料經(jīng)過球磨、干燥后在950℃，10 h條件下進(jìn)行預(yù)燒使其充分反應(yīng).預(yù)燒后的粉料經(jīng)過再次球磨、干燥后，在180 MPa的壓強(qiáng)下壓制成直徑15mm、厚度3mm左右的薄圓片.最后，在不同的溫度條件下于空氣中燒結(jié)10 h獲得了一系列樣品.利用掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀，分析了陶瓷樣品的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu).

對(duì)于電學(xué)性質(zhì)測(cè)量的樣品，表面用燒滲法被覆了銀電極.利用Agilent4294A型阻抗分析儀在－160℃至150℃的溫度范圍內(nèi)測(cè)量了介電頻譜和復(fù)阻抗譜.測(cè)量時(shí)，室溫下的測(cè)試頻率范圍設(shè)定為40 Hz至110 MHz，其他溫度條件下的測(cè)試頻率范圍設(shè)定為40 Hz至10 MHz.

3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

圖1給出了不同燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的SEM圖片，其中圖1(a)—(f)分別對(duì)應(yīng)燒結(jié)溫度為980℃，1000℃，1010℃，1030℃，1050℃和1060℃.由此圖可知，NBCTO陶瓷樣品的微觀組織結(jié)構(gòu)隨著燒結(jié)溫度條件的改變而發(fā)生變化.在低燒結(jié)溫度樣品的微觀組織結(jié)構(gòu)中存在著兩種粒徑尺寸大小不同的晶粒，在燒結(jié)溫度為980℃的NBCTO陶瓷樣品的微觀組織結(jié)構(gòu)中尤為顯著.在燒結(jié)溫度為980℃至1030℃范圍，微觀組織結(jié)構(gòu)中的晶粒尺寸隨著燒結(jié)溫度的上升逐漸變大，而在更高的燒結(jié)溫度則略有變小、晶粒大小分布更為均一.其中，燒結(jié)溫度為1030℃的樣品晶粒尺寸最大.概括地講，與CCTO陶瓷相比較，NBCTO陶瓷的燒結(jié)溫度低，并且微觀組織結(jié)構(gòu)隨燒結(jié)溫度的變化小［8，11—13，24，25］.

圖1 不同燒結(jié)溫度條件下制備的NBCTO陶瓷樣品的SEM圖片(a)980℃;(b)1000℃;(c)1010℃;(d)1030℃;(e) 1050℃;(f)1060℃

圖2給出了不同燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的XRD圖譜.由該圖可知，所有NBCTO陶瓷樣品的主相的晶體結(jié)構(gòu)均為類似于CCTO的鈣鈦礦型衍生結(jié)構(gòu)，而且多數(shù)樣品的XRD圖譜中無明顯雜峰的出現(xiàn).對(duì)于燒結(jié)溫度為1060℃的NBCTO陶瓷樣品，在其XRD譜中2θ=27.4°附近有一對(duì)應(yīng)TiO2的衍射峰(*標(biāo)記)的出現(xiàn)，表明該樣品中有TiO2雜相的析出.

圖2 不同燒結(jié)溫度條件下制備的NBCTO陶瓷樣品的XRD圖譜

圖3給出了不同燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的室溫介電頻譜，其中圖3(a)和(b)分別代表介電常數(shù)的實(shí)部和虛部.由此圖可以看出，NBCTO陶瓷樣品的室溫介電性質(zhì)與CCTO陶瓷的室溫介電性質(zhì)非常類似.低頻介電常數(shù)ε′很大，在實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的頻率范圍內(nèi)可觀測(cè)到一個(gè)介電弛豫，介電弛豫的特征頻率為1 MHz左右.另外，如圖3(a)所示，NBCTO陶瓷樣品的1 MH以下低頻率的介電常數(shù)ε′隨著燒結(jié)溫度的升高呈現(xiàn)出先增大后減小的變化.燒結(jié)溫度為1030℃的陶瓷樣品的介電常數(shù)ε′最大，其10 kHz的ε′值高達(dá)33000.我們由內(nèi)阻擋層模型知道，樣品的表觀介電常數(shù)與晶粒尺寸呈正比，與晶界厚度成反比.因此，在1030℃燒結(jié)的樣品所具有的最大介電常數(shù)可能是由其最大的晶粒尺寸引起的.與SEM圖片相對(duì)照，我們可以發(fā)現(xiàn)NBCTO陶瓷樣品的室溫介電常數(shù)隨燒結(jié)溫度的變化規(guī)律和其晶粒尺寸的變化規(guī)律基本相同，說明介電常數(shù)與微觀組織結(jié)構(gòu)之間存在著密切的聯(lián)系［8，11，12，24—27］.

圖3 不同燒結(jié)溫度條件下制備的NBCTO陶瓷樣品的室溫介電常數(shù)頻譜(a)實(shí)部;(b)虛部

圖4給出了具有代表性的三種不同燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜隨測(cè)試溫度的變化，其中圖4(a)，(c)和(e)是低溫測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)，(b)，(d)和(f)是室溫以上測(cè)量所得到的數(shù)據(jù).低溫下，所有的NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜都只呈現(xiàn)一個(gè)介電弛豫，介電弛豫的特征頻率隨著測(cè)試溫度的升高逐漸向高頻率端移動(dòng).室溫以上，在低于1 MHz的低頻率范圍內(nèi)，所有的NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜中又出現(xiàn)了另一個(gè)介電弛豫，其特征頻率隨著測(cè)試溫度的上升向高頻率端移動(dòng).為了描述簡(jiǎn)便起見，我們將室溫或低溫測(cè)試條件下可以觀測(cè)到的介電弛豫稱為高頻弛豫(HR)，在較高的測(cè)試溫度條件下才可以觀測(cè)到的介電弛豫稱為低頻弛豫(LR).由圖4可知，LR的色散強(qiáng)度隨著燒結(jié)溫度的改變有很大的變化，燒燒結(jié)溫度為1010℃的NBCTO陶瓷樣品的LR色散強(qiáng)度比較小，而燒結(jié)溫度為1030℃的NBCTO陶瓷樣品的LR色散強(qiáng)度則非常大、高達(dá)十?dāng)?shù)萬，是其HR色散強(qiáng)度的數(shù)倍.

圖5給出了不同燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的室溫復(fù)阻抗譜.如圖5(a)所示，在40 Hz至10 MHz的測(cè)試范圍內(nèi)，多數(shù)NBCTO陶瓷樣品的復(fù)阻抗譜都呈現(xiàn)出兩個(gè)半圓弧，即代表晶界電阻的低頻范圍的大圓弧和代表晶粒電阻的高頻范圍的小圓弧.其中，有趣的是，燒結(jié)溫度為1030℃的NBCTO陶瓷樣品的室溫復(fù)阻抗譜甚至呈現(xiàn)出了三個(gè)半圓弧.由圖5(a)還可知，隨著燒結(jié)溫度的提高，NBCTO陶瓷樣品的晶界電阻呈現(xiàn)先下降后上升的變化，燒結(jié)溫度為1030℃的陶瓷樣品的晶界電阻值最小.

圖4 不同燒結(jié)溫度條件下制備的NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜隨測(cè)試溫度的變化(a)和(b)燒結(jié)溫度為1010℃;(c)和(d)燒結(jié)溫度為1030℃;(e)和(f)燒結(jié)溫度為1060℃

圖6給出了具有代表性的三種不同燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的復(fù)阻抗譜隨測(cè)試溫度的變化.如圖所示，燒結(jié)溫度為1010℃的NBCTO陶瓷樣品的阻抗譜在測(cè)試溫度范圍內(nèi)只呈現(xiàn)2個(gè)半圓弧(代表晶粒電阻的高頻半圓弧部分經(jīng)擴(kuò)大后可以得到辨認(rèn)，這里未給出).更高燒結(jié)溫度的的NBCTO陶瓷樣品的復(fù)阻抗譜則呈現(xiàn)出三個(gè)半圓弧，如圖6(b)和(c)所示.

根據(jù)RC并聯(lián)的等效電路模型，我們對(duì)復(fù)阻抗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，求出了不同燒結(jié)溫度NBCTO陶瓷樣品的晶界電阻.圖7所示的是由晶界電阻值換算得到的電導(dǎo)隨測(cè)試溫度的變化曲線.利用Arrhenius公式，從圖7中的電導(dǎo)隨測(cè)試溫度的變化曲線計(jì)算出了不同燒結(jié)溫度樣品的晶界電阻激活能，如圖8所示.晶界電阻的激活能隨著燒結(jié)溫度的上升呈現(xiàn)先增大后減小的變化，這個(gè)變化規(guī)律與前文提到的樣品室溫介電常數(shù)隨燒結(jié)溫度的變化規(guī)律相類似.依據(jù)內(nèi)阻擋層電容模型，我們推測(cè)晶界電阻的激活能應(yīng)與晶界勢(shì)壘高度應(yīng)該存在著一定的聯(lián)系，對(duì)此有待今后作進(jìn)一步的研究.

圖5 不同燒結(jié)溫度條件下制備的NBCTO陶瓷樣品的室溫復(fù)阻抗譜((b)是(a)放大10倍后的結(jié)果，(c)是(a)在原點(diǎn)附近的放大圖)

圖6 不同燒結(jié)溫度條件下制備的NBCTO樣品阻抗譜隨測(cè)試溫度的變化(a)燒結(jié)溫度為1010℃;(b)燒結(jié)溫度為1030℃;(c)燒結(jié)溫度為1060℃

圖7 不同燒結(jié)溫度NBCTO陶瓷樣品的晶界電導(dǎo)率隨測(cè)試溫度的變化

圖8 NBCTO陶瓷樣品的晶界電阻激活能隨燒結(jié)溫度的變化

如上所述，我們對(duì)各種不同燒結(jié)溫度條件下制備的一系列NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜和復(fù)阻抗譜隨測(cè)試溫度變化的行為進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)NBCTO陶瓷的電學(xué)性質(zhì)和CCTO陶瓷的電學(xué)性質(zhì)之間是基本類似的.不同的是，在NBCTO陶瓷的介電頻譜中沒有出現(xiàn)CCTO陶瓷中觀察到的低頻介電響應(yīng)［14，24—27］.在實(shí)驗(yàn)所測(cè)試的頻率范圍內(nèi)，NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜室溫和低溫下只呈現(xiàn)一個(gè)介電弛豫，而在較高的測(cè)試溫度則展現(xiàn)出兩個(gè)介電弛豫;復(fù)阻抗譜在較高的測(cè)試溫度時(shí)呈現(xiàn)兩個(gè)三個(gè)半圓弧.我們?cè)?jīng)提出了由三組RC相串聯(lián)(RgCg， RgbCgb和RxCx描述分別晶疇、晶界、疇界等晶粒內(nèi)部缺陷的貢獻(xiàn))和與RgCg相并聯(lián)、描述空間電荷隨頻率變化的輸運(yùn)行為的Z(ω)項(xiàng)構(gòu)成的電學(xué)等效電路模型解釋了CCTO陶瓷的介電頻譜和復(fù)阻抗譜隨測(cè)試溫度變化的行為［24—27］.對(duì)于本研究中所觀察到的NBCTO陶瓷樣品的介電頻譜和復(fù)阻抗譜隨測(cè)試溫度變化的行為，我們可以利用由RgCg，RgbCgb和RxCx相串聯(lián)而構(gòu)成的電學(xué)等效電路模型進(jìn)行解釋.

4. 結(jié)論

采用固相反應(yīng)法制備了一系列不同燒結(jié)溫度條件的NBCTO陶瓷樣品，系統(tǒng)地考察了它們的晶體結(jié)構(gòu)、微觀組織結(jié)構(gòu)、介電頻譜和復(fù)阻抗頻譜的電學(xué)性質(zhì)及其隨測(cè)試溫度的變化，得到了如下的結(jié)果:與CCTO陶瓷相比，NBCTO陶瓷的燒結(jié)溫度低. NBCTO陶瓷的微觀組織結(jié)構(gòu)隨燒結(jié)溫度的改變會(huì)發(fā)生一定的變化，但不如CCTO陶瓷的微觀組織結(jié)構(gòu)隨燒結(jié)溫度改變所發(fā)生的變化顯著.低燒結(jié)溫度的NBCTO陶瓷樣品的微觀組織結(jié)構(gòu)中存在著兩種粒徑尺寸大小不同的晶粒，隨著燒結(jié)溫度的上升晶粒大小分布逐漸變?yōu)榫?NBCTO陶瓷的介電和復(fù)阻抗電學(xué)性質(zhì)與CCTO陶瓷的相應(yīng)性質(zhì)非常類似.燒結(jié)溫度為990℃至1060℃范圍的NBCTO陶瓷樣品的室溫低頻介電常數(shù)ε′均大于10000，其中燒結(jié)溫度為1030℃的樣品ε′高達(dá)33000.室溫和低溫下的介電頻譜只呈現(xiàn)一個(gè)介電弛豫，在較高測(cè)試溫度條件下低頻率段內(nèi)會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)介電弛豫，兩個(gè)介電弛豫的特征頻率均隨測(cè)試溫度的升高而向高頻端移動(dòng).NBCTO陶瓷樣品的復(fù)阻抗譜呈現(xiàn)兩個(gè)或者三個(gè)半圓弧.利用由三組RC相串聯(lián)而構(gòu)成的電學(xué)等效電路模型可以解釋實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的NBCTO陶瓷的介電和復(fù)阻抗電學(xué)性質(zhì).

［1］Zhao Y L，Jiao Z K，Cao G H 2003 Acta Phys.Sin.52 1500(in Chinese)［趙彥立、焦正寬、曹光旱2003物理學(xué)報(bào)52 1500］

［2］Zhou X L，Du P Y 2005 Acta Phys.Sin.54 354(in Chinese)［周曉莉、杜丕一2005物理學(xué)報(bào)54 354］

［3］Liu P，He Y，Li J，Zhu G Q，Bian X B 2007 Acta Phys.Sin.56 5489(in Chinese)［劉鵬、何穎、李俊、朱剛強(qiáng)、邊小兵2007物理學(xué)報(bào)56 5489］

［4］Subramanian M A，Li D，Duan N，Reisner B A，Sleight A W 2000 J.Solid State Chem.151 323

［5］Ramirez A P，Subramanian M A，Gardel M，Blumberg G，Li D，Vogt T，Shapiro S M 2000 Solid State Commun.115 217

［6］Holmes C C，Vogt T，Shapiro S M，Wakimoto S，Ramirez A P 2001 Science.293 637

［7］Sinclair D C，Adams T B，Morrison F D，West A R 2002 Appl.Phys.Lett.80 2153

［8］Adams T B，Sinclair DC，West AR 2002Adv.Mater. (Weinheim，Ger.)14 1321

［9］Cohen M H，Neaton J B，He L，Vanderbilt D 2003 J.Appl. Phys.94 3299

［10］Lunkenheimer P，F(xiàn)ichtl R，Ebbinghaus S G，Loidl A 2004 Phys. Rev.B 70 172102

［11］Fang T T，Shiau H K 2004 J.Am.Ceram.Soc.87 2072

［12］Bender B A，Pan M J 2005 Mater.Sci.Eng.B 117 339

［13］Ni L，Chen X M，Liu X Q，Hou R Z 2006 Solid State Commun. 139 45

［14］Zhang L，Tang Z J 2004 Phys.Rev.B 70 174306

［15］Capsoni D，Bini M，Massarotti V，Chiodelli G，Mozzatic M C，Azzoni C B 2004 J.Solid State Chem.177 4494

［16］Li J，Subramanian M A，Rosenfeld H D，Jones C Y，Toby B H，Sleight A W 2004 Chem.Mater.16 5223

［17］Fang T T，Li T M，Hei H F 2006 Acta Mater.54 2867

［18］Fang T T，Li T M 2007 J.Am.Ceram.Soc.90 638

［19］Li M，F(xiàn)eteira A，Sinclair D C，West A R 2006 Appl.Phys.Lett. 88 232903

［20］Subramanian M A，Sleight A W 2002 Solid State Sci.4 347

［21］Liu J J，Duan C G，Mei W N 2005 J.Appl.Phys.98 093703

［22］Ferrarelli M C，Adams T B，F(xiàn)eterira A，Sinclair D C，West A R 2006 Appl.Phys.Lett.89 212904

［23］Zuo R Q，F(xiàn)eng L X，Yan Y Y，Chen B，Cao G H 2007 Solid State Commun.91 138

［24］Shao S F，Zhang J L，Zheng P，Zhong W L，Wang C L 2006 J. Appl.Phys.99 086104

［25］Shao S F，Zheng P，Zhang J L，Niu X K，Wang C L，Zhong W L 2006 Acta Phys.Sin.55 6661(in Chinese)［邵守福、鄭鵬、張家良、鈕效鹍、王春雷、鐘維烈2006物理學(xué)報(bào)55 6661］

［26］Zhang J L，Zheng P，Wang C L，Zhao M L，Li J C，Wang J F 2005 Appl.Phys.Lett.87 142901

［27］Zhang J L，Zheng P，Shao S F，Su W B，Wang C L 2007 Ferroelectrics 356 85

PACC:7700，7740

*Project supported by the National Basic Research Program of China(Grant No.2007CB607504)and the Program of Ministry of Education for New Century Excellent Talents in University(Grant No.NCET-06-0587).

?Corresponding author.E-mail:zhangjialiang@sdu.edu.cn

Microstructures and electrical properties of (Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12ceramics*

Chen GeZhang Jia-Liang?Hao Wen-Tao Tan Yong-Qiang Zheng Peng Shao Shou-Fu
(Department of Physics，Shandong University，Jinan250100，China)
(Received 20 July 2009;revised manuscript received 22 September 2009)

A series of(Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12(NBCTO)ceramics were prepared by solid-state reaction at different sintering temperatures.The crystal structure，microstructures，dielectric properties and complex impedance and the corresponding temperature dependences were investigated.It has been revealed that the NBCTO ceramics has quite similar electrical properties with those previously found in CaCu3Ti4O12ceramics.The NBCTO ceramics prepared at sintering temperatures between 990℃and 1060℃exhibit low-frequency ε′larger than 10000 at room temperature.With the increasing of sintering temperature，both ε′and the grain size in microstructure first increase and then decrease.Although large difference is observed in their dielectric properties and complex impedance for the various NBCTO ceramics，there exist some common features.Whereas only one dielectric relaxation is seen at room temperature or lower temperatures，two are seen in the dielectric spectra within the measured frequency range of 40 Hz—10 MHz at higher temperatures.

high-k materials，dielectric properties，complex impedance，internal barrier layer capacitance

book=159,ebook=159

*國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2007CB607504)，教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):NCET-06-0587)資助的課題.

?通訊聯(lián)系人.E-mail:zhangjialiang@sdu.edu.cn