UTICAJ DOPANATA NA STRUKTURU I SVOJSTVA BARIJUM-TITANATNE KERAMIKE I FILMOVA DOBIJENIH IZ ORGANOMETALNIH KOMPLEKSA

Abstract

Cilj nauke o materijalima je proučavanje uticaja strukture na svojstva materijala na različitim nivoima, elektronskom, kristalnom, mikro i makro nivou. Određivanje funkcionalne zavisnosti između sinteze, strukture i funkcionalnih svojstava materijala kao i izbor polaznih sirovina i tehnološkog procesa je veoma bitno, a njihovim definisanjem mogu se dobiti novi materijali sa unapred zadatim svojstvima koji mogu da nađu odgovarajuću primenu u složenim proizvodnim sistemima. Savremena nauka o materijalima uticala je i na intenzivan razvoj novih materijala u oblasti mikroelektronike. U okviru ovih materijala od posebnog interesa je elektronska keramika gde je barijum-titanatnoj keramici dato posebno mesto. Barijum titanat je feroelektrični materijal perovskitne strukture koji je već preko 60 godina od praktičnog interesa zbog svojih specifičnih električnih svojstava. Značaj ovog materijala je pre svega zasnovan na mogućnosti njegove široke primene kao kondenzatora, PTCR termistora, piezoelektričnih uređaja, optoelektronskih komponenata, u različitim vrstama senzora, mikrotalasnim filterima, itd. Veliki broj teorijskih i eksperimentalnih istraživanja je usmeren na proučavanje sinteze i karakterizacije barijum-titanatne keramike i rezultovale su dobijanjem novih materijala za najrazličitiju primenu u elektronici. Veći broj ovih primena se oslanja na mogućnost promene izolatorskih svojstava čistog barijum titanata u poluprovodnička, dodavanjem različitih vrsta dopanata. Poznato je da ugradnja jona dopanta na mesto barijuma ili titana u rešetki barijum titanata dovodi do, kako strukturnih, tako i mikrostrukturnih promena (veličina zrna, gustina) što dalje bitno utiče na promenu električnih svojstava ovog materijala. Da bi se dobila zahtevana električna svojstva neophodno je posebnu pažnju usmeriti na praćenje međuzavisnosti parametara sinteze, odnosno tehnologije i dobijene strukture, čime se može utvrditi i njihova uska povezanost sa krajnjim svojstvima dobijenog materijala. Ova doktorska teza osmišljena je i realizovana sa ciljem da se razjasni uticaj lantana i antimona kao donorskih dopanata na strukturu, mikrostrukturu i električna svojstva prahova, keramike i debelih filmova barijum titanata. Naime, barijum titanat je dopiran različitim koncentracijama lantana i antimona pri čemu su praćena svojstva dobijenih materijala. Utvrđeno je da električna svojstva barijum titanata zavise ne samo od vrste već i od koncentracije dodatog dopanta što može proširiti primenu ovog materijala u elektronici.