Photoluminescence activity of Ba1−xCaxTiO3: dependence on particle size and morphology

Souza, Agda Eunice de; Teixeira, Silvio Rainho; Morilla-Santos, C.; Schreiner, W. H.; Lisboa‐Filho, Paulo Noronha; Longo, E.

doi:10.1039/c4tc00897a

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“…Therefore, it can be concluded that the TiO 6 octahedron is preserved. Figure 2a also presents the XPS spectra of O 1 s valence state, which shows one main peak corresponding to oxygen in BaTiO 3 (528.8 eV) and a broad peak caused by chemisorbed species and/or oxygen vacancies (531.9 eV)39. Previously, Lewis Wasson et al 40.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 90%

Crystalline Structure, Defect Chemistry and Room Temperature Colossal Permittivity of Nd-doped Barium Titanate

Sun

Zhu

et al. 2017

Sci Rep

101

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Dielectric materials with high permittivity are strongly demanded for various technological applications. While polarization inherently exists in ferroelectric barium titanate (BaTiO3), its high permittivity can only be achieved by chemical and/or structural modification. Here, we report the room-temperature colossal permittivity (~760,000) obtained in xNd: BaTiO3 (x = 0.5 mol%) ceramics derived from the counterpart nanoparticles followed by conventional pressureless sintering process. Through the systematic analysis of chemical composition, crystalline structure and defect chemistry, the substitution mechanism involving the occupation of Nd3+ in Ba2+ -site associated with the generation of Ba vacancies and oxygen vacancies for charge compensation has been firstly demonstrated. The present study serves as a precedent and fundamental step toward further improvement of the permittivity of BaTiO3-based ceramics.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 90%

Crystalline Structure, Defect Chemistry and Room Temperature Colossal Permittivity of Nd-doped Barium Titanate

Sun

Zhu

et al. 2017

Sci Rep

101

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“…The scanning electron microscopy image (FE-SEM) of this sample (x¼ 0 -BaTiO 3 ) showed that growth generates nanostructures close to having spherical morphology, whose particle size did not exceed 100 nm. In previous studies [13,14], the growth of BaTiO 3 spherical particles prepared under similar conditions using 6 mol/L KOH as mineralizer was also observed. However, barium carbonate as additional phase was identified and the particle observed by FE-SEM images showed sizes greater than 100 nm.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 68%

Defects or charge transfer: Different possibilities to explain the photoluminescence in crystalline Ba(Zr x Ti 1−x )O 3

Souza

Sasaki

Camacho

et al. 2016

Journal of Luminescence

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In this work, BZT (Ba (Zr x Ti 1 À x)O 3), composite ceramic powder with x ¼0, 0.25, 0.50, 0.75 and 1 (mol) was prepared by the microwave-assisted hydrothermal method. The structural, morphological and optical properties of the compounds were determined by XRD, SEM, Raman, UV-vis and photoluminescence analysis. The results showed that the stability of the BZ phase was strongly influenced by the isomorphic Zr/Ti substitution, and that the BZ sample had the greatest structural order for short and long distances compared to the other. The BZT ceramic composite showed optical behavior also influenced by the concentration of Zr, resulting in a growing photoluminescence emission with increasing Zr ion in the network. The BZ sample showed higher photoluminescent intensity in a region including the entire visible spectrum. Although the effect of photoluminescence in these materials is dependent on the presence of defects, which produce excitons for radiative recombination, in the BZ compound, there might have been other effects causing the intense photoluminescence. In this case, high emission is associated with the a charge transfer between neighboring clusters [ZrO 6 ] in a nanoparticle surface interface, which in turn are joined to form BZ mesocrystals on a micrometer scale. The photoluminescence observed in the BZT compound had a predominantly white color, a feature that gives it high potential for applications in white light-emitting devices.

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“…Neste último caso, estes materiais são chamados Óxidos Perovskitas, com fórmula ABO 3 . As perovskitas mais comuns são aquelas em que A é um cátion de um elemento alcalino e B um metal de transição no mesmo estado de valência Figura 1.…”

unclassified

“…Em muitos casos, esta estrutura favorece a acomodação de uma grande quantidade de defeitos, provocando distorções na rede periódica que podem ser geradas por deslocamentos atômicos, rompimento de simetria, torções sobre ligações, vacâncias iônicas ou catiônicas ou ainda por uma mudança de coordenação local. 2,3 Estes defeitos são responsáveis, portanto, pelo grau de ordenamento estrutural apresentado por estes materiais e podem valorizar algumas propriedades ou promoverem outras, como a fotoluminescência em temperatura ambiente, exibidas pelos titanatos. Portanto, o conhecimento das propriedades intrínsecas de titanatos é relevante e estas podem ser modificadas durante o seu processamento através do uso de diferentes técnicas de síntese e de dopagem controlada.…”

unclassified

“…13 Em geral, nas sínteses de titanatos, utilizando o método hidrotermal assistido por micro-ondas, são utilizados como precursores de titânio o tetracloreto e o tetraisopropanalato IV de titânio. 1,3,4,14 Neste trabalho, o método MAH foi aplicado na síntese do BT e ST, empregando um precursor de Ti diferente daqueles usuais na maioria dos trabalhos, em diferentes concentrações de mineralizador.…”

unclassified

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Síntese de BaTiO3 e SrTiO3 pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas utilizando anatase como precursor de titânio

Magalhães¹,

Macedo²,

Souza³

et al. 2016

Quim. Nova

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SYNTHESIS OF BaTiO 3 AND SrTiO 3 BY MICROWAVE ASSISTED HIDROTERMAL METHOD (MAH) USING ANATASE AS TITANIUM PRECURSOR. In this work barium titanate (BT) and strontium titanate (ST) were prepared by Microwave-Assisted Hydrothermal (MAH) method, using a Ti precursor different from those shown in the literature and various concentrations (1, 3 e 6 mol L -1 ) of KOH mineralizer. As a titanium precursor, an anatase complex with hydrogen peroxide were used. For the precursors of barium and strontium, chlorides were used. The materials resulting from the synthesis processes were characterized in room temperature by different techniques as like: X-Ray Diffraction (XRD), micro-Raman Spectroscopy, UV-Vis, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Photoluminescence (PL). The results show that there were differences in crystallinity, morphology, number of phases and photoluminescence depending on the concentration of the mineralizer.Keywords: titanates; barium; strontium; mineralizer; microwave; methods. INTRODUÇÃODentre as diversas propriedades que determinados materiais cerâmicos podem exibir, tais como a ferroeletricidade, piezeletricidade, propriedades eletro-ópticas, magneto-ópticas e outras, que permitem o desenvolvimento de uma ampla variedade de novos dispositivos, grande parte destas podem ser encontradas na classe das cerâmicas perovskitas. Esta classe é constituída de elementos metálicos e não--metálicos, tendo como fórmula estequiométrica A m B n X p , em que A e B são cátions. O átomo A é o maior deles e pode pertencer a uma grande variedade de elementos, tais como metais alcalinos, os alcalinos terrosos e elementos terras-raras. O átomo B pode ser constituído por um número ainda maior de elementos, cerca da metade da tabela periódica, inclusive os metais de transição. X representa o ânion, m, n e p são os índices estequiométricos. A classe das perovskitas é um caso especial desta estrutura A m B n X p , ela refere-se à forma mais comum para os índices m, n e p encontrada na natureza (1, 1 e 3 respectivamente), adquirindo a fórmula geral: ABX 3. 1Uma das subclasses da estrutura perovskita com estequiometria ABX 3 é aquela em que o sítio X é ocupado pelo halogênio oxigênio. Neste último caso, estes materiais são chamados Óxidos Perovskitas, com fórmula ABO 3 . As perovskitas mais comuns são aquelas em que A é um cátion de um elemento alcalino e B um metal de transição no mesmo estado de valência Figura 1. Um exemplo destes tipos de óxidos com estrutura tipo perovskita são os titanatos (B = Ti), que fazem parte de uma classe de materiais cerâmicos dielétricos, semicondutores, que exibem muitas das propriedades supracitadas e, por isso, apresentam um amplo potencial para aplicações tecnológicas de forma direta ou indireta. Em muitos casos, esta estrutura favorece a acomodação de uma grande quantidade de defeitos, provocando distorções na rede periódica que podem ser geradas por deslocamentos atômicos, rompimento de simetria, torções sobre ligações, vacâncias iônicas ou catiônicas ou ainda por uma mudança de coordenação...

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Photoluminescence activity of Ba_1−xCa_xTiO₃: dependence on particle size and morphology

Abstract: Substitution of Ba/Ca (0.25/0.75) in Ba1−xCaxTiO3 compounds causes defects which inhibit the growth of particles and promote higher photoluminescence emission.

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Crystalline Structure, Defect Chemistry and Room Temperature Colossal Permittivity of Nd-doped Barium Titanate

Crystalline Structure, Defect Chemistry and Room Temperature Colossal Permittivity of Nd-doped Barium Titanate

Defects or charge transfer: Different possibilities to explain the photoluminescence in crystalline Ba(Zr x Ti 1−x )O 3

Síntese de BaTiO3 e SrTiO3 pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas utilizando anatase como precursor de titânio

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