Korelasi Sifat Struktural dan Feroelektrik pada Keramik Aurivillius Kobalt dan Besi Berdasarkan Analisis Penyempurnaan Rietveld

Abstrak
Penelitian ini meneliti karakteristik struktural dan feroelektrik keramik Bismuth Titanate (Bi 4 Ti 3 O 12 ) yang dimodifikasi lantanum dengan cara mendoping kobalt (Co 3+ ) dan besi (Fe 3+ ). Penyempurnaan struktural menunjukkan bahwa substitusi La 3+ pada Bi 3+ secara signifikan menurunkan panjang ikatan titanium–oksigen, menambah karakter kovalen yang penting untuk mengubah respons feroelektrik. Penggabungan Co 3 ⁺ dan Fe 3 ⁺ menyebabkan cacat, yang menyebabkan pengurangan polarisasi maksimum dari sekitar 10 µC cm − 2 menjadi sekitar 4,88 µC cm − 2 . Pemeriksaan struktural menunjukkan ortorombik sekitar 7,64×10 −3 dalam sampel BLaT dan 7,49×10 −3 dalam sampel BLaT-FC2, yang sesuai dengan kecenderungan polarisasi masing-masing. Penjepitan cacat menghambat gerakan dinding domain dalam BLaT-FC2, yang mengakibatkan loop histeresis (P–E) yang menyempit. Meskipun demikian, siklus listrik yang berulang meningkatkan respons feroelektrik, yang memungkinkan penyelarasan polarisasi yang lebih baik melalui mitigasi cacat progresif. Akibatnya, cacat struktural dan sifat fungsional berinteraksi secara dinamis. Hasilnya menyoroti dampak signifikan dari dinamika cacat dan perubahan struktural pada pengendalian kinerja feroelektrik keramik struktur berlapis berbasis Bi. Hal ini menunjukkan bahwa strategi doping yang disengaja dan rekayasa cacat dapat secara substansial meningkatkan keandalan dan efektivitas bahan feroelektrik untuk aplikasi elektronik tingkat lanjut.