Synthesis and characterization of ferroelectric KNN-based ceramics (K0.5Na0.5NbO3)@Cu and formation of thin films for applications in photovoltaic cells and supercapacitors.

Abstract

Este proyecto estudió la ferroelectricidad de muestras a granel y películas delgadas de K0.5N a0.5N bO3 y el efecto del dopaje con cobre (0.5 y 1 mol%). La síntesis de muestras a granel se realizó por el método cerámico convencional, calcinación, prensado uniaxial y sin- terizado a diferentes condiciones. En DRX se observó estructuras perovskitas desde la fase de polvos calcinados. Micrografías SEM de muestras sinterizadas muestran regiones con un tamaño de grano entre 1-2µm. A través de curvas de histéresis se observó un compor- tamiento ferroeléctrico en el KNN puro y KNNCu1%mol, en contraste el KNNCu0.5%mol mostró una fase antiferroeléctrica. Utilizando la espectroscopía de impedancia en fun- ción de temperatura, fue posible determinar las temperaturas de transición de las fases ortorrómbico-tetragonal, tetragonal-cúbico y la temperatura de Curie. Para la obtención de películas delgadas, se hicieron blancos de KNN, KNNCu0.5%mol y KNNCu1%mol, siguiendo el mismo proceso de muestras a granel con ciertas modificaciones. Los blancos obtenidos se usaron para el crecimiento de películas delgadas por erosión catódica bajo diferentes condiciones de tiempo, potencia, y sustrato. Se probaron diferentes tratamientos térmicos y se caracterizaron por XRD, histéresis y corriente-voltaje.