Кристаллическая структура системы твердых растворов (1-y)(BiFeO₃)-y(Ba_1-xSr_xTiO₃)

Кристаллическая структура система: твердых растворов (1-y)(BiFeO₃)-y(Ba_1-xSr_xTiO₃)  (0 ≤  x ≤ 1; 0,2 ≤  y ≤  0,4) определена на основании данных, полученных методом дифракции рентгеновского излучения, а также результатов сканирующей электронной микроскопии. Полученные результаты позволили уточнить концентраццонные области однофазного структурного состояния, а также области сосуществования двух структурных фаз в исследуемой системе. Показано, что увеличение концентрации ионов-заместителей приводит к уменьшению ромбоэдрических искажений. Структуру составов c у = 0,25-0,33 можно уточнить, предполагая сосуществование ромбоэдрической и псевдокубической фаз. Дальнейшее замещение приводит к трансформации структуры, она становится однофазной с кубической симметрией. Расщепление рефлексов, характеризующих ромбоэдрическую фазу, полностью исчезает для составов с у = 0,35; 0,40. Особое внимание уделено анализу структуры твердых растворов в области концентрационного фазового перехода. Определена эволюция морфологии кристаллитов в зависимости от типа структурных искажений и концентрации ионов стронция.

1. Phase stability and structural temperature dependence in powdered multiferroic BiFeO3 / R. Haumont [et al.] // Phys. Rev. B. - 2008. - Vol. 78, N 13. - Art. 134108. https://doi.org/10.1103/physrevb.78.134108

2. Structural and electrical characteristics of potential candidate lead-free BiFeO3-BaTiO3 piezoelectric ceramics / S. Kim [et al.] // J. Appl. Phys. - 2017. - Vol. 122, N 16. - P 164105. https://doi.org/10.1063/L4999375

3. Temperature and Composition-Inducet Structural Transitions in Bi1 1–xLa(Pr)xFeO3 ceramics / D. V. Karpinsky [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. - 2014. - Vol. 97, N 8. - P 2631-2638. https://doi.org/10.1111/jace.12978

4. The β-to-γ Transition in BiFeO3: A Powder Neutron Diffraction Study / D. C. Arnold [et al.] // Adv. Funct. Mater. - 2010. - Vol. 20, N 13. - P 2116-2123. https://doi.org/10.1002/adfm.201000118

5. Temperature-dependent structural and spectroscopic studies of (Bi1 1–xFex)FeO3 / A. Kirsch [et al.] // J. Phys. Chem. C. - 2018. - Vol. 122, N 49. - P 28280-28291. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b05740

6. Catalan, G. Physics and Applications of Bismuth Ferrite / G. Catalan, J. F. Scott // Adv. Mater. - 2009. - Vol. 21, N 24. - P 2463-2485. https://doi.org/10.1002/adma.200802849

7. The Ferroic Phase Transitions of BiFeO3 / S. M. Selbach [et al.] // Adv. Mater. - 2008. - Vol. 20, N 19. - P. 3692-3696. https://doi.org/10.1002/adma.200800218

8. Structural Stability and Magnetic Properties of Bi11–xLa(Pr)xFeO3 Solid Solutions / D. V. Karpinsky [et al.] // Solid State Communications. - 2011. - Vol. 151, N 22. - P. 1686-1689. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2011.08.002

9. Integration of sputter-deposited multiferroic CoFe2O4-BiFeO3 nanocomposites on conductive La07Sr03MnO3 electrodes / S. H. Lee [et al.] // Nanotechnology. - 2019. - Vol. 30, N 10. - P 105601. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aaf7cd

10. Priya, A. S. Investigation of multiferroic properties of doped BiFeO3-BaTiO3 composite ceramics / A. S. Priya, I. B. Shameem Banu, S. Anwar // Mater. Let. - 2015. - Vol. 142. - P 42-44. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.11.111

11. Rodriguez-Carvajal, J. R. Recent advances in magnetic structure determination by neutron powder diffraction / J. R. Rodriguez-Carvajal // Physica B: Condensed Matter. - 1993. - Vol. 192, N 1-2. - P 55-69. https://doi.org/10.1016/0921-4526(93)90108-i