锰掺杂YCrO3纳米结构的电导率、介电弛豫和电模量分析

《ChemistrySelect》：Conductivity, Dielectric Relaxation, Electric Modulus Analysis of Manganese-Doped YCrO3 Nanostructures

　　

摘要

本研究通过溶胶-凝胶法制备了锰掺杂的YCrO₃纳米结构，并对其电学和介电性能进行了研究。采用Rietveld精修、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和透射电子显微镜（TEM）进行微观结构分析。测量在303–523 K的温度范围和100 Hz–2 MHz的频率范围内进行。直流电导率随温度升高而增加，证实了样品的半导体性质，而随Mn浓度的增加而降低。直流电导率的温度依赖性表明存在绝热小极化子跳跃机制。利用Cole-Cole模型并考虑直流电导率贡献，分析了介电常数的实部和虚部。与空间电荷和自由电荷载流子相关的电导率随Mn浓度的增加而降低。频率相关的电模量谱表明存在非Debye弛豫行为。直流和交流传导的活化能相当，表明存在共同的电荷传输机制。复阻抗分析揭示了晶界贡献占主导地位。I–V特性的肖特基发射分析表明，随着Mn掺杂，势垒高度增加，表明载流子局域化增强且界面载流子注入受到抑制。这些结果表明，有效调控了YCrO₃纳米结构的电学、介电和界面性能，有望用于未来的电子和介电应用。

图形摘要

Y1、Y2和Y3样品在不同温度下的介电常数实部随频率的变化关系分别如图（a）、（b）和（c）所示，随着Mn掺杂浓度的增加而增大。Y1、Y2和Y3样品在303 K时的介电常数实部随频率变化的对比如图（d）所示。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

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