بررسی اثر افزودنی های (۳)(۱-X)Bi(۲)O(۳).xFe(۲)O بر رفتار مقاومت الکتریکی مستقیم فریت منیزیم با تغییرات دما

در این پژوهش، پودر فریت منیزیم با روش واکنش حالت جامد در دمای ۱۱۵۰˚C به مدت ۲ ساعت با استفادهاز پیش ماده های (α-Fe(۲)O(۳ و MgO سنتز شد. قرصهای فریت منیزیم به همراه افزودنی (۳)l-x)Bi(۲)O(۳).xFe(۲)O به ازای ۰/۱۶، ۰/۱۲، ۰/۰۸، ۰/۰۴ و x=۰/۰۰ با فشار تک محوری ۳۵۰MPa آماده شدند و سپس در دمای ۱۰۵˚C به مدت ۴ ساعت تف جوشی شدند. چگالی نمونه ها توسط روش ارشمیدوس اندازه گیری شد. کمترین چگالی نسبی مربوط به نمونه ۰/۰۰=x با مقدار ۹۴/۹۸% و بیشترین چگالی نسبی در نمونه ی x=۰/۰۸ با مقدار ۹۸/۶۹% اندازه گیری شد. طبق نتایج آزمایش پراش پرتو ایکس، تمامی نمونه ها با فاز اسپینل مکعبی متبلور شدند. حضورفازهای ثانویه ی غنی از اکسید بیسموت نیز در تمامی نمونه ها تایید شد. سپس مقاومت الکتریکی مستقیم نمونه هابا تغییرات دما اندازه گیری شد. تمامی نمونه ها مقدار مقاومت الکتریکی مستقیم با افزایش دما به صورت لگاریتمیکاهش پیدا کرد که نشان دهنده ی رفتار نیم رسانایی است. بیشترین میزان مقاومت الکتریکی در تمامی دماها درx=۰/۰۰ مشاهده شد و پس از آن به ترتیب نمونه ۰/۱۲، ۰/۰۸ و ۰/۱۶ دارای بیشترین مقدار مقاومت و در نهایت نمونه ۰/۰۴ دارای کمترین میزان مقاومت الکتریکی مستقیم در تمام دماها مشاهده شد. حین فرآیند سینتر، فازهای ثانویه غنی از اکسید بیسموت بین دانه ها تشکیل می شود که به عنوان یک سد الکتریکی مانع از حرکت حامل های بار از یک دانه به دانه مجاور می شود. بزرگی این سد الکتریکی به موقعیت تراز فرمی فاز مایع و فریتمنیزیم بستگی دارد. هر قدر این اختلاف بیشتر باشد انرژی سد الکتریکی افزایش مییابد. نتایج نشان می دهدکه افزودن اکسید آهن به فاز مایع منجر به کاهش اختلاف تراز فرمی فاز مایع و فریت منیزیم می شود.

کلیدواژه ها:

فریت منیزیم ، اکسید بیسموت ، مقاومت الکتریکی مستقیم ، فاز مایع ، دما