¥ ¹ Å= k R X N Ëù m Ç BaTi 2 O 5 8 ý + s ÇX N Ë× D Ê ÝX N Ë õ m Í – ¥ ¹ Å — ¤V R Ë

–

¥ ¹ Å= k R X N Ëù m Ç BaTi 2 O 5 8 ý + s ÇX N Ë× D Ê ÝX N Ë õ m Í – ¥ ¹ Å — ¤V R Ë

T

^ ï B# Ü  · ö ¶ BŒ ‰ x‡ Ú · ƒ ‘ šg ` @] 8 ; ·  ™ » Ø • v · L |g ` @­ £ · … è ¡ ÷ 7 B) o  ^∗

Â

Òí ß –@ /† < Ɠ §
” ¸õ † < Æl Õ ü t † < Æ Ò, Ó ü t o † < Æõ ,  Òí ß – 609-735



™ »+ ä ª <

Spring-8/JASRI, 1-1-1 Koto, Mikazuki-Cho, Sayo-Gun, Hyogo 679-5198 (2006¸   1 Z 4 16{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

q

& ñ | 9  BaTi

2

O

5

\  ¦  ß ¼ 6   xÖ 6 x- Š © œ\  ¦  Q / å LÏ Ÿ ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ] j› ¸ # Œ,   & ñ  o õ & ñ õ  q & ñ | 9   © œI \ " f_  Ä

»„   : £ ¤$ í `  ¦ ƒ  ½ ¨ % i  . \ P  : £ ¤$ í ì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x K  ¿ º   _    & ñ  o õ & ñ s  e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3 “ ¦, X-‚   \  [ 

t s  Á º] (– РÒ'  y Œ •y Œ •_    & ñ “ É r     © œÃ º   É r é ß –   & ñ ½ ¨› ¸e ” `  ¦ S X ‰ “   % i  . AFM 8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K 

\ P

 z  ´+ « >\ " f ' Í   P :
 
  H ×  æ ç ß –   & ñ  © œ“ É r 100 nm s  _ 
” ¸ß ¼l \  ¦ + þ A$ í † < Ê`  ¦ · ú ˜€ Œ ¤ . 400

^◦

C

∼ 600

^◦

C  s _  q & ñ | 9   © œI \ " f „  l  „  • ¸• ¸  H “ : r • ¸    o\  › ' a > \ O s  Å Ò à º\  @ /K  
_  Ü ¼> p u /

B G‚  `  ¦ t “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ S X ‰ “   % i “ ¦, s – РÒ'  s  “ : r • ¸ % ò % i \ " f_  „  l  „  • ¸ l ½ ¨  H 
– Ð
 è ­ q à º e ”

6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

PACS numbers: 61.43.Fs, 77.22.Ch, 77.84.Lf

Keywords:   & ñ  o, „  l  „  • ¸• ¸, Ü ¼> p u / B G‚  , q & ñ | 9 ,  Ö ¸$ í  o \  -t , Jonscher_  t à ºZ O g Ë :

I. " e  ] Ø

þ

j   H [ þ t # Q q & ñ | 9 “ É r y Œ •7 á x ' ‘ é ß – l Õ ü t í ß –\ O  ì  r  \  6 £ x6   x

÷

&€  " f ×  æ כ ¹$ í s   Òy Œ •÷ &“ ¦ e ”  . q & ñ | 9 “ É r   & ñ  o õ & ñ

×

 æ \    & ñ ß ¼l \  ¦ ] j# Q ½ + É Ã º e ” l  M :ë  H \ ,
” ¸ x 9    s

ß ¼– Ðp '  ß ¼l _  ™ èF  x 9  ™ è  ] j Œ •\  6   x s   . ¢ ¸ô  Ç q

& ñ | 9  % ò % i õ   € ª œô  Ç ß ¼l _    & ñ \  @ /ô  Ç Ä »„   : £ ¤$ í   



o\  ¦ 1 l x r \  ƒ  ½ ¨½ + É Ã º e ” l  M :ë  H \  q & ñ | 9 \  @ /ô  Ç „  l 

&

h

 : £ ¤$ í ƒ  ½ ¨  8¹ ¡ ¤ ×  æ כ ¹K t “ ¦ e ”  .

q

& ñ | 9  Ó ü t| 9 s  6 £ x6   x ÷ &  H @ /³ ð& h “   ì  r    H n Û ¼e  ¦ Y Us  ì

 r  ü < [ j@ / B j— ¸o  ì  r   e ”  . n Û ¼e  ¦ Y Us  ì  r  \ 

"

f LCD (liquid crystal display) ? / Ò_  „  F G \ " f Ó  o& ñ

\

 % ò  © œ„  · ú š`  ¦ { 9 § 4 r & Šҍ  H Û ¼0 Ag A ™ è – Ð 6 £ x6   x s  ÷ &

“

¦ e ” “ ¦ [1], PDP (plasma display panel) ? / Ò_  Ä »„  ^ ‰ ü

<   # 4  1 p x ´ ú §“ É r  Ҿ ¡ § \ • ¸ q & ñ | 9  Ó ü t| 9 s  s 6   x ÷ &“ ¦ e ”   [2]. [ j@ / B j— ¸o “   PRAM (phase-change RAM)\ " f

•

¸ q & ñ | 9  Ó ü t| 9 s   6   x ÷ &“ ¦ e ”   H X <, PRAM“ É r q & ñ | 9  Ó ü t

| 9

\  „  À Ó\  ¦ K    & ñ  © œI { 9  M : ‘0’, q & ñ | 9   © œI { 9  M :

’1’ – Ð “  d ”  # Œ X <s ' \  ¦ $  © œ   H B j— ¸o s   [3].

y

© œÄ »„  ^ ‰ BaTi

2

O

₅

[4-9]  H ± ú šõ  ° ú  “ É r ¨ 8 Š ⠚ ¸% i  " é ¶ ™ è

\ O

“ ¦, Z  }“ É r Curie “ : r • ¸ (430

^◦

C)\  ¦ t l  M :ë  H \  í ß –\ O & h 

∗

E-mail: [email protected]

6

£

x6   x \  Ä »o ô  Ç & h s  e ”  . Õ ª Q
 s  Ó ü t| 9 \  › ' a ô  Ç   & ñ

½

¨› ¸ x 9  Ä »„   : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  H ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ” Ü ¼
, q 

&

ñ | 9 \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  H  _  s À Ò# Qt t  · ú §“ É r  © œI s  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H q & ñ | 9  BaTi

₂

O

₅

_    & ñ  o õ & ñ x 9  \ P 

&

h

 : £ ¤$ í Õ ªo “ ¦ Ä »o  % ò % i \ " f_  Ä »„   : £ ¤$ í `  ¦ ƒ  ½ ¨ % i 



.

II. ÷ m Ç ] M ö

BaTiO

3

ì  r ´ ú ˜ (Aldrich, 99.9 %)õ  TiO

²

ì  r ´ ú ˜ (Aldrich, 99.9 %)`  ¦ 1 : 1 ]  t q – Ð 2r ç ß – 1 l x î ß – ¸ ú ˜ [ O “ É r  6 £ § 1250

^◦

C

\

" f 4r ç ß – 1 l x î ß – \ P % ƒo \  ¦ % i  . s  ì  r ´ ú ˜`  ¦ 1 r ç ß – 1 l x î ß –



r  ì  r  W # Œ,  ß ¼~ ½ ӄ  Ü ¼– Ð 0 l q{ 9  M : f  ­ ä ¼ 9t t  · ú §• ¸ 2

Ÿ

¤ é # Qo  (pellet)– Ð ë ß –[ þ t% 3  . s  M : / B N l Ä »· ú š © œu \   K

”   · ú š§ 4 “ É r 400 kg/cm

²

s “ ¦, é # Qo _  f ”  ⠓ É r 25 mm,

¿

ºa   H 3 mm s  . é # Qo \  ¦ é ß –é ß – >  l  0 AK " f 900

◦

C \ " f 1r ç ß – 1 l x î ß – ™ è   % i  .

q

& ñ | 9 `  ¦ ë ß –[ þ t l  0 AK   ß ¼ 6   xÖ 6 x- Š © œ\  ¦  Q / å LÏ Ÿ ~ ½ ÓZ O  (arc melting twin roller quenching method)`  ¦  6   x % i  . ] j

›

¸  ) a q & ñ | 9  r « Ñ_  ¿ ºa   H 27 µm s “ ¦ ˜ Ð|  Òy n C`  ¦ {  9 È Ò

"

î % i  .

 

& ñ  o ÷ &  H õ & ñ `  ¦ › ' a ¹ 1 Ï l  0 AK " f \ P  : £ ¤$ í 8 £ ¤& ñ õ 

½

¨› ¸ S X ‰ “   x 9  ³ ð€   ì  r$ 3 `  ¦ % i  . \ P  : £ ¤$ í “ É r, q & ñ | 9  r 

-267-

«

Ñ\  ¦ } Œ •  µ 1 Ï\  ° ú ˜ " f ì  r ´ ú ˜ 5 mg`  ¦ Ñ þ ˜F K 6   x l \  { Œ ™“ É r Ê

ê r  \ P ì  r$ 3 l  (DTA, differential thermal analysis)\  ¦ s

6   x # Œ 5 p x“ : rÖ  ¦ 6, 8, 10, 12, 14

^◦

C/min Ü ¼– Ð  © œ“ : r \ " f Â

Ò'  1200

^◦

C  t  8 £ ¤& ñ % i  . X-‚   \ [  t s  Á º] (– Ð   

&

ñ ½ ¨› ¸\  ¦ S X ‰ “   % i “ ¦, ³ ð€  “ É r AFM Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i  .

q

& ñ | 9  BaTi

2

O

5

_  Ä »„   : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  l  0 A # Œ Impedance/Gain-Phase Analyzer (HP 4194A)\  ¦  6   x 

%

i  . r « Ñ_  € ª œ€  \  f ”  â 3 mm_  " é ¶+ þ A „  F G`  ¦ \ P 7 £ x µ 1 Ï Z O

Ü ¼– Ð 7 £ x ‚ Ã Ì % i “ ¦, f ”  â 0.05 mm_  F K‚  `  ¦  6   x % i 



. ï  r q   ) a r « э  H Ä »„  : £ ¤$ í 8 £ ¤& ñ „  \ , q & ñ | 9  r « Ñ ] j

›

¸r _  / å LÏ Ÿ \  _ ô  Ç   + þ A`  ¦ ¢ - a  or v l  0 AK , Ä »o „  s 

“

: r • ¸ (680

^◦

C) ˜ Ð  ± ú “ É r “ : r • ¸“   600

^◦

C  t  \ P % ƒo  

%

i  . s  r « Ñ\  ¦  © œ“ : r \ " f 900

^◦

C  t  2

^◦

C/min _  5 p x“ : r Ö

 ¦ – Ð “ : r • ¸\  ¦ `  ¦ o €  " f Ä »„   : £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .  6   x ô  Ç Å

Ò à º  H 100 Hz ∼ 15 MHz s  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

Fig. 1“ É r q & ñ | 9  BaTi

₂

O

₅

_  5 p x“ : rÖ  ¦ \    É r \ P ì  r$ 3  / B G

‚

 s  . 5 p x“ : rÖ  ¦ 14

^◦

C/min \  @ /ô  Ç Õ ªa Ë >`  ¦ ˜ Ѐ   q & ñ | 9 

Fig. 1. DTA curves on the crystallization at various heat- ing rates.

_

   & ñ  o\  _ ô  Ç ¿ º > h_  µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä ºo 
 
“ ¦, ' Í



 P :   & ñ  o  H 706

^◦

C (  & ñ  o “ : r • ¸, T

c

)  Ò'  r  Œ •  ) a  .

ï

 r î ß –& ñ  © œI “   q & ñ | 9 “ É r î ß –& ñ ô  Ç   & ñ  © œÜ ¼– Ð „  s  €  " f

¿

º  © œ_   Ä »\  -t  s ë ß –
p u _  \ P `  ¦ ? /# QZ  ~ >  ÷ &  H X <, s

 כ s  DTA 8 £ ¤& ñ \ " f µ 1 Ï\ P  / B G‚  Ü ¼– Ð
 
“ ¦ µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä

ºo _  €  & h “ É r   & ñ  o ”  ' Ÿ  & ñ • ¸\  ¦
  · p . Fig. 1_ 

¶ ú

š{ 9  Õ ªa Ë >“ É r Ä »o „  s “ : r • ¸ (T

^g

)\  ¦ ½ ¨ l  0 A # Œ DTA

\

 ´ ú §“ É r € ª œ_  q & ñ | 9  BaTi

2

O

5

ì  r ´ ú ˜ 30 mg`  ¦ V , “ ¦ 5 p x“ : r Ö

 ¦ 14

^◦

C/min Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ # Œ S X ‰ @ /ô  Ç Õ ªa Ë >s  9, Ä »o „  s 

“

: r • ¸  H 680

^◦

C s  .

5 p

x“ : rÖ  ¦ s  7 £ x † < Ê\     µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä ºo  ß ¼l  & h & h  &  t

“ ¦ “ ¦“ : r A á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”   H X <, s   H 5 p x

“

: rÖ  ¦ s  & f ” \     r « Ñ_  \ P \  @ /ô  Ç ì ø Í6 £ x r ç ß –“ É r  ú ª  4

R" f  8 Z  }“ É r “ : r • ¸\ " f { 9 # Q
  H \ P & h  + '5 gf ”  (thermal

Fig. 2. Modified Ozawa plot to obtain the activation energy from the slope.

Fig. 3. X-ray diffraction patterns at room temperature

for the samples as-quenched, and after heat treatment at

740

^◦

C and 1200

^◦

C.

Fig. 4. AFM morphology at room temperature for the samples as-quenched, and after heat treatment at 710

^◦

C, 740

◦

C and 1200

^◦

C.

delay) ‰ & ³ © œ\  _ ô  Ç ´ òõ s  . ¿ º > h_  µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä ºo ü < X-

‚

  \ [  t s  Á º] (– РÒ' , q & ñ | 9  BaTi

₂

O

₅

  H 
_  ï  r î ß –

&

ñ  © œI _    & ñ  © œ`  ¦  5 g þ j7 á x  © œ BaTi

²

O

5

  & ñ Ü ¼– Ð  © œ

„

 s  † < Ê`  ¦ S X ‰ “   % i  .

Fig. 2  H q & ñ | 9 \ " f ' Í   P :   & ñ  o { 9 # Q± ú ˜ M : € 9  כ

¹ô  Ç  Ö ¸$ í  o \  -t \  ¦ ½ ¨ô  Ç   õ \  ¦
  · p .   & ñ  o\ 

€ 9

כ ¹ô  Ç  Ö ¸$ í  o \  -t (E)\  ¦ ½ ¨ l  0 A # Œ, q 1 p x“ : r õ & ñ

\

 & h 6   x ÷ &  H à º& ñ  ) a Ozawa d ” `  ¦  6   x % i   [10-13].

ln(−ln(1 − x)) = −nlnα − 1.052mE

RT + const. (1)

#

Œl " f x  H DTA µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä ºo _  „  ^ ‰€  & h \  @ /ô  Ç e ”  _

_  “ : r • ¸ T  t _  €  & h  q Ö  ¦, n“ É r   & ñ  o l ½ ¨\  ¦
 

?

/  H ë “ B6 £ §  à º, ፠ H 5 p x“ : rÖ  ¦, R“ É r l ^ ‰  © œÃ ºs “ ¦ m“ É r   

&

ñ _  $ í  © œ " é ¶`  ¦
  · p . BaTi

2

O

₅

_    & ñ $ í  © œ " é ¶ m“ É r Fig. 4 _  ³ ð€  Õ ªa Ë >`  ¦ “ ¦ 9½ + É M : 3 " é ¶ $ í  © œe ” `  ¦ S X ‰

“

 ½ + É Ã º e ” Ü ¼Ù ¼– Ð m = 3Ü ¼– Ð Ñ ü t à º e ”  .   " f 0 A d ” 

`

 ¦ s 6   x # Œ, q & ñ | 9 – РÒ'  ' Í   P :   & ñ  © œÜ ¼– Ð „  s  



 H X < € 9 כ ¹ô  Ç  Ö ¸$ í  o \  -t   H 3.67 ± 0.07 eV s  .

Fig. 3“ É r q & ñ | 9   © œI  x 9  Fig. 1\ " f
 
  H y Œ •y Œ • _

 µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä ºo \  K { © œ   H   & ñ  © œ`  ¦ S X ‰ “   l  0 AK  y Œ •

“

: r • ¸\ " f \ P % ƒo  Ê ê  © œ“ : r \ " f n ” “ É r X-‚   \ [  t s  8 £ ¤& ñ

 

õ s  . 8 £ ¤& ñ ô  Ç r « э  H DTA\  ¦ s 6   x # Œ 5 p x“ : rÖ  ¦ 14

◦

C/min Ü ¼– Ð 3 l q ³ ð “ : r • ¸ t  \ P % ƒo \  ¦ ô  Ç Ê ê  © œ“ : r Ü ¼– Ð / å L Ï Ÿ

ô  Ç  כ s  . Õ ªa Ë >`  ¦ ˜ Ѐ   q & ñ | 9 \ " f  H   & ñ õ  ° ú  s  Ú Ô A

Õ ª ì ø Í €  \  @ /6 £ x ÷ &  H  r] X  4 Ÿ x Ä ºo   H ˜ Ðs t  · ú §“ ¦ é ß –



o  | 9 " f\  _ ô  Ç ¢ - a ë ß –ô  Ç 4 Ÿ x Ä ºo 
 è ß – . ' Í   P :   

&

ñ  o  H 706

^◦

C \ " f r  Œ •÷ &# Q 740

^◦

C \ " f = å Q è ß – . # Œl 

"

f_    & ñ  © œ“ É r q & ñ | 9 \ " f þ j7 á x  © œ“   BaTi

2

O

5

– Ð   & ñ  o

÷

&l  „  _  ×  æ ç ß – © œÜ ¼– Ð+ ‹ é ß –   & ñ ½ ¨› ¸\  ¦ t “ ¦ e ” Ü ¼ 9 a = 18.8 ˚ A, b = 18.5 ˚ A, c = 15.3 ˚ A s “ ¦ β = 114.5

^◦

s 



. 1200

^◦

C \ " f / å LÏ Ÿ ô  Ç  â Ä º  H þ j7 á x  © œ“   BaTi

2

O

5

  

&

ñ \  K { © œ   H  r] X Á º] (
 
 9 ½ ¨› ¸  H é ß –   & ñ s 

“

¦, a = 9.41 ˚ A, b = 3.93 ˚ A, c = 16.91 ˚ A, β = 103.5

^◦

s 



 [14,15].

Fig. 4  H Fig. 3 \ " f  ê  r q & ñ | 9 õ  ×  æ ç ß –   & ñ  © œ, Õ ªo 

“

¦ þ j7 á x   & ñ  © œ\  @ /K  8 £ ¤& ñ ô  Ç AFM Õ ªa Ë >s  . Fig. 4(a), (b), (c)  H – Ð, [ j– Ð 8 £ ¤& ñ # 3 0 A 1 µms “ ¦ Fig. 4(d)  H 4 µm s  . Fig. 4(a)\ " f  H   & ñ z Œ —· ú ˜s  \ O   H ç  H| 9 ô  Ç ³ ð

€

 `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . ' Í   P :   & ñ  o “ : r • ¸ 706

^◦

C\  ¦ t è ß – f ”  Ê

ê_  ³ ð€    © œI “   Fig. 4(b)  H   & ñ  o œ íl  é ß –> – Ð+ ‹ q 

&

ñ | 9  © œ  „ ½ Ó / B M/ B M \  100 nm ß ¼l  s  _ 
” ¸   & ñ z Œ —· ú ˜ s

 Ò q t 
  H  כ `  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . Fig. 4(c)\ " f
 
  H   

&

ñ z Œ —· ú ˜“ É r DTA µ 1 Ï\ P  / B G‚  \ " f ' Í   P : 4 Ÿ x Ä ºo  = å Q è ß –



© œI \  K { © œ   H  כ Ü ¼– Ð+ ‹ „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð   & ñ  o { 9 # Qz Œ ¤ 6

£

§`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . Fig. 4(d)  H 1200

^◦

C  t  \ P % ƒo ô  Ç r 

«

і Ð+ ‹ þ j7 á x  © œ\  @ /ô  Ç   & ñ z Œ —· ú ˜ ³ ð€  `  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  .


_    & ñ z Œ —· ú ˜_  ß ¼l   H ∼ µm – Ð+ ‹ Fig. 4(c)\ " f ^  ¦ Ã

º e ”   H   & ñ z Œ —· ú ˜˜ Ð  & ”    כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

Fig. 5  H # Œ Q “ : r • ¸\ " f Å Ò à º\  @ /ô  Ç „  l  „  • ¸• ¸ Õ

ªa Ë >s  . q & ñ | 9  % ò % i “   400

^◦

C ∼ 600

^◦

C \ " f_  „  l 

„

 • ¸ ‰ & ³ © œ`  ¦ ˜ Ѐ  , $ Å Ò à º\ " f  H „  l  „  • ¸• ¸ Å Ò  Ã

º\   _  1 l qw n & h “   dc  1 l x`  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” Ü ¼ 9, “ ¦Å Ò à º

Fig. 5. Frequency dependence of the electrical conduc- tivity at several temperatures.

\

" f  H ac  1 l x`  ¦ ˜ Ðe ” `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s  “ : r • ¸ % ò % i \ " f _

 „  l  „  • ¸ ‰ & ³ © œ“ É r  6 £ § õ  ° ú  “ É r Jonscher _  t à º Z O g Ë : Ü

¼– Ð
 è ­ q à º e ”   [16].

σ(ω) = σ

dc

[1 + ( ω ω

h

)

^s

] (2)

#

Œl " f σ

dc

  H dc „  l  „  • ¸• ¸s “ ¦, ω

h

  H „   î  r ì ø Í _ 

‡

© œØ  æ 8 Al  Å Ò à ºs  9 s  H „  l  „  • ¸\  l # Œ   H s “ : r õ 



 É r s “ : r ¢ ¸  H Šҁ   ¨ 8 Š â õ _   © œ  ñ  Œ •6   x`  ¦
 ? / 9 0

≤ s ≤ 1 _  ° ú כ`  ¦ ”   . q & ñ | 9  BaTi

2

O

5

_   â Ä º 400

^◦

C

∼ 600

^◦

C _  “ : r • ¸ ½ ¨ç ß –\ " f s = 0.6_  ° ú כ`  ¦ t  9, s ü <

° ú

 s  ô  Ç > h_  t à º– Ð „  l  „  • ¸• ¸\  ¦ ³ ð‰ & ³½ + É Ã º e ”    H  כ

“ É

r „  l  „  • ¸\  l # Œ   H s “ : r[ þ t _   © œ  ñ Œ •6   x & ñ • ¸ " f

–

Ð   É r “ : r • ¸\ " f ° ú  6 £ §`  ¦ > p w ô  Ç .

ô

 Ǽ # , q & ñ | 9  % ò % i “   100

^◦

C ∼ 300

^◦

C \ " f_  „  l  „  

•

¸ ‰ & ³ © œ“ É r — ¸Ž  H 8 £ ¤& ñ Å Ò à º@ /\ " f ac  1 l x`  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” 



. 100

^◦

C – Ð ÷ &€   s° ú כ“ É r 1 – Ð ] X   H  9  _  f ” ‚  _  l Ö  ¦ l

\  ¦ t   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”   H X < s \  ¦ Jonscher _  t à º Z O  g Ë

:`  ¦  Ø Ô  H ‰ & ³ © œõ  ½ ¨ì  r # Œ  _  { 9 & ñ ô  Ç ’ < Hz  ´ (nearly constant loss) ‰ & ³ © œs  “ ¦  ÒØ Ô“ ¦, þ j   H D. L. Sidebottom [17,18] õ  B. Roling [19] 1 p x \  _ K  ƒ  ½ ¨ ÷ &“ ¦ e ”  . s 

% ò

% i \ " f  H Ä »„   ’ < Hz  ´`  ¦
 ? /  H Ä »„  Ö  ¦ ) ‡Ã ºÂ Ò ε

⁰⁰

= σ(ω)/ωε

₀

)  Å Ò à º\  @ /K   _  1 l qw n & h “   — ¸_ þ v`  ¦ ˜ Г  



.

Fig. 6“ É r # Œ Q “ : r • ¸\ " f_  „  l  „  • ¸• ¸\  @ /ô  Ç è  HF K ¸ ú š l

 (scaling) Õ ªa Ë >s   [20-23]. # Œ Q “ : r • ¸\  @ /ô  Ç ac „   l

 „  • ¸• ¸ / B G‚  [ þ t`  ¦ 
_  / B G‚  Ü ¼– Ð è  HF K`  ¦ ¸ ú š`  ¦ à º e ” 



 H Ü ¼> p u / B G‚   (master curve)Ü ¼– Ð
 ? /€   „  l  „  • ¸• ¸

\

 @ /ô  Ç Ä »6   x ô  Ç & ñ ˜ Ð\  ¦ % 3 `  ¦ à º e ”  . Ü ¼> p u / B G‚  “ É r Á º 

"

é

¶ _  ac „  l  „  • ¸• ¸ ˜σ ≡ σ(ω)/σ(0)`  ¦ Á º " é ¶ _  Å Ò à º

Fig. 6. Electrical conductivity master curve for various temperatures.

ω = ω/ω

_k

– Ð
 ? /% 3  . Barton-Nakajima-Namikawa (BNN) › ' a > \   Ø Ô€   σ

_dc

  H ω

h

ü <  6 £ § õ  ° ú  “ É r › ' a > – Ð

³

ð‰ & ³  ) a   [24].

σ

dc

= p

0

∆ω

h

(3)

#

Œl " f p  H 1 \   î  r  © œÃ ºs “ ¦, 

0

  H ”  / B N \ " f_  Ä »

„

 Ö  ¦, ∆  H Ä »„  ¢ - a  o\  _ ô  Ç Ä »„  Ö  ¦   o\  ¦
  · p . Ä »

„

 Ö  ¦    o ∆  H Ó ü t| 9  ? /\ " f s “ : r _  ‡ © œØ  æ 8 Al \  _ ô  Ç    õ – Ð, ∆ = (0) − (∞)– Ð ³ ð‰ & ³ ) a  . # Œl " f, (0)  H Ø  æì  r y

 ¢ - a  o  ) a  © œI _  Ä »„  Ö  ¦ ° ú כs “ ¦, (∞)  H F G ô  Ç_  “ ¦Å Ò  Ã

º\ " f ¢ - a  o÷ &t  · ú §“ É r  © œI _  Ä »„  Ö  ¦ ° ú כ`  ¦
  · p . s 

“

: r _  ‡ © œØ  æ 8 Al   H % ò ½ ¨Š © œF G  _   r„  õ  Ä »  Ù ¼– Ð, Š © œ F

G  \  @ /ô  Ç Debye — ¸4 S q\ " f “ : r • ¸\  @ /ô  Ç Ä »„  Ö  ¦    o



 H ∆ ∝ (

⁰

T )

⁻¹

õ  ° ú  s    H  & h Ü ¼– Ð j þ t à º e ”   [25].  



" f „  l  „  • ¸• ¸_  è  HF K ¸ ú šl  † < Êà º  H “ : r • ¸ü < ‡ © œØ  æ 8 Al  Å

Ò à º\  ¦ s 6   x # Œ  6 £ § õ  ° ú  s 
 è ­ q à º e ”  .

˜ σ = σ

σ

0

= F ( ω ω

k

) = F ( ω

σ

dc

T ) (4) Õ

ªa Ë >\ " f ˜ Ð1 p w s  „  l  „  • ¸• ¸  H “ : r • ¸    o\  › ' a > \ O  s

 Å Ò à º\  @ /K  
_  Ü ¼> p u / B G‚  `  ¦
  · p . s  כ “ É r

“

: r • ¸ 7 £ x † < Ê\     „    î  r ì ø Í “   s “ : r _  ¹ ¡ §f ” e ” s 

 Ö

¸ µ 1 Ï # Œ „  l  „  • ¸• ¸  H 7 £ x ½ + Ét  • ¸, Å Ò à º\  @ /K 

° ú

 “ É r „  l  „  • ¸ l ½ ¨\  ¦ t   H  כ Ü ¼– Ð s K ½ + É Ã º e ”  .

IV. + s Ç Â ] Ø

q

& ñ | 9  BaTi

2

O

5

_    & ñ  o õ & ñ x 9  Ä »„   : £ ¤$ í `  ¦ ƒ  ½ ¨

% i  . \ P  : £ ¤$ í ì  r$ 3 \ " f
 è ß – µ 1 Ï\ P  4 Ÿ x Ä ºo ü < à º& ñ  ) a

Ozawa d ” `  ¦ s 6   x # Œ q & ñ | 9 _    & ñ  o\  € 9 כ ¹ô  Ç  Ö ¸$ í



o \  -t \  ¦ ½ ¨ % i “ ¦, Õ ª ° ú כ“ É r 3.67 ± 0.07 eV s % 3  .

AFM 8 £ ¤& ñ   õ \  _  €   ' Í   P :   & ñ  o “ : r • ¸\  ¦ t 


€

 " f 100 nm s  _ 
” ¸   & ñ z Œ —· ú ˜s  Ò q tl l  r  Œ • % i 

“

¦, þ j7 á x  © œ_    & ñ z Œ —· ú ˜“ É r ∼ µm & ñ • ¸e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

¿

º > h_  " f– Ð   É r   & ñ  © œs  3 " é ¶ Ü ¼– Ð $ í  © œ % i “ ¦, X-

‚

  \ [  t s  Á º] (– РÒ'  q & ñ | 9  BaTi

2

O

5

  H é ß –   & ñ ½ ¨

›

¸_  ×  æ ç ß – © œ`  ¦  5 g ¢ ¸   É r é ß –   & ñ ½ ¨› ¸_    & ñ  © œÜ ¼

–

Ð  © œ„  s  † < Ê`  ¦ S X ‰ “   % i  . Å Ò à º\  @ /ô  Ç „  l  „  • ¸• ¸ Õ

ªa Ë >\ " f, $ “ : r \ " f
 
  H  _  { 9 & ñ ô  Ç ’ < Hz  ´ (nearly constant loss) ‰ & ³ © œõ  “ ¦“ : r \ " f
 
  H Jonscher _  t  Ã

º Z O g Ë :`  ¦  Ø Ô  H ‰ & ³ © œ`  ¦ ½ ¨ì  r % i  . Jonscher_  t à º Z O

g Ë :`  ¦  Ø Ô  H “ : r • ¸ % ò % i \ " f Å Ò à º\  @ /ô  Ç „  l  „  • ¸

•

¸  H 
_  Ü ¼> p u / B G‚  `  ¦ t   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ” % 3 “ ¦, s 

–

РÒ'  s  “ : r • ¸ % ò % i \ " f „  l  „  • ¸ l ½ ¨  H 
– Ð [ O " î

½

+ É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r  Òí ß –@ /† < Ɠ §  Ä »õ ] j † < ÆÕ ü tƒ  ½ ¨q \  _  # Œ

ƒ

 ½ ¨÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] N. Ibaraki, Mater. Chem. Phys. 43, 220 (1996).

[2] D. N. Kim, J. Y. Lee, J. S. Huh and H. S. Kim, J.

Non-Cryst. Solids 306, 70 (2002).

[3] H. Lee, D. H. Kang and L. Tran, Mater. Sci. Eng.

B 119, 196 (2005).

[4] W. O. Sttaton, J. Chem. Phys. 19, 33 (1951).

[5] D. E. Rase and R. Roy, J. Am. Chem. Soc. 38, 102 (1955).

[6] E. Tillmanns, Acta Cryst. B 30, 2894 (1974).

[7] Y. Akishige, K. Fukano and H. Shigematsu, Jpn. J.

Appl. Phys. 42, L946 (2003).

[8] Y. Akishige and H. Shigematsu, J. Korean Phys.

Soc. 46, 159 (2005).

[9] A. Hushur, S. Kojima, H. Shigematsu and Y. Ak- ishige, J. Korean Phys. Soc. 46, 86 (2005).

[10] M. Avrami, J. Chem. Phys. 9, 177 (1941).

[11] H. E. Kissinger, J. Res. Nat. Bur. Stand. 57, 217 (1956).

[12] D. W. Henderson, J. Non-Cryst. Solids 30, 301 (1979).

[13] K. Matusita, T. Komatsu and R. Yokota, J. Mat.

Sci. 19, 291 (1984).

[14] J. P. Guha, J. Am. Ceram. Soc. 60, 246 (1977).

[15] H. M. O’Bryan, JR. and J. Thomson, JR., J. Am.

Ceram. Soc. 57, 522 (1974).

[16] J. K. Lee, H. W. Park, H. W. Choi, J. E. Kim, S. J.

Kim and Y. S. Yang, J. Korean Phys. Soc. 47, 267 (2005).

[17] D. L. Sidebottom and C. M. Murray-Krezan, Phys.

Rev. Lett. 89, 195901-1 (2002).

[18] D. L. Sidebottom, Phys. Rev. Lett. 82, 3653 (1999).

[19] B. Roling, C. Martiny and S. Murugavel, Phys. Rev.

Lett. 87, 085901-1 (2001).

[20] J. C. Dyre, Phys. Rev. B 48, 12511 (1993).

[21] B. Roling, A. Happe, K. Funke and M. D. Ingram, Phys. Rev. Lett. 78, 2160 (1997).

[22] T. B. Schroder and J. C. Dyre, Phys. Rev. Lett. 84, 310 (2000).

[23] B. Roling and M. D. Ingram, Phys. Rev. B 56, 13619 (1997).

[24] H. Namikawa, J. Non-Cryst. Solids 18, 173 (1975).

[25] A. K. Jonscher, Dielectric Relaxation in Solids

(Chelsea Dielectric Press, London, 1983), p. 34.

Crystallization and Dielectric Properties of Dielectric Amorphous BaTi ₂ O ₅

J. K. Lee, C. H. Song, H. W. Park, M. Kim, H. W. Choi and Y. S. Yang

^∗

Department of Physics, Pusan National University, Busan 609-735

J. E. Kim

Spring-8/JASRI, 1-1-1 Koto, Mikazuki-Cho, Sayo-Gun, Hyogo 679-5198 (Received 16 January 2006)

The crystallization mechanism and the dielectric properties of amorphous BaTi

2

O

5

have been studied with samples prepared by using a twin-roller quenching method. DTA (differential thermal analysis) and XRD measurements show that amorphous BaTi

2

O

5

has two phase transitions cor- responding to monoclinic crystal structures with different lattice parameters. Surface morphology measurements by using AFM (atomic force microscopy) show that the particle size in the early crystalline phase is smaller than 100 nm. From the master curve of the frequency-dependent elec- trical conductivity in the temperature range from 400

^◦

C to 600

^◦

C, we have found the electrical conductivity mechanism to be independent of the temperature.

PACS numbers: 61.43.Fs, 77.22.Ch, 77.84.Lf

Keywords: Crystallization, Electrical conductivity, Master curve, Amorphous, Activation energy, Jonscher’s power law

∗

E-mail: [email protected]