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Your search keyword '"François Roulland"' showing total 13 results
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13 results on '"François Roulland"'

1. Ultrathin regime growth of atomically flat multiferroic gallium ferrite films with perpendicular magnetic anisotropy

Author

Suvidyakumar Homkar, François Roulland, Manfred Fiebig, Marc Lenertz, Sophie Barre, Daniele Preziosi, Xavier Devaux, Nathalie Viart, G. Versini, Corinne Bouillet, Morgan Trassin, Geneviève Pourroy, Johanna Nordlander, Christophe Lefevre, Cédric Leuvrey, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Materials [ETH Zürich] (D-MATL), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), DEVAUX, XAVIER, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), and Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Spintronics, Condensed matter physics, Condensed Matter::Other, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Condensed Matter::Materials Science, chemistry.chemical_compound, Magnetization, chemistry, Ferrimagnetism, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Spin Hall effect, Antiferromagnetism, Ferrite (magnet), General Materials Science, Gallium, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Bismuth ferrite
Abstract

Physical Review Materials, 3 (12), ISSN:2475-9953

Published
2019

2. Effects of the sintering atmosphere on the BaZn1/3Ta2/3O3 based Cu multilayer ceramic capacitors

Author

François Roulland, Sylvain Marinel, Ahcène Chaouchi, Sophie d’Astorg, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université Mouloud Mammeri [Tizi Ouzou] (UMMTO), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, chemistry.chemical_element, Sintering, Mineralogy, 02 engineering and technology, Dielectric, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Atmosphere, Flux (metallurgy), 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic, Composite material, Ceramic capacitor, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Copper, chemistry, visual_art, Ceramics and Composites, visual_art.visual_art_medium, Sintering atmosphere, 0210 nano-technology
Abstract

Recent papers report that BaZn 1/3 Ta 2/3 O 3 (BZT) ceramic can be sintered at a temperature as low as 1050 °C owing to the use of flux agents like B 2 O 3 + LiF combined with a slight non-stoichiometry, whereas its usual sintering temperature is 1400 °C. This low sintering temperature (below the Cu's melting point = 1083 °C) opens the route to fabricate copper based multilayer ceramic capacitors, in condition that a reductive atmosphere is used during the sintering. This paper presents the effect of three various sintering atmospheres (air, H 2 (1%) in N 2 and H 2 (1%) in Ar) on the stability and the dielectric properties of BZT. It is researched a suitable sintering atmosphere to prevent Cu from oxidation and to preserve the dielectric properties of BZT. Using the appropriate atmosphere, copper based multilayer ceramic capacitors, with attractive dielectric properties, have been successfully processed.

Published
2007

3. Low temperature sintering of B2O3/LiNO3 added BaMg1/3Ta2/3O3 ceramics

Author

M. Pollet, G. Allainmat, Sylvain Marinel, François Roulland, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Sintering, 02 engineering and technology, Dielectric, 01 natural sciences, law.invention, Atmosphere, chemistry.chemical_compound, law, 0103 physical sciences, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Ceramic, Base metal, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, Barium oxide, Mechanical Engineering, Metallurgy, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Capacitor, chemistry, Mechanics of Materials, visual_art, Electrode, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology
Abstract

The lowering of the sintering temperature of BaMg1/3Ta2/3O3 (BMT) ceramic is investigated using sintering aids. First is considered the addition of B2O3 and it is shown that such addition allows to sinter BMT material at around 1100 °C, whereas the usual sintering temperature is higher than 1500 °C in air atmosphere. Sinterability of B2O3 added BMT material in reductive atmosphere (RA) is also discussed. To enhance the sintering temperature lowering, the combination of LiNO3 and B2O3 is secondly investigated. Using both sintering aids with appropriate amount, it is shown that BMT material can be sintered at 1050 °C in a reductive atmosphere as well as in air atmosphere while maintaining dielectric properties (e=24, |τe| 1000). These results are promising for the manufacturing of base metal electrodes (BME)–multilayers capacitor (MLCC).

Published
2003

4. Influence of both milling conditions and lithium salt addition on the sinterability of Ba(Zn1/3Ta2/3)O3

Author

François Roulland, Raphaël Terras, Sylvain Marinel, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Permittivity, Materials science, chemistry.chemical_element, Sintering, 02 engineering and technology, Dielectric, 7. Clean energy, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Ceramic capacitor, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, High-κ dielectric, Perovskite (structure), 020502 materials, Mechanical Engineering, Metallurgy, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, 0205 materials engineering, chemistry, Chemical engineering, Mechanics of Materials, Lithium, 0210 nano-technology
Abstract

The complex perovskite oxide Ba(Zn 1/3 Ta 2/3 )O 3 (BZT) has been largely studied for its interesting dielectric properties. This material possesses a relatively high dielectric constant associated with very low losses at usual frequency applications. It can be used as hyperfrequency resonators or capacitors. Unfortunately, a high sintering temperature is required to achieve high-density materials (>1500 °C), which is too high for industrial applications. The development of base metal electrode multi layer ceramic capacitors (BME MLCC) requires a low sintering temperature to be co-sintered with non-noble metals such as Ni and Cu. The technological process has been investigated with respect to milling conditions and calcination parameters to optimise each fabrication step. In addition, lithium salt (Li 2 CO 3 , LiF, BaLiF 3 and LiNO 3 ) additions have been tested to lower the sintering temperature. The BZT sintering temperature can be lowered to 200 °C when 15 mol% of LiF is added without modifying permittivity and loss factors at 1 MHz. Each sample was characterised in terms of density, microstructure and dielectric properties.

Published
2003

5. In-situ formation of barium ferrite in iron-doped 'tetragonal tungsten bronze': Elaboration of room temperature multiferroic composites

Author

Elias Castel, François Roulland, Michaël Josse, Dominique Michau, Mario Maglione, Lydia Raison, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), and Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB)

Subjects
Materials science, Multiferroics, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Tungsten, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Tetragonal crystal system, Ceramic, Composite material, Barium ferrite, Tetragonal tungsten bronze, Composites, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Atmospheric temperature range, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, 0104 chemical sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, visual_art, visual_art.visual_art_medium, Ferrite (magnet), 0210 nano-technology
Abstract

International audience; Recent studies of ceramics of formula Ba2LnFeNb4O15 (Ln=rare earth) with the “tetragonal tungsten bronze” (TTB) structure have correlated their room temperature multiferroics properties to the occurrence of barium ferrite parasitic phases. This work presents the elaboration of Ba2LaFeNb4O15 and Ba2EuFeNb4O15 composite samples with an excess of hematite in the TTB nominal composition. The influence of crystal-chemistry on the phase content and properties of Ba2LnFeNb4O15 TTB composites is discussed. A particular focus on the mechanisms related to the in-situ formation of barium ferrite is given. We show that we can control the spurious ferrite phase in TTB multiferroic composites and thus modulate their magnetic response.

Published
2009

6. Influence of ceramic process and Eu content on the composite multiferroic properties of the Ba6−2xLn2xFe1+xNb9−xO30 TTB system

Author

Michaël Josse, François Roulland, Elias Castel, Mario Maglione, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), and Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB)

Subjects
Solid-state chemistry, Materials science, Composite number, Sintering, Mineralogy, 02 engineering and technology, Dielectric, 01 natural sciences, Solid state chemistry, Phase (matter), 0103 physical sciences, Magnetic properties, General Materials Science, Multiferroics, Ceramic, Composite material, Composites, 010302 applied physics, Material sciences, Multiferroic properties, Tetragonal Tungsten Bronze, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Ferroelectricity, visual_art, Dielectric properties, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology
Abstract

International audience; The present work reports the optimisation of the composition and elaboration process of Ba6−2xLn2xFe1+xNb9−xO30 (0.6 x

Published
2009

7. Type I Base-Metal Electrode Multilayer Ceramic Capacitors

Author

David Houivet, M. Pollet, Jérôme Bernard, Jean-Marie Haussonne, Sylvain Marinel, François Roulland, Centre de physique moléculaire optique et hertzienne (CPMOH), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Laboratoire Universitaire des Sciences Appliquées de Cherbourg (LUSAC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010302 applied physics, Electrolytic capacitor, Materials science, 02 engineering and technology, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, law.invention, Capacitor, Film capacitor, law, 0103 physical sciences, Electrode, [CHIM]Chemical Sciences, Composite material, 0210 nano-technology, Ceramic capacitor, Base metal, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Electronic circuit
Abstract

International audience

Published
2006

8. Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 sintering temperature lowering for silver co-sintering applications

Author

Sylvain Marinel, François Roulland, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
Materials science, Oxide, chemistry.chemical_element, Mineralogy, Sintering, 02 engineering and technology, Dielectric, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic, Composite material, Ceramic capacitor, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Perovskite (structure), 010302 applied physics, Process Chemistry and Technology, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Copper, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, visual_art, Ceramics and Composites, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology
Abstract

The complex perovskite oxide Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 have been broadly studied due to its attractive dielectric properties which place this material as a good candidate for manufacturing type I capacitors or hyperfrequency resonators. The development of Base Metal Electrodes Multi Layer Ceramic Capacitors (BME-MLCC) require a low sintering temperature to be co-sintered with a low cost metal such as copper or silver. Unfortunately, BZN requires a high temperature (1350 °C according to the literature) to reach a satisfactory density (>90% of the theoretical one). The aim of this work is to lower the BZN sintering temperature to allow a co-sintering with copper or silver electrodes. For this goal, different sintering agents (lithium salts and glass phases) have been tested on the nominal compound. It is shown that an addition of 10 molar% B2O3 combined with 5 molar% LiF authorises a sintering temperature lowering near to 350 °C. If a slight non-stoichiometry in A site is combined to these sintering agents, it is possible to reach a sintering temperature lower than 950 °C without affecting the basic material properties. For each composition obtained, the ceramic is characterised in terms of final density, microstructure and dielectric properties. The silver co-sintering is also performed.

Published
2006

9. Effects of Glass Phase Additions and Stoichiometry on the Ba(Zn1/3X2/3)O3 (X = Ta or Nb) Sinterability and Dielectric Properties

Author

Sylvain Marinel, François Roulland, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, chemistry.chemical_element, Sintering, 02 engineering and technology, Dielectric, Electrochemistry, 01 natural sciences, Phase (matter), 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic, Electrical and Electronic Engineering, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, Metallurgy, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, Copper, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, Chemical engineering, Mechanics of Materials, visual_art, Ceramics and Composites, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology, Stoichiometry
Abstract

Ba(Zn1/3X2/3)O3 materials where X = Ta or Nb (respectively named BZT and BZN) exhibit attractive properties suitable for applications in type I Multi Layer Ceramics Capacitors (MLCC). Nevertheless, to produce such components using Base Metal Electrodes such as copper, a significant reduction of their sintering temperature is required. The aim of this work is first to study the effects of glass phases additions and secondly the stoichiometry influence on the sintering temperature of BZT and BZN. It is shown for example, that our materials can be sintered in air at a temperature lowered by 450∘C when sintering agents (B2O3 with LiF) are combined with a slight non-stoichiometry. The sintered samples are characterised in terms of final density, microstructure and phase content and it was underlined that such modifications (additions and stoichiometry) does not affect the dielectric properties.

Published
2005

10. Synthesis and characterisation of the double perovskite Ba2(Zn0.5Ti0.5X)O6 (X=Nb, Ta) ceramics

Author

François Roulland, Sylvain Marinel, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Permittivity, Materials science, Tantalum, Niobium, chemistry.chemical_element, Mineralogy, 02 engineering and technology, Dielectric, 010403 inorganic & nuclear chemistry, 01 natural sciences, Phase (matter), [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Perovskite (structure), Mechanical Engineering, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, 0104 chemical sciences, Crystallography, chemistry, Mechanics of Materials, 0210 nano-technology, Stoichiometry
Abstract

Ba 2 (Zn 0.5 Ti 0.5 X )O 6 compounds from the general ABO 3 perovskite family were synthesized by the classical solid-state route for X = Nb and Ta with various A/B ratios (1.005, 1 and 0.995). After the calcination step at 1100 °C, both compounds ( X = Nb and Ta) contain mainly the cubic disordered ‘Ba 2 (Zn 0.5 Ti 0.5 X )O 6 ’ phase but traces of BaTiO 3 and secondary phases are often detectable. Nevertheless, after the sintering stage at higher temperature (from 1300 to 1500 °C) and for all A/B ratios investigated, Ti enters into the cubic perovskite structure, resulting in the formation of a unique ‘Ba 2 (Zn 0.5 Ti 0.5 X )O 6 ’ phase. Attractive dielectric properties have been measured on the tantalum-based compound for A/B = 0.995 ( Q ∼2000 at 7.4 GHz and ɛ = 39.6) as well as on the niobium-based phase for A/B = 1.005 ( Q ∼2200 at 6.1 GHz and ɛ = 54.8). All these characteristics were confirmed at 1 MHz and a linear dependence of the permittivity versus temperature from −60 to 180 °C has also been evidenced for both formulations. Sinterability, dielectric properties and microstructure of such compounds are discussed with respect to the stoichiometry.

Published
2005

11. High decrease in CaZrO3 sintering temperature using complex fluoride fluxes

Author

M. Pollet, François Roulland, Sylvain Marinel, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Permittivity, Materials science, Analytical chemistry, Sintering, Mineralogy, 02 engineering and technology, Dielectric, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Eutectic system, Phase diagram, 010302 applied physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, visual_art, Ceramics and Composites, visual_art.visual_art_medium, Dielectric loss, 0210 nano-technology, Fluoride
Abstract

The effects of complex fluoride flux on the sintering and the electric/dielectric properties of CaZrO 3 ceramics are investigated. Four fluoride mixtures are tested: LiF-CaF 2 -SrF 2 , LiF-CaF 2 -BaF 2 , LiF-SrF 2 -BaF 2 and LiF-BaF 2 -B 2 O 3 . They are used because each of their associated phase diagrams shows the existence of an eutectic composition having a low melting temperature. This liquid phase is used to promote the densification at low temperature. The effect of various additions (nature and quantity) are also investigated to optimise the resulting thermal and physical properties. In terms of sintering behaviour, the results are unambiguous, leading to a drastic decrease of the densification temperature with all the non-boric additions (≤1000°C). The dc/ac measurements carried out on the materials sintered at low temperature (900 and 1000°C) and either in air or in reductive atmosphere follow the same trend when using non-boric additions, with high permittivities (>25), low dielectric losses (

Published
2005

12. Low temperature sintering of the binary complex perovskite oxides xBa(Zn1/3Ta2/3)O3+(1−x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3

Author

Sylvain Marinel, G. Allainmat, François Roulland, M. Pollet, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Analytical chemistry, Oxide, Mineralogy, Sintering, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Dielectric, 7. Clean energy, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic capacitor, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Perovskite (structure), 010302 applied physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Copper, Nickel, chemistry, Ceramics and Composites, Dielectric loss, 0210 nano-technology
Abstract

The interest for the complex perovskites oxides is known since several years. Ba(Zn 1/3 Ta 2/3 )O 3 (BZT) and Ba(Mg 1/3 Ta 2/3 )O 3 (BMT) have been broadly studied due to their attractive dielectric properties suitable for applications such as multilayer ceramic capacitors or hyperfrequency resonators. They hence exhibit at 1 MHz very low dielectric losses combined with a high relative dielectric constant which is stable with the temperature. Unfortunately, these materials needs a too high temperature to reach a satisfying density. The BMT sintering temperature is indeed higher than 1500 °C, which is too high to envisage a co-sintering with copper ( T f = 1083 °C) or nickel ( T f = 1450 °C). To lower the sintering temperature, a glass phase addition is performed on the complex formulations x Ba(Zn 1/3 Ta 2/3 )O 3 + (1 − x )Ba(Mg 1/3 Ta 2/3 )O 3 (with x = 0, 1/3, 1/2, 2/3 and 1). These mixtures are envisaged to explore their dielectric properties. The sintering temperature lowering reached is higher than 400 °C when 10 molar% of borate oxide is added to the mixtures and their dielectric properties are very attractive ( ɛ = 25 and τ ɛ = −59 ppm/°C for x = 1/3) for the fabrication of base metal electrodes multi layer ceramic capacitors (BME-MLCC).

Published
2005

13. Lowering of BaB′1/3B″2/3O3 complex perovskite sintering temperature by lithium salt additions

Author

Sylvain Marinel, Raphaël Terras, François Roulland, Gilles Allainmat, M. Pollet, Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
Materials science, Inorganic chemistry, Sintering, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Dielectric, 01 natural sciences, 7. Clean energy, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Ceramic, Ceramic capacitor, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Perovskite (structure), 010302 applied physics, Lithium nitrate, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, Chemical engineering, visual_art, Ceramics and Composites, visual_art.visual_art_medium, Dissipation factor, Lithium, 0210 nano-technology
Abstract

Complex perovskite materials with the formula BaB' 1/3 B 2/3 O 3 have been broadly studied for their attractive dielectric properties. These materials exhibit a high relative dielectric constant and a very low dissipation factor. For example, the BaMg 1/3 Ta 2/3 O 3 material has a relative dielectric constant close to 26 with a dissipation factor lower than 10 -4 at 1 MHz. These properties are very promising for applications such as hyper-frequency resonators or/and capacitors. Unfortunately, a high temperature is necessary to achieve a satisfying densification of this materials family (> 1400 °C) whereas the lowering of this temperature is more and more crucial from the industrial point of view. In particular, the development of Base Metal Electrodes Multi-Layer Ceramic Capacitors (BME-MLCC) requires the sintering of dielectric materials at low temperatures (< 1100 °C). The aim of the study is thus to lower the sintering temperature of these materials. For this goal, lithium salts (Li 2 CO 3 , LiF, BaLiF 3 and LiNO 3 ) have been tested as sintering agents to densify BaZn 1/3 Ta 2/3 O 3 , BaMg 1/3 Ta 2/3 O 3 and BaZn 1/3 Nb 2/3 O 3 materials. It is shown, for example, that the BaMg 1/3 Ta 2/3 O 3 sintering temperature is lowered by 300 °C when 15 mol % of lithium nitrate is added without affecting the dielectric properties at I MHz. For the best sintering agents investigated and each studied materials, the ceramic is characterised in terms of final density, microstructure and dielectric properties and densification mechanisms are discussed.

Published
2004

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