Ferro-antiferroelectric ceramics of PLZT-x/100-y/y (x = 2, 6, 8; y = 5) were synthesized using a solid-solid reaction. The effects of La doping on the ferro-antiferroelectric phase transitions were studied by using complex dielectric constant and P-E hysteresis loop measurements. The antiferroelectric phase transition temperature TL appeared at 126 ^oC in the PLZT-2/95/5 ceramic and at 89 ^oC in PLZT-6/95/5 ceramic. In the PLZT-8/95/5 ceramic, we could not detect an antiferroelectric peak related to a phase transition at temperatures above room temperature. The ferroelectric phase transition temperature T_U appeared at 210 ^oC in PLZT-2/95/5 ceramic, but ferroelectric temperatures near T_U were observed at TU1 = 196 ^oC and TU2 = 214 ^oC in PLZT-6/95/5 and at TU1 = 174 ^oC and TU2 = 227 ^oC in PLZT-8/95/5 ceramics. Here, T_U1 and T_U2 correspond to ferroelectric and multi-cell-cubic (MCC) transition temperatures, respectively. Capacitors mode of PLZT-2/95/5 and PLZT-8/95/5 ceramics were characterized by a well-saturated P-E hysteresis loop. However, the shape of the P-E hysteresis loop changed with increasing La contents. The results of the investigations are summarized in a phase diagram for PLZT-x/95/5 ceramics.

Keywords: Ferroelectric, Antiferroelectric, Phase transition, PZT, PLZT

본 연구에서는 PLZT-x/100-y/y (x = 2, 6, 8; y = 5) 세라믹을 고체-고체 반응법으로 합성하여 양질의 세라믹을 제조하였다. y양을 고정하고, x (La)양의 증가에 따른 PLZT-x/95/5 세라믹의 전기적 성질과 상전이 현상을 조사하였다. PLZT-x/95/5세라믹의 강유전 - 반강유전 상전이 현상을 알아보기 위하여 복소 유전율 측정, P (Polarization) - E (Electric field) 이력 곡선 측정을 하였다. PLZT-2/95/5 세라믹의 경우 반강유전상 - 강유전 상전이 하는 저온상전이 온도가 T_L = 126 ^oC, 강유전상에서 상유전상전이 하는 고온상전이 온도 T_U = 210 ^oC로 관찰되었다. PLZT-6/95/5와 PLZT-8/95/5 세라믹의 경우 T_U 가 두 개의 T_U1 과 T_U12의 온도로 나타났으며, PLZT-8/95/5 세라믹에서는 T_L이 나타나지 않았다. 즉, PLZT-6/95/5 세라믹의 경우 저온의 상전이 온도가 T_L = 89 ^oC, T_U1 = 196 ^oC 그리고 T_U12= 214 ^oC 였으며 PLZT-8/95/5 세라믹의 경우 고온의 상전이 온도가 T_U1 = 174 ^oC, T_U12= 227 ^oC 였다. P-E 이력곡선측정 결과로부터 PLZT-x/95/5 세라믹의 상들이 T_L 이하의 온도영역에서는 반강유전 특성인 이중 이력곡선이 나타났으며, T_L ~ T_U 와 T_L ~ T_U1  사이 온도영역에서는 강유전 특성인 단일 이력곡선이 나타났다. 본 연구의 실험 결과로부터 PLZT-x/95/5 결정의 개선된 형태의 상도를 제안하였다.

Keywords: 강유전체, 반강유전체, 상전이, PZT, PLZT