Herstellung und Charakterisierung dielektrischer und ferroelektrischer Komposite

Abstract

Niedrigtemperaturprozessierbare ferroelektrische Materialien werden für zukünftige Anwendungen auf flexiblen temperaturempfindlichen Substraten benötigt. Bisher werden meist organische Polymere für solche Anforderungen eingesetzt. Da Keramiken diesen in ihren funktionellen Eigenschaften jedoch deutlich überlegen sind, eröffnen Komposite, in denen ferroelektrische Keramikpartikel in dielektrische Polymere eingebettet werden, die Chance einer Kombination der Eigenschaften beider Materialklassen. Solche Komposite sind als dielektrische Schichten oder ferroelektrische Datenspeicher, z. B. in der gedruckten Elektronik, von großem Interesse. Für dielektrische Schichten werden sie daher bereits seit längerem untersucht. Dennoch kann in dieser Arbeit durch gezielte Optimierung ein druckbares Komposit mit einer Dielektrizitätskonstante (ec = 182) vorgestellt werden, das bisherige industrielle Lösungen übertrifft. Neben den dielektrischen Eigenschaften wird erstmalig gezeigt werden, dass solche partikulären Systeme auch ferroelektrisch polarisierbar sind. Die dazu vorgestellte Messmethode ermöglicht interessante Einblicke in die Zusammenhänge, die die ferroelektrische Polarisation solcher Komposite beeinflussen. Ein erster Ansatz für eine Mischungsregel dieser Polarisation bietet ebenso wie die beobachtete Instabilität der ferroelektrischen Polarisation in solchen Kompositen interessante Anknüpfungspunkte für zukünftige Untersuchungen.