Validierung der Synthesewege von ferroelektrischem Barium- Strontium-Titanat für potenzielle Anwendungen in der Mikrosystemtechnik Validation of Synthesis Routes for Ferroelectric Barium Strontium Titanate for Potential Applications in Microsystem Technology

Als mögliche Alternative zum bleihaltigen Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) kann Bariumtitanat (BaTiO3) als Ferro- und Piezoelektrikum
eingesetzt werden. Um den Einsatzbereich von BaTiO3 zu erweitern, können die physikalischen Eigenschaften
durch den Einbau anderer Elemente, wie beispielsweise Strontium, in die Kristallstruktur maßgeschneidert werden.
Dies erlaubt insbesondere die Variation der Curie-Temperatur (TC) in Abhängigkeit des Strontiumgehalts. Die hier
vorgestellte Arbeit vergleicht die Herstellung von Barium-Strontium-Titanat-Keramiken (BST, Ba1-xSrxTiO3) über die
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einfach zu realisierende Festkörperreaktion (SSR: Solid State Reaction) mit dem material- und kostenaufwendigeren Sol-
Gel-Prozess (SGP) im Hinblick auf die erzielten Pulverpartikelgrößen, die Kristallstruktur sowie die dielektrischen Eigenschaften
für unterschiedliche Strontiumanteile. Aus den so hergestellten Pulvern gelang bereits die Herstellung dünner
Schichten durch elektrophoretische Abscheidung (EPD).

As a possible alternative to lead-containing lead zirconate titanate (PZT), barium titanate (BaTiO3) can be used as a
ferroelectric and piezoelectric material. To expand the range of applications for BaTiO3, the physical properties can be
tailored by incorporating other elements, such as strontium, into the crystal structure of BaTiO3. In particular, this allows
the Curie temperature (TC) to be varied depending on the strontium content. The work presented here compares the production
of barium strontium titanate ceramics (BST, Ba1-xSrxTiO3) using the easy-to-implement Solid State Reaction
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(SSR) with the more material- and cost-intensive Sol-Gel Process (SGP) in terms of the powder particle sizes achieved,
the crystal structure, and the dielectric properties for different strontium contents. These powders have already been used
to produce thin layers by electrophoretic deposition (EPD).