【摘要】 根据广泛接受的Heywang模型，PTCR效应需要在晶界处或晶界附近存在带隙内电子态。

利用电子顺磁共振（EPR）技术在钛酸钡中发现了许多顺磁缺陷和缺陷配合物。除了了解BaTiO3的基本缺陷化学外，这些缺陷中心的研究还受到BaTiO3应用的推动。

 

根据广泛接受的Heywang模型[1]，PTCR效应需要在晶界处或晶界附近存在带隙内电子态。其中一些电子态具有不成对的自旋，显然与PTCR效应有关，已被EPR检测和分析。

 

然而，EPR特征与特定缺陷中心的相关性并非没有争议。除了Mn杂质导致的光谱中的Mn2þ六重态外，在BaTiO3陶瓷中还经常观察到两种EPR单线态，Kutty等人[2]将g¼1.997单重态分配给钡空位，将g¼1.963分配给浅施主中心。

 

Jida和Miki[3]将g¼2.005信号归因于V0Ba–Fþ中心，而Er等人[4]将g¼1.997–2.005信号归属于铁杂质。Er等人[4]将g¼1.974信号分配给Ti3þ，而Jida和Miki[3]将其归因于Cr3 \254。

 

在n型BaTiO3中，Kutty等人[2]还观察到在180K以下g¼1.931的不对称信号，但没有对其起源发表评论。基于这一事实，Kutty等人[2]提出了一种新的PTCR效应模型，其中受体在TC¼120℃以上通过捕获电子或释放空穴而被激活。

 

为了证明Kutty等人的模型的合理性。Miki等人[3]对四方相和立方相BaTiO3团簇中的Mn–VO和Mn–O–Mn–VO中心进行了能量计算。他们发现，在四方到立方相变时，Mn-eg能级降低了约0.01eV。

 

[1] Heywang W. Resistivity anomaly in doped barium titanate[J]. Journal of the American Ceramic Society, 1964, 47(10): 484-490.

[2] Kutty T R N, Murugaraj P, Gajbhiye N S. Activation of trap centres in PTC BaTiO3[J]. Materials letters, 1984, 2(5): 396-400.

[3] Jida S, Miki T. Electron paramagnetic resonance of Nb‐doped BaTiO3 ceramics with positive temperature coefficient of resistivity[J]. Journal of applied physics, 1996, 80(9): 5234-5239.

[4] Er G, Ishida S, Takeuchi N. Investigations of the electrical property, diffuse reflectance and ESR spectra of the La-(Fe, Mn)-codoped PTCR BaTiO3 annealed in reducing atmosphere[J]. Journal of materials science, 1999, 34: 4265-4270.

 

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