Abstract In this communication, the effect of lanthanum substitution on structural and electrical characteristics of Ba(Fe0·5Nb0.5)O3 (BFN) in different compositions (i.e. (Ba1-xLax) (Fe0.5Nb0.5)1-x/4O3, where x = 0, 0.05, 0.1, 0.15 and 0.2) has been reported. The samples of all the compositions were fabricated by using a standard solid-state reaction method. X-ray structural analysis using X-ray diffraction (XRD) pattern/data confirms the formation of single-phase compound in monoclinic symmetry, except for x = 0.2 which has an additional secondary phase (called LaNbO4). The exterior morphology, composition and the elemental distribution in the samples were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive x-ray analysis (EDAX) techniques. Detailed analysis confirmed that the grains are uniformly distributed and densely packed with a larger size for the composition x = 0.15. The presence of diffuse phase transition along with the polarization loop confirms the relaxor ferroelectric behavior of the samples. Impedance studies reveal the semiconductor behavior (negative temperature coefficient of resistance) of the modified samples at high temperature. Nyquist plot was employed to analyze the contributions of grains, grain boundaries and the electrode effect towards the capacitive and resistive properties of the materials. The La3+ doping of x = 0.15 seems to have significantly enhanced the dielectric and ferroelectric behavior with a decrease in loss tangent of BFN.

中文翻译：

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La3+改性Ba(Fe0·5Nb0.5)O3陶瓷的结构和电学性能

摘要 在这篇通讯中，镧取代对不同成分（即 (Ba1-xLax) (Fe0.5Nb0.5)1-x/4O3 的 Ba(Fe0·5Nb0.5)O3 (BFN) 的结构和电学特性的影响，其中 x = 0、0.05、0.1、0.15 和 0.2) 已被报道。所有组合物的样品均通过使用标准固态反应方法制备。使用 X 射线衍射 (XRD) 图案/数据的 X 射线结构分析证实了单斜对称单相化合物的形成，除了 x = 0.2 具有额外的第二相（称为 LaNbO4）。通过扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线分析 (EDAX) 技术分析样品中的外部形貌、组成和元素分布。详细分析证实，对于成分 x = 0.15，晶粒分布均匀且密集，具有较大的尺寸。扩散相变和极化环的存在证实了样品的弛豫铁电行为。阻抗研究揭示了改性样品在高温下的半导体行为（电阻的负温度系数）。奈奎斯特图用于分析晶粒、晶界和电极效应对材料电容和电阻特性的贡献。x = 0.15 的 La3+ 掺杂似乎显着增强了介电和铁电行为，同时降低了 BFN 的损耗角正切。扩散相变和极化环的存在证实了样品的弛豫铁电行为。阻抗研究揭示了改性样品在高温下的半导体行为（电阻的负温度系数）。奈奎斯特图用于分析晶粒、晶界和电极效应对材料电容和电阻特性的贡献。x = 0.15 的 La3+ 掺杂似乎显着增强了介电和铁电行为，同时降低了 BFN 的损耗角正切。扩散相变和极化环的存在证实了样品的弛豫铁电行为。阻抗研究揭示了改性样品在高温下的半导体行为（电阻的负温度系数）。奈奎斯特图用于分析晶粒、晶界和电极效应对材料电容和电阻特性的贡献。x = 0.15 的 La3+ 掺杂似乎显着增强了介电和铁电行为，同时降低了 BFN 的损耗角正切。奈奎斯特图用于分析晶粒、晶界和电极效应对材料电容和电阻特性的贡献。x = 0.15 的 La3+ 掺杂似乎显着增强了介电和铁电行为，同时降低了 BFN 的损耗角正切。奈奎斯特图用于分析晶粒、晶界和电极效应对材料电容和电阻特性的贡献。x = 0.15 的 La3+ 掺杂似乎显着增强了介电和铁电行为，同时降低了 BFN 的损耗角正切。