Электрические свойства керамики BiFeO$_3$, легированной Sm

Приведены результаты исследования электрических свойств керамики Bi$_{1-x}$Sm$_x$FeO$_3$ ($x$ = 0.05–0.20), синтезированной по технологии искрового плазменного спекания нанопорошка. Рентгеновская дифракция (XRD) показала изменение структуры феррита висмута от ромбоэдрической до орторомбической с увеличением концентрации самария. Установлено, что замещение самария улучшает диэлектрические свойства $\varepsilon_r$ и $\tan\delta$, а допированный феррит висмута в орторомбических фазах Pbam и Pnma имеет более высокие значения диэлектрической проницаемости, чем в ромбоэдрической фазе R3c. Обнаружено уменьшение токов утечки с увеличением концентрации Sm при температурах до 300$^\circ$C. Вблизи температуры Нееля все составы Bi$_{1-x}$Sm$_x$FeO$_3$ демонстрируют снижение скорости температурного роста $\sigma_{\mathrm{ac}}$. Анализ частотной зависимости проводимости $\sigma_{\mathrm{ac}}(\omega)$ при различных температурах был проведен на основе универсального степенного закона Джоншера $\sigma\sim\omega^s$.