Far infrared and Raman response in tetragonal PZT ceramic films

PbZr0.38Ti0.62O3 and PbZr0.36Ti0.64O3 thick films deposited by screen printing on (0 0 0 1) single crystal sapphire substrates and prepared at two different sintering temperatures, were studied by Fourier-transform infrared reflectivity, time-domain THz transmission spectroscopy and micro-Raman spectroscopy. The dielectric response is discussed using the Lichtenecker model to account for the porosity of the films and to obtain the dense bulk dielectric functions. Results are compared with bulk tetragonal PZT 42/58 ceramics. The dynamic response in the films is dominated by an overdamped lead-based vibration in the THz range, as known in PZT, but its evaluated dielectric contribution is affected by the porosity and roughness of the surface.

ResumenVarias películas gruesas de PbZr0,38Ti0,62O3 (PZT 38/62) y PbZr0,36Ti0,64O3 (PZT 36/64) han sido depositadas mediante serigrafía en sustratos de zafiro y estudiadas mediante espectroscopía de reflectividad en el infrarrojo por transformada de Fourier, espectroscopía de transmisión de terahercios y microespectroscopía Raman. Su respuesta dieléctrica es discutida mediante el modelo de Lichtenecker, que tiene en cuenta la porosidad y es capaz de obtener las funciones dieléctricas efectivas de las películas porosas y también las de las cerámicas densas teóricas. Los resultados son comparados con los obtenidos en cerámicas densas de PZT 42/58. La respuesta dinámica de las películas está dominada por una vibración sobreamortiguada de los átomos de plomo en el rango de terahercios, como es conocido en el material PZT, pero su contribución dieléctrica está afectada por la porosidad y por la rugosidad de la superficie de las películas.