Abstract
The effect of $V_2O_5$, a donor-type dopant on the degradation of quality factor of ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$was compared with Ta$_2$O$_{5}$ doped ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$ in terms of microstructure, electrical conductivity, and oxidation state of the dopant. It is well known that the addition of the donor type species such as $Ta_2O_5,Nb_2O_5, Sb_2O_5, WO_{3}$, increases the quality factor of ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$due to decrease the oxygen vacancy concentration. Unlike other dopants, however, the addition of $V_2O_5$ decreased the quality factor. The degradation of quality factor of ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$was resulted from the formation of grain boundary phase and $V_2O_5$rich fiber shaped secondary phase, and the increasing the oxygen vacancy concentration due to unstability of oxidation state of vanadium ions in ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$ceramic.c.
($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$의 소결온도를 저하시키고 품질계수 향상의 목적으로 첨가한 $V_2O_5$가 다른 donor형태의 화합물과 달리 품질계수의 저하를 가져오는 원인을 $Ta_2O_5$가 첨가된 ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$와 미세 구조변화, 전기전도도, 산화상태의 관점에서 비교 분석하였다. 일반적으로 donor형태의 화합물의 첨가는 ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$의 산소공공의 농도를 감소시켜 품질계수의 증가를 가져오는 것으로 알려져 있다. $V_2O_5$의 첨가의 경우는 액상소결에 의한 결정입계상 존재, 섬유상 형태의 $V_2O_5-TiO_2$rich 이차상 형성 및 Vanadium 이온의 산화상태 불안정에서 기인된 산소공공의 농도 증가가 복합적으로 ($Zr_{0.8}, Sn_{0.2})TiO_4$의 품질계수 저하 요인으로 작용하였다.