Barium titanate materials displaying a positive temperature coefficient of resistivity are ubiquitously employed as thermistors in electrical current and voltage control systems, as well as in gas and thermal sensing applications. The positive temperature coefficient of resistivity effect is widely accepted to be a grain boundary-based phenomenon, although detailed studies on grain boundary structure and chemistry, and their influence on the resulting electrical properties, are seriously lacking. Tailoring of the positive temperature coefficient of resistivity electrical characteristics, for specific high-value applications, will require improved understanding and control over grain boundary phenomenon. A comprehensive overview of the development of barium titanate-based positive temperature coefficient of resistivity ceramics is initially presented. We then advance to a discussion on emerging grain boundary characterization techniques, specifically, a stereographic analysis of electron backscatter diffraction data that could assist in enhancing control over BaTiO3 defect chemistry and microstructure, through characterization and subsequent manipulation of the population of grain boundary types. These techniques have great potential for increasing the understanding of the delicate interplay between processing conditions, chemistry, microstructure, and functional electrical properties, and are relevant to the development of advanced, high-performance ceramics and electroceramics in general. Contemporary advancements in the field, such as lead-free positive temperature coefficient of resistivity effect materials and multilayer miniaturized systems based on hypostoichiometric barium compositions, are reviewed. Finally, perspectives on future lines of thermistor research, with a focus on the energy sector, are presented including applications in gas separation and chemical sensing.
References
1.
H.
Fritzsche
and K.
Larkhorovitz
, Physica
20
(10
), 834
(1954
).2.
H.
Fritzsche
, Phys. Rev.
99
(2
), 406
(1955
).3.
L. C.
Costa
and F.
Henry
, J. Mater. Sci. Lett.
22
(9
), 699
(2003
).4.
M.
Yethiraj
, J. Solid State Chem.
88
(1
), 53
(1990
).5.
Y. L.
Chen
and S. F.
Yang
, Adv. Appl. Ceram.
110
(5
), 257
(2011
).6.
P. J.
Mather
and K. M.
Thomas
, J. Mater. Sci.
32
(2
), 401
(1997
).7.
P. J.
Mather
and K. M.
Thomas
, J. Mater. Sci.
32
(7
), 1711
(1997
).8.
9.
Y.
Zeng
, G. X.
Lu
, H.
Wang
, J. H.
Du
, Z.
Ying
, and C.
Liu
, Sci. Rep.
4
, 6684
(2014
).10.
J. G.
Bell
, K.
Angus
, C.
Todd
, and K. M.
Thomas
, Ind. Eng. Chem. Res.
52
(3
), 1335
(2013
).11.
L.
Chen
and J. M.
Zhang
, J. Appl. Polym. Sci.
138
(3
), 49677
(2021
).12.
B.
Huybrechts
, K.
Ishizaki
, and M.
Takata
, J. Mater. Sci.
30
(10
), 2463
(1995
).13.
P. W.
Haaymann
, R. W.
Dam
, and H. A.
Klasens
, German Patent 929,350 1955-0623; Netherlands Patent 84,015 1957-02-15.14.
P.
Fiorenza
, R.
Lo Nigro
, P.
Delugas
, V.
Raineri
, A. G.
Mould
, and D. C.
Sinclair
, Appl. Phys. Lett.
95
(14
), 142904
(2009
).15.
W.
Heywang
, Solid State Electron.
3
(1
), 51
(1961
).16.
G. H.
Jonker
, Solid State Electron.
7
(12
), 895
(1964
).17.
18.
G.
Goodman
, J. Am. Ceram. Soc.
46
(1
), 48
(1963
).19.
20.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
17
(4
), 227
(1991
).21.
22.
23.
O.
Saburi
, J. Phys. Soc. Jpn.
14
(9
), 1159
(1959
).24.
R. D.
Roseman
and N.
Mukherjee
, J. Electroceram.
10
(2
), 117
(2003
).25.
L.
Yan
, Q. Y.
Fu
, M.
Humayun
, D. X.
Zhou
, M.
Wang
, G.
Wang
, X. Y.
Gao
, Z. P.
Zheng
, and W.
Luo
, Ceram. Int.
46
(5
), 6621
(2020
).26.
27.
28.
R.
Ford
and M.
Kahn
, J. Appl. Phys.
61
(6
), 2381
(1987
).29.
30.
31.
Y. H.
Ting
, IEEE Trans. Ind. Appl.
IA-8
(3
), 338
(1972
).32.
V.
Ravi
and T. R. N.
Kutty
, J. Appl. Phys.
68
(9
), 4891
(1990
).33.
P.
Padmini
and T. R. N.
Kutty
, Mater. Sci. Eng. C
5
(1
), 7
(1997
).34.
R. Y.
Goshlya
, S. S.
Busarov
, I. S.
Busarov
, A. V.
Nedovenchanyi
, and A. D.
Kushnarev
, in Oil Gas Engineering (Oge-2018) 2007 (2018
).35.
PTC Thermistors - Application Notes
, TDK, EPCOS 2012
.36.
T. R. N.
Kutty
and V.
Ravi
, Appl. Phys. Lett.
59
(21
), 2691
(1991
).37.
38.
D. E.
Rase
and R.
Roy
, J. Am. Ceram. Soc.
38
(3
), 102
(1955
).39.
R. K.
Sharma
, N. H.
Chan
, and D. M.
Smyth
, J. Am. Ceram. Soc.
64
(8
), 448
(1981
).40.
H. D.
Megaw
, Experientia
2
(5
), 183
(1946
).41.
H. D.
Megaw
, Proc. Phys. Soc. London
58
(326
), 133
(1946
).42.
J. P.
Remeika
, J. Am. Chem. Soc.
76
(3
), 940
(1954
).43.
A. J.
Bell
, A. J.
Moulson
, and L. E.
Cross
, Ferroelectrics
54
(1–4
), 487
(1984
).44.
J.
Valasek
, Phys. Rev.
17
(4
), 475
(1921
).45.
M.
Acosta
, N.
Novak
, V.
Rojas
, S.
Patel
, R.
Vaish
, J.
Koruza
, G. A.
Rossetti
, and J.
Rodel
, Appl. Phys. Rev.
4
(4
), 041305
(2017
).46.
R. D.
Shannon
, Acta Crystallogr. A
32
, 751
(1976
).47.
J.
Su
and J.
Zhang
, J. Mater. Sci.-Mater. Electron.
30
(3
), 1957
(2019
).48.
S. A.
Long
and R. N.
Blumenthal
, J. Am. Ceram. Soc.
54
(10
), 515
(1971
).49.
S. A.
Long
and R. N.
Blumenthal
, J. Am. Ceram. Soc.
54
(11
), 577
(1971
).50.
A. M. J. H.
Seuter
, Philips Res. Repts
, Suppl. No. 3, 1
–85
(1974
).51.
N. G.
Eror
and D. M.
Smyth
, J. Solid State Chem.
24
(3
), 235
(1978
).52.
53.
N. H.
Chan
and D. M.
Smyth
, J. Am. Ceram. Soc.
67
(4
), 285
(1984
).54.
N. H.
Chan
, R. K.
Sharma
, and D. M.
Smyth
, J. Am. Ceram. Soc.
64
(9
), 556
(1981
).55.
J.
Nowotny
, Ceram. Int.
20
(4
), 213
(1994
).56.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
20
(4
), 217
(1994
).57.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
20
(4
), 225
(1994
).58.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
20
(4
), 237
(1994
).59.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
20
(4
), 251
(1994
).60.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
20
(4
), 257
(1994
).61.
J.
Nowotny
and M.
Rekas
, Ceram. Int.
20
(4
), 265
(1994
).62.
63.
D.
Hennings
, Int. J. High Technol. Ceram.
3
, 91
(1987
).64.
A.
Amin
, J. Am. Ceram. Soc.
72
(3
), 369
(1989
).65.
F. D.
Morrison
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, J. Appl. Phys.
86
(11
), 6355
(1999
).66.
F. D.
Morrison
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, Int. J. Inorg. Mater.
3
(8
), 1205
(2001
).67.
F. D.
Morrison
, A. M.
Coats
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, J. Electroceram.
6
(3
), 219
(2001
).68.
F. D.
Morrison
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, J. Am. Ceram. Soc.
84
(2
), 474
(2001
).69.
Z. C.
Li
and B.
Bergman
, J. Eur. Ceram. Soc.
25
(4
), 441
(2005
).70.
O. I.
V'yunov
, L. L.
Kovalenko
, and A. G.
Belous
, Inorg. Mater.
42
(12
), 1363
(2006
).71.
T.
Miki
, A.
Fujimoto
, and S.
Jida
, J. Appl. Phys.
83
(3
), 1592
(1998
).72.
D. K.
Lee
, H. I.
Yoo
, and K. D.
Becker
, Solid State Ionics
154
, 189
(2002
).73.
J. H.
Lee
, S. H.
Kim
, and S. H.
Cho
, J. Am. Ceram. Soc.
78
(10
), 2845
(1995
).74.
G.
Er
, S.
Ishida
, and N.
Takeuchi
, J. Ceram. Soc. Jpn.
106
(5
), 470
(1998
).75.
L. A.
Xue
, Y.
Chen
, and R. J.
Brook
, Mater. Sci. Eng. B
1
(2
), 193
(1988
).76.
M. T.
Buscaglia
, V.
Buscaglia
, M.
Viviani
, and P.
Nanni
, J. Am. Ceram. Soc.
84
(2
), 376
(2001
).77.
T.
Murakami
, T.
Miyashita
, M.
Nakahara
, and E.
Sekine
, J Am Ceram Soc
56
(6
), 294
(1973
).78.
Y.
Tsur
, T. D.
Dunbar
, and C. A.
Randall
, J. Electroceram.
7
(1
), 25
(2001
).79.
A.
Al-Shahrani
and S.
Abboudy
, J. Phys. Chem. Solids
61
(6
), 955
(2000
).80.
F. G.
Chang
, T.
Li
, Y. X.
Ge
, Z. P.
Chen
, Z. S.
Liu
, and X. P.
Jing
, J. Mater. Sci.
42
(17
), 7109
(2007
).81.
M.
Viviani
, M. T.
Buscaglia
, V.
Buscaglia
, L.
Mitoseriu
, A.
Testino
, P.
Nanni
, and D.
Vladikova
, J. Eur. Ceram. Soc.
24
(6
), 1221
(2004
).82.
J.
Zhi
, A.
Chen
, Y.
Zhi
, P. M.
Vilarinho
, and J. L.
Baptista
, J. Am. Ceram. Soc.
82
(5
), 1345
(1999
).83.
D. J.
Wang
, Z. L.
Gui
, and L. T.
Li
, J. Mater. Sci.-Mater. Electron.
8
(4
), 271
(1997
).84.
S. W.
Ding
, G.
Jia
, J.
Wang
, and Z. Y.
He
, Ceram. Int.
34
(8
), 2007
(2008
).85.
D.
Makovec
, Z.
Samardzija
, and M.
Drofenik
, J. Am. Ceram. Soc.
87
(7
), 1324
(2004
).86.
C. J.
Peng
and H. Y.
Lu
, J. Am. Ceram. Soc.
71
(1
), C44
(1988
).87.
C. J.
Ting
, C. J.
Peng
, H. Y.
Lu
, and S. T.
Wu
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(2
), 329
(1990
).88.
S. B.
Desu
and D. A.
Payne
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(11
), 3391
(1990
).89.
S. B.
Desu
and D. A.
Payne
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(11
), 3398
(1990
).90.
S. B.
Desu
and D. A.
Payne
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(11
), 3407
(1990
).91.
S. B.
Desu
and D. A.
Payne
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(11
), 3416
(1990
).92.
S. H.
Yoon
, K. H.
Lee
, and H.
Kim
, J. Am. Ceram. Soc.
83
(10
), 2463
(2000
).93.
H.
Ueoka
, Ferroelectrics
7
(1–4
), 351
(1974
).94.
A. J.
Moulson
and J. M.
Herbert
, Electroceramics: Materials, Properties, Applications
, 2nd ed. (John Wiley and Sons, Ltd
., 2003
).95.
A. B.
Alles
, V. R. W.
Amarakoon
, and V. L.
Burdick
, J. Am. Ceram. Soc.
72
(1
), 148
(1989
).96.
H.
Beltrán
, E.
Cordoncillo
, P.
Escribano
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, J. Appl. Phys.
98
(9
), 094102
(2005
).97.
T.
Matsuoka
, Y.
Matsuo
, H.
Sasaki
, and S.
Hayakawa
, J. Am. Ceram. Soc.
55
(2
), 108
(1972
).98.
H.
Ihrig
, J. Am. Ceram. Soc.
64
(10
), 617
(1981
).99.
100.
I.
Ueda
and S.
Ikegami
, J. Phys. Soc. Jpn.
20
(4
), 546
(1965
).101.
J. B.
Macchesney
and J. F.
Potter
, J. Am. Ceram. Soc.
48
(2
), 81
(1965
).102.
H.
Ihrig
and W.
Puschert
, J. Appl. Phys.
48
(7
), 3081
(1977
).103.
H.
Sasaki
and Y.
Matsuo
, J. Am. Ceram. Soc.
48
(8
), 434
(1965
).104.
G. H.
Jonker
, Mater. Res. Bull.
2
(4
), 401
(1967
).105.
P.
Gerthsen
, K. H.
Hardtl
, and A.
Csillag
, Phys. Status Solidi A
13
(1
), 127
(1972
).106.
B. G.
Brahmecha
and K. P.
Sinha
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
10
(4
), 496
(1971
).107.
W. T.
Peria
, W. R.
Bratschun
, and R. D.
Fenity
, J. Am. Ceram. Soc.
44
(5
), 249
(1961
).108.
W.
Heywang
, J. Am. Ceram. Soc.
47
(10
), 484
(1964
).109.
W.
Heywang
, J. Mater. Sci.
6
(9
), 1214
(1971
).110.
H. M.
Al-Allak
, J. Am. Ceram. Soc.
94
(9
), 2757
(2011
).111.
D. Y.
Wang
and K.
Umeya
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(3
), 669
(1990
).112.
J. H.
Vansanten
and G. H.
Jonker
, Nature
159
(4036
), 333
(1947
).113.
G. H.
Jonker
and J. H.
Vansanten
, Science
109
(2843
), 632
(1949
).114.
G. H.
Jonker
, Physica
20
(11
), 1118
(1954
).115.
116.
117.
118.
P.
Gerthsen
and K. H.
Hardtl
, Z. Naturforsch., Part A
18
(3
), 423
(1963
).119.
H. B.
Haanstra
and H.
Ihrig
, Phys. Status Solidi a
39
(1
), K7
(1977
).120.
H.
Ihrig
and M.
Klerk
, Appl. Phys. Lett.
35
(4
), 307
(1979
).121.
U.
Knauer
, Phys. Status Solidi A
53
(1
), 207
(1979
).122.
123.
H.
Heydrich
and U.
Knauer
, Ferroelectrics
31
(3–4
), 151
(1981
).124.
G.
Koschek
and E.
Kubalek
, Phys. Status Solidi A
79
(1
), 131
(1983
).125.
G.
Koschek
and E.
Kubalek
, J. Am. Ceram. Soc.
68
(11
), 582
(1985
).126.
H.
Rehme
, Phys. Status Solidi
18
(2
), K101
(1966
).127.
J.
Holt
, Solid State Electron.
9
(8
), 813
(1966
).128.
W.
Kanzig
, Phys. Rev.
98
(2
), 549
(1955
).129.
A. G.
Chynoweth
, Phys. Rev.
102
(3
), 705
(1956
).130.
H.
Nemoto
and I.
Oda
, J. Am. Ceram. Soc.
63
(7–8
), 398
(1980
).131.
H.
Sumino
, O.
Sakurai
, K.
Shinozaki
, and N.
Mizutani
, Nippon Seram Kyo Gak
100
(1
), 97
(1992
).132.
M.
Kuwabara
, Solid State Electron.
27
(11
), 929
(1984
).133.
J.
Illingsworth
, H. M.
Alallak
, A. W.
Brinkman
, and J.
Woods
, J. Appl. Phys.
67
(4
), 2088
(1990
).134.
W.
Preis
, J. Electroceram.
44
(3–4
), 173
(2020
).135.
A. B.
Alles
and V. L.
Burdick
, J. Am. Ceram. Soc.
76
(2
), 401
(1993
).136.
H. B.
Haanstra
and H.
Ihrig
, J. Am. Ceram. Soc.
63
(5–6
), 288
(1980
).137.
138.
139.
T. F.
Lin
, C. T.
Hu
, and I. N.
Lin
, J. Mater. Sci.
25
(6
), 3029
(1990
).140.
H. M.
Alallak
, G. J.
Russell
, and J.
Woods
, J. Phys. D: Appl. Phys.
20
(12
), 1645
(1987
).141.
D.
Kohler
, G.
Koschek
, and E.
Kubalek
, Phys. Status Solidi A
105
(2
), 377
(1988
).142.
I.-C.
Ho
and S.-L.
Fu
, J. Am. Ceram. Soc.
75
(3
), 728
(1992
).143.
H.
Igarashi
, S.
Hayakawa
, and K.
Okazaki
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
20
(S4
), 135
(1981
).144.
T.
Takahashi
, Y.
Nakano
, and N.
Ichinose
, Nippon Seram Kyo Gak
98
(8
), 879
(1990
).145.
H. M.
Alallak
, A. W.
Brinkman
, G. J.
Russell
, and J.
Woods
, J. Appl. Phys.
63
(9
), 4530
(1988
).146.
Y. H.
Han
, J. B.
Appleby
, and D. M.
Smyth
, J. Am. Ceram. Soc.
70
(2
), 96
(1987
).147.
H. J.
Hagemann
and D.
Hennings
, J. Am. Ceram. Soc.
64
(10
), 590
(1981
).148.
H.
Ihrig
, J. Phys. C
11
(4
), 819
(1978
).149.
T. R. N.
Kutty
and P.
Murugaraj
, Mater. Lett.
3
(5–6
), 195
(1985
).150.
H. J.
Hagemann
and H.
Ihrig
, Phys. Rev. B
20
(9
), 3871
(1979
).151.
N. E.
Cippolini
, J. M.
Sowa
, C. E.
Forbest
, and J. F.
Lynch
, paper presented at the Proceedings of the 6th IEEE International Symposium on Application Ferroelectrics
, New York, 1986
.152.
H. M.
Chan
, M. P.
Harmer
, and D. M.
Smyth
, J. Am. Ceram. Soc.
69
(6
), 507
(1986
).153.
D. M.
Smyth
, J. Electroceram.
9
(3
), 179
(2003
).154.
G. V.
Lewis
and C. R. A.
Catlow
, Radiat. Eff. Defect Syst.
73
(1–4
), 307
(1983
).155.
G. V.
Lewis
, C. R. A.
Catlow
, and R. E. W.
Casselton
, J. Am. Ceram. Soc.
68
(10
), 555
(1985
).156.
G. V.
Lewis
and C. R. A.
Catlow
, J. Phys. Chem. Solids
47
(1
), 89
(1986
).157.
G. H.
Jonker
and E. E.
Havinga
, Mater. Res. Bull.
17
(3
), 345
(1982
).158.
N.
Kumar
, E. A.
Patterson
, T.
Fromling
, E. P.
Gorzkowski
, P.
Eschbach
, I.
Love
, M. P.
Muller
, R. A.
De Souza
, J.
Tucker
, S. R.
Reese
, and D. P.
Cann
, J. Am. Ceram. Soc.
101
(6
), 2376
(2018
).159.
F. D.
Morrison
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, J. Am. Ceram. Soc.
84
(3
), 531
(2001
).160.
H. T.
Langhammer
, M.
Drofenik
, K. H.
Felgner
, and H. P.
Abicht
, J. Electroceram.
13
(1–3
), 793
(2004
).161.
D.
Makovec
and M.
Drofenik
, J. Am. Ceram. Soc.
83
(10
), 2593
(2000
).162.
O. I.
V'yunov
, L. L.
Kovalenko
, A. G.
Belous
, and V. N.
Belyakov
, Inorg. Mater.
41
(1
), 87
(2005
).163.
M. A.
Zubair
and C.
Leach
, J. Eur. Ceram. Soc.
30
(1
), 107
(2010
).164.
J. T. S.
Irvine
, D. C.
Sinclair
, and A. R.
West
, Adv. Mater.
2
(3
), 132
(1990
).165.
A. R.
West
, D. C.
Sinclair
, and N.
Hirose
, J. Electroceram.
1
(1
), 65
(1997
).166.
167.
D. C.
Sinclair
and A. R.
West
, J. Mater. Sci. Lett.
7
(8
), 823
(1988
).168.
169.
D. C.
Sinclair
and A. R.
West
, J. Appl. Phys.
66
(8
), 3850
(1989
).170.
171.
T. Y.
Tseng
and S. H.
Wang
, Mater. Lett.
9
(4
), 164
(1990
).172.
N. S.
Hari
, P.
Padmini
, and T. R. N.
Kutty
, J. Mater. Sci.
8
(1
), 15
(1997
).173.
C.
Jung Kim
and K.
No
, J. Mater. Sci.
28
(21
), 5765
(1993
).174.
175.
D.
Makovec
, N.
Ule
, and M.
Drofenik
, J. Am. Ceram. Soc.
84
(6
), 1273
(2001
).176.
L.
Affleck
, J.
Seaton
, and C.
Leach
, J. Eur. Ceram. Soc.
27
(12
), 3439
(2007
).177.
H. A.
Sauer
and J. R.
Fisher
, J. Am. Ceram. Soc.
43
(6
), 297
(1960
).178.
B. C.
LaCourse
and V. R. W.
Amarakoon
, J. Am. Ceram. Soc.
78
(12
), 3352
(1995
).179.
T.
Ashida
and H.
Toyoda
, Jpn. J. Appl. Phys.
5
(4
), 269
(1966
).180.
D. C.
Sinclair
, P. B.
Morrison
, F.
Velasco
, and A. R.
West
, Solid State Ionics
37
(4
), 295
(1990
).181.
H. P.
Chen
and T. Y.
Tseng
, J. Mater. Sci. Lett.
8
(12
), 1483
(1989
).182.
H. S.
Kim
, G. Y.
Sung
, and C. H.
Kim
, J. Am. Ceram. Soc.
75
(3
), 587
(1992
).183.
B.
Huybrechts
, K.
Ishizaki
, and M.
Takata
, J. Am. Ceram. Soc.
75
(3
), 722
(1992
).184.
H. M.
Alallak
, J.
Illingsworth
, A. W.
Brinkman
, G. J.
Russell
, and J.
Woods
, J. Appl. Phys.
64
(11
), 6477
(1988
).185.
A.
Hasegawa
, S.
Fujitsu
, K.
Koumoto
, and H.
Yanagida
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
30
(6
), 1252
(1991
).186.
B.
Huybrechts
, K.
Ishizaki
, and M.
Takata
, J. Eur. Ceram. Soc.
11
(5
), 395
(1993
).187.
S.
Hishita
, K.
Ito
, J. F.
Baumard
, and P.
Abelard
, Nippon Seram Kyo Gak
98
(8
), 885
(1990
).188.
T. F.
Lin
, C. T.
Hu
, and I. N.
Lin
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(3
), 531
(1990
).189.
190.
M. M. V.
Petrovic
, J. D.
Bobic
, T.
Ramoska
, J.
Banys
, and B. D.
Stojanovic
, Mater. Charact.
62
(10
), 1000
(2011
).191.
B. D.
Begg
, E. R.
Vance
, and J.
Nowotny
, J. Am. Ceram. Soc.
77
(12
), 3186
(1994
).192.
M.
Yashima
, T.
Hoshina
, D.
Ishimura
, S.
Kobayashi
, W.
Nakamura
, T.
Tsurumi
, and S.
Wada
, J. Appl. Phys.
98
(1
), 014313
(2005
).193.
M. B.
Park
, N. H.
Cho
, C. D.
Kim
, and S. K.
Lee
, J. Am. Ceram. Soc.
87
(3
), 510
(2004
).194.
C. S.
Hwang
, B. T.
Lee
, H.-J.
Cho
, K. H.
Lee
, C. S.
Kang
, H.
Hideki
, S. I.
Lee
, and M. Y.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
71
(3
), 371
(1997
).195.
M.
Okano
, Y.
Watanabe
, and S.-W.
Cheong
, Appl. Phys. Lett.
82
(12
), 1923
(2003
).196.
P.
Knauth
, Solid State Ionics
177
(26–32
), 2495
(2006
).197.
M.
Drofenik
, J. Am. Ceram. Soc.
70
(5
), 311
(1987
).198.
M.
Drofenik
, A.
Popovic
, L.
Irmancnik
, D.
Kolar
, and V.
Krasevec
, J. Am. Ceram. Soc.
65
(12
), C203
(1982
).199.
200.
D. F. K.
Hennings
, R.
Janssen
, and P. J. L.
Reynen
, J. Am. Ceram. Soc.
70
(1
), 23
(1987
).201.
H. T.
Langhammer
, Q. M.
Song
, K. H.
Felgner
, and H. P.
Abicht
, Solid State Sci.
4
(2
), 197
(2002
).202.
M.
Drofenik
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(6
), 1587
(1990
).203.
H. M.
Alallak
, A. W.
Brinkman
, G. J.
Russell
, A. W.
Roberts
, and J.
Woods
, J. Phys. D: Appl. Phys.
21
(7
), 1226
(1988
).204.
M.
Kuwabara
, J. Am. Ceram. Soc.
64
(11
), 639
(1981
).205.
D. L.
Zhang
, D. X.
Zhou
, S. L.
Jiang
, X.
Wang
, and S. P.
Gong
, Sens. Actuators, A
112
(1
), 94
(2004
).206.
J. G.
Kim
, Mater. Chem. Phys.
78
(1
), 154
(2003
).207.
S.
Chatterjee
, K.
Sengupta
, and H. S.
Maiti
, Sens. Actuator, B
60
(2–3
), 155
(1999
).208.
K.
Hayashi
, T.
Yamamoto
, and T.
Sakuma
, J. Am. Ceram. Soc.
79
(6
), 1669
(1996
).209.
K.
Hayashi
, T.
Yamamoto
, Y.
Ikuhara
, and T.
Sakuma
, J. Am. Ceram. Soc.
83
(11
), 2684
(2000
).210.
J. B.
Hou
, Z. L.
Zhang
, W.
Preis
, W.
Sitte
, and G.
Dehm
, J. Eur. Ceram. Soc.
31
(5
), 763
(2011
).211.
W. J.
Bowman
, M. N.
Kelly
, G. S.
Rohrer
, C. A.
Hernandez
, and P. A.
Crozier
, Nanoscale
9
(44
), 17293
(2017
).212.
G. S.
Rohrer
, M.
Affatigato
, M.
Backhaus
, R. K.
Bordia
, H. M.
Chan
, S.
Curtarolo
, A.
Demkov
, J. N.
Eckstein
, K. T.
Faber
, J. E.
Garay
, Y.
Gogotsi
, L. P.
Huang
, L. E.
Jones
, S. V.
Kalinin
, R. J.
Lad
, C. G.
Levi
, J.
Levy
, J. P.
Maria
, L.
Mattos
, A.
Navrotsky
, N.
Orlovskaya
, C.
Pantano
, J. F.
Stebbins
, T. S.
Sudarshan
, T.
Tani
, and K. S.
Weil
, J. Am. Ceram. Soc.
95
(12
), 3699
(2012
).213.
G. S.
Rohrer
, Curr. Opin. Solid State Mater.
20
(5
), 231
(2016
).214.
A. R.
Krause
, P. R.
Cantwell
, C. J.
Marvel
, C.
Compson
, J. M.
Rickman
, and M. P.
Harmer
, J. Am. Ceram. Soc.
102
(2
), 778
(2019
).215.
P. R.
Cantwell
, T.
Frolov
, T. J.
Rupert
, A. R.
Krause
, C. J.
Marvel
, G. S.
Rohrer
, J. M.
Rickman
, and M. P.
Harmer
, Annu. Rev. Mater. Res.
50
, 465
(2020
).216.
S. J.
Dillon
and M. P.
Harmer
, J. Am. Ceram. Soc.
90
(3
), 996
(2007
).217.
S. J.
Dillon
, M.
Tang
, W. C.
Carter
, and M. P.
Harmer
, Acta Mater.
55
(18
), 6208
(2007
).218.
M.
Herbig
, Scr. Mater.
148
, 98
(2018
).219.
P. E.
Goins
and W. E.
Frazier
, Acta Mater.
188
, 79
(2020
).220.
Q.
Zhu
, A.
Samanta
, B. X.
Li
, R. E.
Rudd
, and T.
Frolov
, Nat. Commun.
9
, 467
(2018
).221.
S.
Galmarini
, U.
Aschauer
, P.
Bowen
, and S. C.
Parker
, J. Am. Ceram. Soc.
91
(11
), 3643
(2008
).222.
A.
Tewari
and P.
Bowen
, Curr. Opin. Solid State Mater.
20
(5
), 278
(2016
).223.
A.
Tewari
, S.
Galmarini
, M.
Stuer
, and P.
Bowen
, J. Eur. Ceram. Soc.
32
(11
), 2935
(2012
).224.
P. R.
Cantwell
, M.
Tang
, S. J.
Dillon
, J.
Luo
, G. S.
Rohrer
, and M. P.
Harmer
, Acta Mater.
62
, 1
(2014
).225.
M.
Tang
, W. C.
Carter
, and R. M.
Cannon
, Phys. Rev. Lett.
97
(7
), 075502
(2006
).226.
J. W.
Cahn
, J. Phys.
43
(Nc-6
), 199
(1982
).227.
S. A.
Bojarski
, M. P.
Harmer
, and G. S.
Rohrer
, Scr. Mater.
88
, 1
(2014
).228.
G. S.
Rohrer
, D. M.
Saylor
, B. E.
Dasher
, B. L.
Adams
, A. D.
Rollett
, and P.
Wynblatt
, Z. Metallkd.
95
(4
), 197
(2004
).229.
J.
Li
, S. J.
Dillon
, and G. S.
Rohrer
, Acta Mater.
57
(14
), 4304
(2009
).230.
S. J.
Dillon
and M. P.
Harmer
, J. Am. Ceram. Soc.
91
(7
), 2304
(2008
).231.
S. J.
Dillon
and M. P.
Harmer
, J. Am. Ceram. Soc.
91
(7
), 2314
(2008
).232.
S. J.
Dillon
and G. S.
Rohrer
, J. Am. Ceram. Soc.
92
(7
), 1580
(2009
).233.
T.
Sano
, D. M.
Saylor
, and G. S.
Rohrer
, J. Am. Ceram. Soc.
86
(11
), 1933
(2003
).234.
T.
Frolov
, D. L.
Olmsted
, M.
Asta
, and Y.
Mishin
, Nat. Commun.
4
, 2919
(2013
).235.
A. D.
Banadaki
, M. A.
Tschopp
, and S.
Patala
, Comput. Mater. Sci.
155
, 466
(2018
).236.
B.
Gao
, P. Y.
Gao
, S. H.
Lu
, J.
Lv
, Y. C.
Wang
, and Y. M.
Ma
, Sci. Bull.
64
(5
), 301
(2019
).237.
O.
Schumacher
, C. J.
Marvel
, M. N.
Kelly
, P. R.
Cantwell
, R. P.
Vinci
, J. M.
Rickman
, G. S.
Rohrer
, and M. P.
Harmer
, Curr. Opin. Solid State Mater.
20
(5
), 316
(2016
).238.
M.
Wegmann
, F.
Clemens
, T.
Graule
, and A.
Hendry
, Am. Ceram. Soc. Bull.
82
(11
), 9501
(2003
).239.
M.
Wegmann
, F.
Clemens
, T.
Graule
, and A.
Hendry
, IEEE Sens.
626
–630
(2003
).240.
M.
Wegmann
, R.
Bronnimann
, F.
Clemens
, and T.
Graule
, Sens. Actuators, A
135
(2
), 394
(2007
).241.
Z. M.
He
, J.
Ma
, Y. F.
Qu
, and X. M.
Feng
, J. Eur. Ceram. Soc.
22
(13
), 2143
(2002
).242.
Z. M.
He
, J.
Ma
, Y. F.
Qu
, and C. G.
Wang
, J. Eur. Ceram. Soc.
24
(14
), 3617
(2004
).243.
Y.
Pang
and P.
Wynblatt
, J. Am. Ceram. Soc.
89
(2
), 666
(2006
).244.
Z. X.
Cai
, X. Y.
Li
, Q. W.
Hu
, and X. Y.
Zeng
, Microelectron. Eng.
86
(1
), 10
(2009
).245.
S.
Sugihara
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
31
(9B
), 3037
(1992
).246.
M.
Stuer
, C. P.
Carry
, P.
Bowen
, and Z.
Zhao
, J. Mater. Res.
32
(17
), 3309
(2017
).247.
M.
Suarez
, A.
Fernandez
, J. L.
Menendez
, M.
Nygren
, R.
Torrecillas
, and Z.
Zhao
, Ceram. Int.
39
(6
), 6669
(2013
).248.
L. J.
Zhou
, G.
Rixecker
, F.
Aldinger
, R. Z.
Zuo
, and Z.
Zhao
, J. Am. Ceram. Soc.
89
(12
), 3868
(2006
).249.
Z.
Zan
, M. G.
Wang
, and Z. K.
Zhao
, Mater. Performance, Modeling Simul.
749
, 61
(2013
).250.
D.
Zhang
, M. G.
Wang
, and Z. K.
Zhao
, Adv. Mater. Res.
306–307
, 1398
(2011
).251.
M. G.
Wang
, D.
Zhang
, S. X.
Wang
, and Z. K.
Zhao
, J. Inorg. Organomet. Polym.
22
(1
), 17
(2012
).252.
J.
Liu
, Z. J.
Shen
, M.
Nygren
, Y. M.
Kan
, and P. L.
Wang
, J. Eur. Ceram. Soc.
26
(15
), 3233
(2006
).253.
M.
Nygren
, J. Iron Steel Res. Int.
14
, 99
(2007
).254.
M.
Kuwabara
and K.
Kumamoto
, J. Am. Ceram. Soc.
66
(11
), C214
(1983
).255.
S. H.
Wang
, F. S.
Hwang
, and T. Y.
Tseng
, J. Am. Ceram. Soc.
73
(9
), 2767
(1990
).256.
A.
Latif Wani
, A.
Ara
, and J. A.
Usmani
, Interdiscip. Toxicol.
8
(2
), 55
(2015
).257.
C.
Zhang
, L. Z.
Di
, C. H.
Ding
, L. X.
Lu
, T.
Zhai
, and D. A.
Yang
, Mater. Technol.
30
(3
), 138
(2015
).258.
Y.
Pu
, J.
Wei
, Y.
Mao
, and J.
Wang
, J. Alloys Compd.
498
(2
), L5
(2010
).259.
S.
Leng
, G.
Li
, L.
Zheng
, T.
Wang
, and Q.
Yin
, J. Am. Ceram. Soc.
92
(11
), 2772
(2009
).260.
H.
Takeda
, H.
Harinaka
, T.
Shiosaki
, M. A.
Zubair
, C.
Leach
, R.
Freer
, T.
Hoshina
, and T.
Tsurumi
, J. Eur. Ceram. Soc.
30
(2
), 555
(2010
).261.
J. F.
Wei
, Y. P.
Pu
, Y. Q.
Mao
, and J. F.
Wang
, J. Am. Ceram. Soc.
93
(6
), 1527
(2010
).262.
M.
Yang
, Z.
Peng
, C.
Wang
, and X.
Fu
, Ceram. Int.
42
(15
), 17792
(2016
).263.
T. A.
Plutenko
, O. I.
V'yunov
, A. G.
Belous
, and O. Z.
Yanchevskii
, J. Adv. Ceram.
5
(2
), 117
(2016
).264.
T.
Shimada
, K.
Touji
, Y.
Katsuyama
, H.
Takeda
, and T.
Shiosaki
, J. Eur. Ceram. Soc.
27
(13–15
), 3877
(2007
).265.
H. S.
Choi
, S. M.
Choi
, and D. K.
Choi
, J. Korean Phys. Soc.
68
(1
), 121
(2016
).266.
H.
Wu
, Y.
Pu
, J.
Wei
, K.
Chen
, and B.
Wang
, J. Mater. Sci.-Mater. Electron.
23
(6
), 1193
(2012
).267.
H.
Takeda
, W.
Aoto
, and T.
Shiosaki
, Appl. Phys. Lett.
87
(10
), 102104
(2005
).268.
B. J.
Chu
, D. R.
Chen
, G. R.
Li
, and Q. R.
Yin
, J. Eur. Ceram. Soc.
22
(13
), 2115
(2002
).269.
P. H.
Xiang
, H.
Harinaka
, H.
Takeda
, T.
Nishida
, K.
Uchiyama
, and T.
Shiosaki
, J. Appl. Phys.
104
(9
), 094108
(2008
).270.
P. H.
Xiang
, H.
Takeda
, and T.
Shiosaki
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
46
(10b
), 6995
(2007
).271.
F.
Zhao
and Q.
Cao
, Mater. Sci. Semicond. Process.
39
, 565
(2015
).272.
H.
Takeda
, T.
Shimada
, Y.
Katsuyama
, and T.
Shiosaki
, J. Electroceram.
22
(1–3
), 263
(2009
).273.
J.
Wei
, Y.
Pu
, Y.
Mao
, and H.
Wu
, J. Mater. Sci.-Mater. Electron.
22
(5
), 551
(2011
).274.
G.
Li
, S.
Leng
, L.
Zheng
, J.
Zeng
, Z.
Xu
, and C.
Ruiqing
, Adv. Sci. Technol.
67
, 134
(2010
).275.
L.
Li
, X.
Zhu
, T.
Xu
, M.
Gong
, W.
Jiang
, and X.
Zhou
, in Materials and Manufacturing, Pts 1 and 2
, edited by J. H.
Wang
and J. G.
Qi
(Trans Tech Publications Ltd
, 2011
), Vol. 299–300
, pp. 512
.276.
H.
Li
, J.
Kang
, F.
Guo
, Y.
Qu
, and D.
Yang
, Ceram. Int.
39
(7
), 7589
(2013
).277.
P. H.
Xiang
, H.
Takeda
, and T.
Shiosaki
, Appl. Phys. Lett.
91
(16
), 162904
(2007
).278.
M. A.
Zubair
, H.
Takeda
, C.
Leach
, R.
Freer
, T.
Hoshina
, and T.
Tsurumi
, J. Mater. Res.
28
(21
), 2946
(2013
).279.
M. A.
Zubair
, H.
Takeda
, C.
Leach
, R.
Freer
, T.
Hoshina
, and T.
Tsurumi
, J. Ceram. Soc. Jpn.
121
, 268
–2013
(1411
).280.
S.-L.
Leng
, W.
Shi
, G.-R.
Li
, and L.-Y.
Zheng
, Chin. Phys. Lett.
32
(4
), 128801
(2015
).281.
M. A.
Zubair
, H.
Takeda
, T.
Hoshina
, and T.
Tsurumi
, Jpn. J. Appl. Phys.
52
(9
), 09KG01
(2013
).282.
D.
Machler
and J.
Topfer
, Mater. Res. Bull.
89
, 217
(2017
).283.
J.
Zhao
, Y.
Pu
, Y.
Wu
, and P.
Zhang
, Ferroelectrics
492
(1
), 117
(2016
).284.
H.
Mimi
, K.
Mihara
, Y.
Sakabe
, and M.
Kuwabara
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
46
(10a
), 6715
(2007
).285.
A.
Kanda
, S.
Tashiro
, and H.
Igarashi
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
33
(9b
), 5431
(1994
).286.
H.
Niimi
, K.
Mihara
, Y.
Sakabe
, and M.
Kuwabara
, J. Am. Ceram. Soc.
90
(6
), 1817
(2007
).287.
H.
Niimi
, T.
Ishikawa
, K.
Mihara
, Y.
Sakabe
, and M.
Kuwabara
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
46
(2
), 675
(2007
).288.
S.
Lee
, C. A.
Randall
, and Z.-K.
Liu
, J. Am. Ceram. Soc.
90
(8
), 2589
(2007
).289.
S.
Lee
, C. A.
Randall
, and Z.-K.
Liu
, J. Am. Ceram. Soc.
91
(6
), 1753
(2008
).290.
H. G.
Yeo
, M. H.
Kuk
, M. H.
Kim
, T. K.
Song
, D. S.
Bae
, T. G.
Park
, S. I.
Lee
, and C.
Randall
, J. Korean Ceram. Soc.
42
, 308
(2005
).291.
C.
Pithan
, H.
Katsu
, and R.
Waser
, Phys. Chem. Chem. Phys.
22
, 8219
(2020
).292.
D. R.
Turner
and H. A.
Sauer
, J. Electrochem. Soc.
107
(3
), 250
(1960
).293.
L. J.
Brillson
, J. Vac. Sci. Technol.
15
(4
), 1378
(1978
).294.
L. J.
Brillson
, Phys. Rev. Lett.
40
(4
), 260
(1978
).295.
D. P.
Cann
, J. P.
Maria
, and C. A.
Randall
, J. Mater. Sci.
36
(20
), 4969
(2001
).296.
D. P.
Cann
and C. A.
Randall
, J. Mater. Res.
12
(7
), 1685
(1997
).297.
R. L.
Brutchey
, G. S.
Cheng
, Q.
Gu
, and D. E.
Morse
, Adv. Mater.
20
(5
), 1029
(2008
).298.
C. P.
Cameron
and R.
Raj
, J. Am. Ceram. Soc.
71
(12
), 1031
(1988
).299.
I. W.
Chen
and X. H.
Wang
, Nature
404
(6774
), 168
(2000
).300.
C.
Gao
, Q. Y.
Fu
, D. X.
Zhou
, H.
Zu
, T.
Chen
, F.
Xue
, Y. X.
Hu
, Z. P.
Zheng
, and W.
Luo
, J. Eur. Ceram. Soc.
37
(4
), 1523
(2017
).301.
X. Y.
Deng
, X. H.
Wang
, H.
Wen
, A. G.
Kang
, Z. L.
Gui
, and L. T.
Li
, J. Am. Ceram. Soc.
89
(3
), 1059
(2006
).302.
Z. A.
Munir
, U.
Anselmi-Tamburini
, and M.
Ohyanagi
, J. Mater. Sci.
41
(3
), 763
(2006
).303.
R.
Licheri
, S.
Fadda
, R.
Orru
, G.
Cao
, and V.
Buscaglia
, J. Eur. Ceram. Soc.
27
(5
), 2245
(2007
).304.
Z. Y.
Hu
, Z. H.
Zhang
, X. W.
Cheng
, F. C.
Wang
, Y. F.
Zhang
, and S. L.
Li
, Mater. Des.
191
, 108662
(2020
).305.
T.
Hungria
, J.
Galy
, and A.
Castro
, Adv. Eng. Mater.
11
(8
), 615
(2009
).306.
R.
Chaim
, G.
Chevallier
, A.
Weibel
, and C.
Estournes
, J. Mater. Sci.
53
(5
), 3087
(2018
).307.
M.
Stuer
, P.
Bowen
, and Z.
Zhao
, Ceramics
3
, 476
(2020
).308.
P.
Ctibor
, J.
Sedlacek
, V.
Ryukhtin
, J.
Cinert
, and F.
Lukac
, Ceram. Int.
42
(14
), 15989
(2016
).309.
U.
Acevedo-Salas
, R.
Breitwieser
, T.
Gaudisson
, S.
Nowak
, S.
Ammar
, and R.
Valenzuela
, Appl. Phys. A.
123
(10
), 659
(2017
).310.
B.
Su
, J. Y.
He
, B. L.
Cheng
, T. W.
Button
, J.
Liu
, Z.
Shen
, and M.
Nygren
, Integr. Ferroelectr.
61
, 117
(2004
).311.
M. S.
Jamil
, K. E.
Saputro
, A.
Noviyanto
, W. B.
Widayatno
, A. S.
Wismogroho
, M. I.
Amal
, N. T.
Rochman
, and T.
Nishimura
, J. Phys. Conf. Ser.
1191
, 012039
(2019
).312.
S.
Yoon
, J.
Dornseiffer
, T.
Schneller
, D.
Hennings
, S.
Iwaya
, C.
Pithan
, and R.
Waser
, J. Eur. Ceram. Soc.
30
(2
), 561
(2010
).313.
K. J.
Lee
, D.
Tang
, K.
Park
, and W. S.
Cho
, Met. Mater. Int.
16
(1
), 99
(2010
).314.
D. V.
Dudina
, B. B.
Bokhonov
, and E. A.
Olevsky
, Material
12
(3
), 541
(2019
).315.
S. A.
Bojarski
, M.
Stuer
, Z.
Zhao
, P.
Bowen
, and G. S.
Rohrer
, J. Am. Ceram. Soc.
97
(2
), 622
(2014
).316.
317.
A. L.
Myers
and P. A.
Monson
, Adsorption
20
(4
), 591
(2014
).318.
M.
Petkovska
and M.
Mitrovic
, Chem. Eng. J. Biochem. Eng.
53
(3
), 157
(1994
).319.
X. S.
Feng
, C. Y.
Pan
, C. W.
McMinis
, J.
Ivory
, and D.
Ghosh
, AiCHE J.
44
(7
), 1555
(1998
).320.
M.
Yuasa
, T.
Nagano
, N.
Tachibana
, T.
Kida
, and K.
Shimanoe
, J. Am. Ceram. Soc.
96
(6
), 1789
(2013
).321.
J.
Riegel
and K. H.
Hardtl
, Sens. Actuator, B
1
(1–6
), 54
(1990
).322.
E.
Traversa
, J. Intell. Mater Syst. Struct.
6
(6
), 860
(1995
).323.
E.
Traversa
, J. Am. Ceram. Soc.
78
(10
), 2625
(1995
).324.
E.
Traversa
, Sens. Actuator, B
23
(2–3
), 135
(1995
).325.
E.
Traversa
, “Design of ceramicmaterials for chemical sensors with intelligent properties
,” in Polymers and Other Advanced Materials
(Springer
, 1995
), p. 719
.326.
Z. G.
Zhou
, Z. L.
Tang
, and Z. T.
Zhang
, Sens. Actuator, B
93
(1–3
), 356
(2003
).327.
M. M.
Vijatović Petrović
, A.
Radojkovic
, J. D.
Bobić
, A.
Dzunuzovic
, N.
Ilic
, and B. D.
Stojanović
, J Mater. Sci.
54
(8
), 6038
(2019
).328.
Y. S.
Kim
, S. C.
Ha
, K.
Kim
, H.
Yang
, S. Y.
Choi
, Y. T.
Kim
, J. T.
Park
, C. H.
Lee
, J.
Choi
, J.
Paek
, and K.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
86
(21
), 213105
(2005
).329.
Z.
Li
, Z. J.
Yao
, A. A.
Haidry
, T.
Plecenik
, L. J.
Xie
, L. C.
Sun
, and Q.
Fatima
, Int. J. Hydrogen Energy
43
(45
), 21114
(2018
).330.
H.
Farahani
, R.
Wagiran
, and M. N.
Hamidon
, Sensor
14
(5
), 7881
(2014
).331.
M.
Viviani
, M. T.
Buscaglia
, V.
Buscaglia
, M.
Leoni
, and P.
Nanni
, J. Eur. Ceram. Soc.
21
(10–11
), 1981
(2001
).332.
A. C.
Caballero
, M.
Villegas
, J. F.
Fernandez
, M.
Viviani
, M. T.
Buscaglia
, and M.
Leoni
, J. Mater. Sci. Lett.
18
(16
), 1297
(1999
).333.
T. J.
Hwang
and G. M.
Choi
, J. Am. Ceram. Soc.
76
(3
), 766
(1993
).© 2021 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.