施主摻雜對氧化鋅壓敏陶瓷電性能的影響
發(fā)布時間：2022-01-13 20:30
ZnO壓敏電阻以其優(yōu)異的非線性系數(shù)和耐脈沖電流能力,廣泛應(yīng)用在各類電子電路和電子設(shè)備中。關(guān)于它的導(dǎo)電機理,學(xué)者們提出了各種模型中。其中最廣為接受的是背靠背的雙肖特基勢壘模型。本論文以雙肖特基勢壘模型為基礎(chǔ),控制變量探究不同摻雜條件（半導(dǎo)體施主摻雜,替換陰離子位或陽離子位）對ZnO電性能的影響。并通過分析樣品表觀形貌、密度等,分析產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。論文目標是研究不同施主添加劑對氧化鋅壓敏陶瓷電性能的影響,特別是研究材料在大電流區(qū)域的非線性特性及脈沖電流耐受特性的影響。本文首先研究了Al元素摻雜對氧化鋅壓敏變阻器的影響。加入的Al3+可以作為施主雜質(zhì),提高氧化鋅晶粒載流子濃度,降低電阻率。此外,Al3+的引入,利于尖晶石相的富集,抑制晶粒長大。工業(yè)上采用加入Al（NO3）3·9H2O水溶液的方式引入Al3+,有利于原料的分散。本文采用部分氧化鋅與Al（NO3）3·9H2O混合預(yù)燒,并改變混料球...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
ZnO壓敏電阻的電壓電流特性曲線
圖 1-2 施加電壓時產(chǎn)生的能帶結(jié)構(gòu)變化[33]低壓下，由于熱離子發(fā)射，越過勢壘形成導(dǎo)電，高壓下由于電壓的作用，晶界處離遷移，使得勢壘高度大幅下降，電子可直接越過勢壘形成導(dǎo)電，即場致發(fā)射。對于特基模型，利用熱電子發(fā)射模型，單向電流密度 Js可以表示為[34]：JAT(1exp(e(Vφ)/kT)BB2s (1-3)其中 A 為常數(shù)，ФB為勢壘高度，V 表示偏置電壓，Js與勢壘高度呈指數(shù)關(guān)系。該可以很好解釋大部分小電流非線性系數(shù)：dVdφkTeVd(logV)d(logj)aBBs (1-4)由于摻雜氧化物，晶界偏析后，產(chǎn)生晶界附近晶格錯位、點面缺陷以及形成懸掛鍵，界面陷阱態(tài)能級分布。所以通過能級陷阱分布方程修正后，晶界勢壘模型可以更好界面電輸運特性[35]。
圖 1-3 金屬表面在外電場作用下的勢場分布 是金屬表面在外電場下的勢場分布。電場強度增加，隧道電擊穿區(qū)的高的非線性特性[36]。但是 F-N 方程解釋仍存在缺點 Vb隨施主濃度 n0的變化。電流密度>103A.cm-2）：又再次線性化，電阻恒定，非線性的線性電阻。ZnO 壓敏電阻取決于半導(dǎo)體 ZnO 晶粒體積電度可表示為J E/ρ 為電場強度；ρ為晶粒的電阻率。敏電阻的電性能參數(shù)電壓
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁摻雜對氧化鋅壓敏陶瓷電性能的影響[J]. 藺家駿,李盛濤,何錦強,劉文鳳. 無機材料學(xué)報. 2016(09)
[2]稀土摻雜的高電壓梯度ZnO壓敏電阻[J]. 何金良,胡軍,林元華. 中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(01)
[3]ZnO壓敏陶瓷中缺陷的介電譜研究[J]. 李盛濤,成鵬飛,趙雷,李建英. 物理學(xué)報. 2009(01)
[4]摻雜濃度對Al-F共摻雜ZnO透明導(dǎo)電薄膜性能的影響[J]. 呂珺,周麗萍,汪冬梅,吳玉程,鄭治祥. 材料熱處理學(xué)報. 2008(05)
[5]Pr6O11對ZnO壓敏材料顯微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 朱建鋒,高積強,王芬,羅宏杰. 中國稀土學(xué)報. 2006(05)
[6]ZnO壓敏電阻界面導(dǎo)電特性研究[J]. 禹爭光,楊邦朝. 功能材料. 2004(06)
[7]利用光電子能譜研究氧化鋅壓敏電阻界面電輸運特性[J]. 禹爭光,楊邦朝. 電子元件與材料. 2004(08)
[8]MOA新在線檢測系統(tǒng)及其仿真研究[J]. 王雪,莫娟,張冠軍,嚴璋. 高電壓技術(shù). 2003(07)
[9]Sb2O3摻雜對ZnO壓敏陶瓷晶界特性和電性能的影響[J]. 張叢春,周東祥,龔樹萍. 硅酸鹽學(xué)報. 2001(06)
[10]Zno陶瓷主晶相晶粒生長發(fā)育過程的研究[J]. 宋曉蘭,劉輔宜,張海恩. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 1996(06)
博士論文
[1]氧化物壓敏陶瓷晶界特性與宏觀電性能的關(guān)系[D]. 盧振亞.華南理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]低維氧化鋅的結(jié)構(gòu)與光電性能研究[D]. 郭保智.上海電力學(xué)院 2014
[2]能量選擇表面防護機理與分析[D]. 楊成.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]基于氧化物薄膜的低閾值電壓壓敏電阻[D]. 黃東.浙江大學(xué) 2008
本文編號：3587097
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
ZnO壓敏電阻的電壓電流特性曲線
圖 1-2 施加電壓時產(chǎn)生的能帶結(jié)構(gòu)變化[33]低壓下，由于熱離子發(fā)射，越過勢壘形成導(dǎo)電，高壓下由于電壓的作用，晶界處離遷移，使得勢壘高度大幅下降，電子可直接越過勢壘形成導(dǎo)電，即場致發(fā)射。對于特基模型，利用熱電子發(fā)射模型，單向電流密度 Js可以表示為[34]：JAT(1exp(e(Vφ)/kT)BB2s (1-3)其中 A 為常數(shù)，ФB為勢壘高度，V 表示偏置電壓，Js與勢壘高度呈指數(shù)關(guān)系。該可以很好解釋大部分小電流非線性系數(shù)：dVdφkTeVd(logV)d(logj)aBBs (1-4)由于摻雜氧化物，晶界偏析后，產(chǎn)生晶界附近晶格錯位、點面缺陷以及形成懸掛鍵，界面陷阱態(tài)能級分布。所以通過能級陷阱分布方程修正后，晶界勢壘模型可以更好界面電輸運特性[35]。
圖 1-3 金屬表面在外電場作用下的勢場分布 是金屬表面在外電場下的勢場分布。電場強度增加，隧道電擊穿區(qū)的高的非線性特性[36]。但是 F-N 方程解釋仍存在缺點 Vb隨施主濃度 n0的變化。電流密度>103A.cm-2）：又再次線性化，電阻恒定，非線性的線性電阻。ZnO 壓敏電阻取決于半導(dǎo)體 ZnO 晶粒體積電度可表示為J E/ρ 為電場強度；ρ為晶粒的電阻率。敏電阻的電性能參數(shù)電壓
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁摻雜對氧化鋅壓敏陶瓷電性能的影響[J]. 藺家駿,李盛濤,何錦強,劉文鳳. 無機材料學(xué)報. 2016(09)
[2]稀土摻雜的高電壓梯度ZnO壓敏電阻[J]. 何金良,胡軍,林元華. 中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(01)
[3]ZnO壓敏陶瓷中缺陷的介電譜研究[J]. 李盛濤,成鵬飛,趙雷,李建英. 物理學(xué)報. 2009(01)
[4]摻雜濃度對Al-F共摻雜ZnO透明導(dǎo)電薄膜性能的影響[J]. 呂珺,周麗萍,汪冬梅,吳玉程,鄭治祥. 材料熱處理學(xué)報. 2008(05)
[5]Pr6O11對ZnO壓敏材料顯微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 朱建鋒,高積強,王芬,羅宏杰. 中國稀土學(xué)報. 2006(05)
[6]ZnO壓敏電阻界面導(dǎo)電特性研究[J]. 禹爭光,楊邦朝. 功能材料. 2004(06)
[7]利用光電子能譜研究氧化鋅壓敏電阻界面電輸運特性[J]. 禹爭光,楊邦朝. 電子元件與材料. 2004(08)
[8]MOA新在線檢測系統(tǒng)及其仿真研究[J]. 王雪,莫娟,張冠軍,嚴璋. 高電壓技術(shù). 2003(07)
[9]Sb2O3摻雜對ZnO壓敏陶瓷晶界特性和電性能的影響[J]. 張叢春,周東祥,龔樹萍. 硅酸鹽學(xué)報. 2001(06)
[10]Zno陶瓷主晶相晶粒生長發(fā)育過程的研究[J]. 宋曉蘭,劉輔宜,張海恩. 西安交通大學(xué)學(xué)報. 1996(06)
博士論文
[1]氧化物壓敏陶瓷晶界特性與宏觀電性能的關(guān)系[D]. 盧振亞.華南理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]低維氧化鋅的結(jié)構(gòu)與光電性能研究[D]. 郭保智.上海電力學(xué)院 2014
[2]能量選擇表面防護機理與分析[D]. 楊成.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]基于氧化物薄膜的低閾值電壓壓敏電阻[D]. 黃東.浙江大學(xué) 2008
本文編號：3587097
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