MgSiO3掺杂对ZnO压敏电阻器电学性质的影响

采用传统陶瓷工艺制备了MgSiO3掺杂的防雷用ZnO压敏电阻。实验发现,掺杂0.04%的MgSiO3(物质的量)能显著提高其电流–电压非线性、通流能力和电压梯度E1.0,且能降低样品的漏电流IL以及残压比V40kA/V1mA。其非线性系数α和压敏电压梯度分别高达120,180V/mm,样品正反面各五次通流40kA、8/20μs波后,残压比和压敏电压变化率?V1mA/V1mA分别仅为2.56和–2.9%,且漏电流变化很小。对样品的微观结构分析显示,其电学性能的提高和晶粒的均匀程度有关。     

(Cu,Mg,Nb)掺杂的SnO2压敏材料的性质

研究了 Cu O对 Sn O2 · Mg O· Nb2 O5压敏材料的密度、非线性特性、介电常数的影响。实验发现 ,适当掺杂 Cu O不仅能增大 Sn O2 · Mg O· Nb2 O5材料的致密度 ,而且能提高非线性系数 ,减小漏电流。掺 2 % Cu O(摩尔比 )时 ,Sn O2 · Mg O· Nb2 O5材料的致密度达到理论值的 93% ,非线性系数 α高达 9.5 ,压敏电压 V1 m A高于4 2 3V/ mm。在 2 0～ 2 0 0°C温度范围和 0 .1～ 10 0 0 k Hz频率范围 ,Sn O2 · Cu O· Mg O· Nb2 O5的介电常数变化很小 ,应用晶界缺陷势垒模型 ,对 Sn O2 · Cu O· Mg O· Nb2 O5材料压敏特性进行了解释。     

Nb掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响

研究了Nb2O5对ZnO压敏材料电学性能的影响。当x(Nb2O5)从0增加到1％时，ZnO压敏电阻的击穿电压从209V／mm降至0．70V／mm，40Hz时，样品电阻从0．21MΩ降至48．3Ω，1kHz时的相对介电常数从831增大到42200。晶界势垒高度测量表明：在实验范围内，Nb对势垒高度的影响较小。ZnO晶粒的变大是压敏电压急剧降低和介电常数增大的主要原因。对Nb掺杂量的增加引起样品阻抗减小的根源进行了解释。     

(Cd,Co,Nb)掺杂的SnO2压敏材料的电学性质

研究了Cd对(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料电学性质的影响。组分为97．65％SnO2 O．75％Co2O3 0．10％Nb2O5 1．50％CdO的压敏电阻具有最大非线性系数(a=22．2)和最高的势垒(ψB=0．761eV)．当CdO的摩尔分数从0增加到3％时，(Co，Nb)掺杂SnO2压敏电阻的击穿电压从366V／mm增大到556V／mm，1kHz时的相对介电常数从1429减小到1108。晶界势垒高度测量揭示，SnO2的晶粒尺寸的减小是击穿电压增高和介电常数减小的主要原因。对Cd掺杂量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。     

Na掺杂对ZnO压敏材料电学性能的影响

研究了Na2CO3对ZnO压敏材料电学性能的影响。当掺入的Na2CO3之摩尔分数x从0增加到0.2%时,ZnO压敏材料的击穿电压从209 V/mm增加到934 V/mm,1 kHz时的相对介电常数从1 158降到57。晶界势垒高度测量表明:在实验范围内,Na对势垒高度的影响较小。ZnO晶粒的变小是压敏电压急剧升高和介电常数减小的主要原因。对Na2CO3掺杂量的增加引起ZnO晶粒减小的原因进行了解释。     

(Ba,Co,Nb)掺杂SnO2压敏材料电学非线性的研究

通过对样品的伏安特性，晶界势垒的测量和分析，研究了BaCO3对新型(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料微观结构和电学性质的影响。晶界势垒高度测量表明，SnO2晶粒尺寸的迅速减小是压敏电压急剧增高的原因。对Ba含量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。掺杂x(BaCO3)=0．4％的SnO2压敏电阻击穿电压为最小(140V／mm)；掺杂x(BaCO3)-0．8％的SnO2压敏电阻具有最高非线性系数(α=19．6)，最高的势垒电压(ψB=1．28eV)。     

(Zn,Nb)掺杂SnO2压敏材料的电子特性

依据缺陷势垒模型选取Ｚｎ＾２＋和Ｎｂ＾５＋复合掺杂的ＳｎＯ２陶瓷进行研究,测量了材料的密度、失重率等物理性质和非线性系数、电流－电压（Ｉ－Ｖ）关系曲线等电子性质,利用低电流区电流密度与电场（ｌｏｇＪ－Ｅ）的线性关系定性地讨论了势垒高度与非线性之间的关系。     

Nb_2O_5掺杂量对ZnO压敏电阻器性能的影响

通过掺杂微量Nb2O5制备了ZnO压敏电阻器,运用扫描电子显微镜(SEM)和电性能测试手段分析了Nb2O5掺杂对ZnO压敏电阻器微观结构和电性能的影响,测量了晶界势垒高度φH,并探讨了其对ZnO压敏电阻器性能的影响。结果表明:掺杂适量的Nb2O5可以明显改善ZnO压敏电阻器的微观结构和电性能;当Nb2O5的掺杂量为摩尔分数0.10%时,所制ZnO压敏电阻器的晶粒尺寸最大,且压敏电压V1mA、非线性系数α和φH值分别为174V,30和0.463 eV。     

Al掺杂半导体Mg2Si薄膜的制备及电学性质

采用磁控溅射方法和热处理工艺在Si衬底上制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,研究了不同Al质量分数对Mg2Si薄膜结构及其电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Al掺杂Mg2Si薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质进行表征和分析.结果表明:采用磁控溅射技术在Si衬底上成功制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,样品表面表现出良好的连续性,在Mg2Si (220)面具有择优生长性.随着质量分数的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,且在Al质量分数为1.58％时结晶度最好.此外,样品电阻率也随着Al质量分数的增加逐渐降低,表明Al掺杂后的Mg2Si薄膜具有更好的导电性,这对采用Mg2Si薄膜研制半导体器件有着重要的意义.     

(Li,Nb)掺杂SnO_2压敏材料的电学非线性研究

研究了掺锂对 Sn O2 压敏电阻器性能的影响。研究发现 L i 对 Sn4 的取代能明显提高陶瓷的烧结速度和致密度 ,且能大幅度改善材料的电学非线性性能。掺入 x(L i2 CO3)为 1.0 %的陶瓷样品具有最高的密度 (ρ=6 .77g/ cm3)、最高的介电常数 (ε=185 1)、最低的视在势垒电场 (EB=6 8.86 V/ mm)和最高的非线性常数 (α=9.9)。对比发现 ,Na 由于具有较大的离子粒半径 ,其掺杂改性性能相对较差。提出了 Sn O2 · L i2 CO3· Nb2 O5晶界缺陷势垒模型     

SnO2-MgO-Nb2O5压敏材料系电学性质研究

对一种新的压敏材料ＳｎＯ２－ＭｇＯ－Ｎｂ２Ｏ５陶瓷进行了初步的研究。实验结果表明,本系列材料具有优异的介电性能,室温介电常数为１４０￣６００,也具有较好的压敏性,其非线性系数最大值达到６．３。     

SnO2压敏陶瓷掺杂MnO2的制备和性能研究

采用MnO2部分替代ZnO的方法固相烧结制备了SnO2-ZnO Ta2O5基压敏陶瓷。研究了Zn,Mn共同掺杂对SnO2微观结构和电学性能的影响,发现少量Mn的替代掺杂可以改善SnO2压敏陶瓷的非线性并显著提高其电压梯度。当MnO2的摩尔分数为0.25%时,样品的非线性达到了21.37,电压梯度为422 V/mm,泄漏电流为72.12 μA/cm2。造成这种变化的主要原因是Mn补充了SnO2晶格中ZnO原有的不溶部分,通过固溶反应产生了受主缺陷离子Mn″Sn,增大了受主浓度,促进了势垒的形成。同时,Mn在SnO2晶格中的溶解度较低,容易在晶界层析出,阻碍晶粒生长,增加了电压梯度。     

Properties of phosphorus-doped (Zn,Mg)O thin films and device structures

The properties of phosphorus-doped (Zn,Mg)O polycrystalline and epitaxial thin films are described. The as-deposited (Zn,Mg)O:P films are n type with high electron carrier density. High resistivity is induced in the films with moderate temperature annealing, which is consistent with suppression of the donor state and activation of the deep acceptor. The resistivity of the as-deposited and annealed film is an order of magnitude higher than similar samples with no Mg, consistent with a shift in the conduction band edge relative to the defect-related donor state. The capacitance-voltage characteristics of annealed metal/insulator/P-doped (Zn,Mg)O structures in which the (Zn,Mg)O is polycrystalline exhibit p-type polarity. In addition, multiple polycrystalline devices comprising n-type ZnO/P-doped (Zn,Mg)O thin-film junctions display asymmetric I–V characteristics that are consistent with the formation of a p-n junction at the interface, although the ideality factor is anomalously high.