MgSiO_3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。     

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。     

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。     

SiO_2对SnO_2·CoO·Nb_2O_5压敏电阻非线性电学性质的影响

对 Si O2 掺杂的 Sn O2 · Co O· Nb2 O5 压敏电阻非线性电学性质进行了研究 ,并对其微观结构进行了电镜扫描 ,且对其晶界势垒高度进行了测量。实验表明 x(Si O2 ) =0 .3%掺杂的 Sn O2 · Co O· Nb2 O5 压敏电阻的非线性系数 α高达 30 ,并且具有最高的击穿电场 (375 V/ mm)。采用 Gupta- Carlson缺陷模型对晶界肖特基势垒高度随Si O2 的添加而变大的现象进行了理论解释。     

集成电路过压保护用ZnO压敏电阻的研制

为获得集成电路过电压保护用低压压敏电阻,以中压ZnO压敏电阻的配方为基础,通过研究与实验,确定了采用添加晶粒助长剂TiO2和籽晶、晶界稳定剂硼银玻璃和Ta2O5,低温烧结等途径,研制出了低压ZnO压敏电阻。测试结果表明,该ZnO压敏电阻的压敏电压为15~25V,漏电流小(<2μA),非线性特性好(α>29)。     

(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。     

元素V掺杂对ZnO压敏效应的影响机理研究

研究了掺杂不同V_2O_5对ZnO陶瓷压敏特性的影响.实验表明,ZnO压敏电压随V元素掺杂量增加而随之升高,非线性系数随元素V掺杂量增加而先增大后减小,漏电流先减小后增大.分析认为,V元素掺杂对ZnO压敏材料电性能的影响不仅与电子的能级有关,与其自旋特性也紧密相关.ZnO陶瓷中掺杂的V元素在晶界偏析,其V元素都会产生局域磁矩,会对与其取向不同的自旋电子产生强的散射,这样可增大ZnO压敏陶瓷电阻率,使晶界产生非线性特性.     

四价添加剂掺杂ZnO压敏电阻器的性能

基于理论研究的结果,用固相法研究了四价添加剂对ZnO压敏电阻器性能的影响和作用机理.结果表明,优选的四价添加剂掺杂能有效降低ZnO晶粒的电阻率和残压比;通过提高晶界氧的电离度,可使晶界势垒高度上升,提高了ZnO的压敏电压梯度.     

(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)。     

La2O3的掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明,随着La2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增,非线性系数先增加后减小,而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现,在1 000 ℃烧结温度下,La2O3的质量分数为0.25%时,ZnO压敏电阻的综合性能最好,其电位梯度为532.2 V/mm,非线性系数为41.6,漏电流为3.3 μA。     

低压TiO_2系压敏陶瓷的伏安特性实验分析

采用耗尽层近似理论,分析了低压TiO2系压敏陶瓷在直流偏压下的伏安特性,并对ZnO、TiO2和SrTiO3系三种压敏陶瓷的伏安特性进行了测试、分析和比较。结果表明,在晶界势垒不太高(一般为零点几电子伏)及晶界电场强度不太大(约106V/m量级)的情况下,TiO2系压敏陶瓷晶界的电子传输机制不同于ZnO系压敏陶瓷,而与SrTiO3系压敏陶瓷的导电机制相似,属于肖特基热电子发射机制。     

Y~(3+)掺杂ZnO压敏陶瓷的微结构和电性能研究

采用两步烧结法制备了Y3+掺杂的(以Y(NO3)3·6H2O形式加入)ZnO压敏陶瓷,通过XRD、SEM和EDX系统研究了Y3+掺杂量对ZnO压敏陶瓷微结构和电性能的影响。结果表明:随着Y3+掺杂量的增加,电位梯度VT和非线性系数α提高,晶粒尺寸减小,施主浓度Nd和晶界态密度Ns降低,势垒宽度ω增大。当掺杂的x[Y(NO3)3·6H2O]为1.2%、烧结温度为1100℃时,ZnO压敏陶瓷电性能最好,其VT为675V/mm,α为63.9,漏电流IL为2.40μA。     

纳米ZnO掺杂对压敏阀片电性能和组织的影响

研究了纳米级ZnO粉料对压敏阀片的压敏电压、漏电流和压比的影响,并对其微观结构进行了分析研究,从理论上探讨了纳米ZnO影响压敏阀片电性能与微观结构的机理。研究结果表明,氧化锌压敏阀片中加入纳米ZnO后,其压敏电压显著提高。在质量分数为0~30%的范围内,随着纳米ZnO含量的增加,压敏阀片的压敏电压明显提高,其压比也呈升高趋势。当纳米ZnO含量为30%时,压敏电压约达547.54 V/mm,压比为1.149。在0~10%的范围内,随着纳米ZnO含量的增加,压敏阀片的漏电流呈下降趋势,而在10%~30%的时,漏电流又随纳米ZnO的含量的增加而升高。当纳米ZnO的含量为10%时,漏电流最小,为0.6 mA。     

Bi_2O_3对TiO_2系压敏陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制作了TiO2系压敏陶瓷。通过测试其I-V特性、复阻抗特性、晶界电阻、晶粒电阻及势垒高度,研究了Bi2O3对TiO2-Bi2O3-Nb2O5-SrO系压敏陶瓷微结构及电性能的影响。结果表明,Bi2O3的适当掺杂范围在0.3%~0.5%(摩尔分数)。其掺杂量的变化,可显著改变TiO2-Bi2O3-Nb2O5-SrO系压敏陶瓷的晶界电阻及势垒高度,进而对压敏陶瓷的电学非线性特性产生影响。当x(Bi2O3)为0.4%时,压敏陶瓷的V1mA与α分别为40V/mm与6.2。     

Bi_2O_3和Sb_2O_3的预复合对ZnO压敏电阻性能的影响

采用固相法对Bi2O3和Sb2O3进行了预复合,并研究了不同比例的Bi2O3与Sb2O3预复合对ZnO压敏电阻致密度,晶粒结构和电学性能的影响。结果表明:当Bi2O3与Sb2O3的摩尔比为0.7:1.0时,ZnO压敏电阻的综合性能最优,其晶粒生长得最为均匀致密,电位梯度达到361V/mm,非线性系数为86,漏电流密度为7×10–8A/cm2;另外,在耐受5kA电流下的8/20μs脉冲电流波后,其残压比和压敏电压变化率分别为2.6和2.5%。     

Control of the performance of polysilicon thin-film transistor byhigh-gate-voltage stress

The performance of low-pressure chemical-vapor-deposited (LPCVD) polycrystalline-silicon thin-film transistors (TFTs) can be controlled by applying a high-gate-voltage stress. The potential barrier height at the grain boundary is reduced after positive high-gate-voltage stress and then increases after negative high gate voltage stress. The experimental results indicate that Ca and Al ions or hydrogen atoms existing in the gate oxide may be able to passivate grain boundaries at the polysilicon-SiO₂ interface     

Cr、Co、Mn磁性对ZnO压敏特性影响的机理研究

研究了不同浓度Cr、Co和Mn的掺杂对ZnO-PbO-B2O3陶瓷压敏特性的影响.实验表明,ZnO平均晶粒尺寸随各元素掺杂量增加而逐渐变大,压敏电压也随之升高,非线性系数随各元素掺杂量增加而先增大后减小,漏电流先减小后增大.分析认为,过渡族金属元素掺杂对ZnO压敏材料电性能的影响不仅与电子的能级有关,与其自旋特性也紧密相连.ZnO中掺杂的Cr、Mn、Co元素随机取代其中的部分Zn原子后,Cr2+、Mn2+、Co2+在ZnO中产生局域磁矩,会对与其取向不同的自旋电子产生强的散射,这样可增大ZnO陶瓷电阻率和提高其非线性特性.