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。     

（Li,Nb）掺杂SnO2压敏材料的电学非线性研究

研究了掺锂对SnO2压敏电阻器性能的影响.研究发现Li+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(Li2CO3)为1.0%的陶瓷样品具有最高的密度(P=6.77g/cm3)、最高的介电常数(ε=1851)、最低的视在势垒电场(EB=68.86V/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SnO2@Li2CO3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.     

(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)。     

(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     

Li~+对ZnO压敏陶瓷电性能和能带结构的影响

采用氧化物固相合成法,制备了掺Li2CO3的ZnO压敏陶瓷。研究了掺Li2CO3量对ZnO压敏陶瓷电性能和能带结构的影响。结果表明:当x(Li2CO3)从0增加到0.50%时,压敏电位梯度从529V/mm增大到2170V/mm。XRD测试发现,掺Li2CO3并未出现新相结构。晶界势垒高度揭示,ZnO晶粒尺寸的迅速减小是压敏电位梯度急剧增高的主要原因。Li+置换Zn2+,将会在禁带中价带的顶部形成附加的受主能级,使能带发生畸变。     

ZnO压敏陶瓷界面态起源与本质的研究

以双肖特基势垒模型为基础,分析了ZnO压敏陶瓷中界面态的起源及本质。分析结果认为,在晶界处,大离子半径的Bi和Ba偏析至界面,是造成界面态密度N_s的主要原因;氧以化学吸附氧的形式存在,对提高界面态密度也起关键作用。因此,ZnO压敏陶瓷中的界面态主要来源于非本征界面态。对界面态本质讨论的结果认为,应区分界面态密度N_s及有效界面态密度n_s,在做上述区分后,导电机理的解释及势垒高度Φ_b的计算将更趋于合理化。     

ZnO压敏陶瓷界面态起源与本质的研究

以双肖特基势垒模型为基础,分析了ZnO压敏陶瓷中界面态的起源及本质.分析结果认为,在晶界处,大离子半径的Bi和Ba偏析至界面,是造成界面态密度N.的主要原因;氧以化学吸附氧的形式存在,对提高界面态密度也起关键作用.因此,ZnO压敏陶瓷中的界面态主要来源于非本征界面态.对界面态本质讨论的结果认为,应区分界面态密度N.及有效界面态密度ns,在做上述区分后,导电机理的解释及势垒高度Φb的计算将更趋于合理化.     

(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掺杂ZnO压敏电阻器的缺陷模型

对ＺｎＯ压敏电阻器高价Ｎｂ掺杂的缺陷模型进行了分析，据此模型对ＺｎＯ压敏电阻器的性质进行了讨论。     

K+对ZnO压敏陶瓷电性能的影响

采用传统的陶瓷工艺,制备了ZnO压敏陶瓷。研究了K+掺杂量对ZnO压敏陶瓷电性能的影响。结果表明:当x(K+)小于40×10–6时,对其电性能几乎没有影响;但若x(K+)超过60×10–6后,由于K+在晶界和三角区的大量偏析,破坏了晶界层的稳定,导致其浪涌电流耐受能力严重劣化。     

TiO_2掺杂对低压ZnO压敏电阻性能的影响

研究了 Ti O2 掺杂量及制备工艺对 Zn O压敏电阻性能的影响。Ti O2 掺杂超过一定量时 ,压敏场强就不再降低 ,而非线性系数却一直下降 ,漏流迅速增大 ,使性能劣化。因此 ,要控制 Ti O2 掺杂量在适当范围内。粉料煅烧温度和烧成温度的高低也直接影响 Zn O压敏电阻性能。     

氧化锌压敏电阻器导电机理述评

本文介绍了氧化锌压敏电阻器电性能的导电机理:雪崩击穿、空间电荷限制电流、肖特基发射、隧道效应、双耗尽层和两步传输。简要概述了这些理论的成就和所遇到的困难。指出双耗尽层是一个较好的理论模型。最后预示了这个问题的发展前景。     

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。     

(Nb,Mg,Al)多元掺杂对ZnO压敏材料电学性质的影响

研究了(Nb,Mg,Al)多元掺杂对ZnO压敏材料电学性能的影响。施主Nb离子的掺杂显著提高了压敏电阻的势垒高度,这与它能提供晶界势垒形成所必需的正电荷和负电荷直接相关。小半径离子Mg和Al易于处在ZnO的填隙位置,适量的掺杂也能提高晶界势垒高度,这与处在填隙位置的金属离子能提供正电荷和负电荷有关。而且填隙掺杂还能有效地改善陶瓷的致密度和均匀度,从而降低了ZnO压敏电阻漏电流、残压比和提高了非线性。(Nb,Mg,Al) 多元掺杂的ZnO压敏电阻的漏电流、残压比和非线性系数分别达到了 0.3 mA、V40kA/V1mA 2.5和a 110。     

无铋氧化锌压敏电阻的研究

讨论了无铋氧化锌压敏电阻压敏特性的根本原因。由于离子置换使得Ｚｎ２＋成为填隙离子,从而在氧化锌晶粒间引起肖特基势垒。对于氧化锌压敏电阻而言,双肖特基势垒是形成非线性电特性的根本因素。     

SiO_2对ZnO压敏电阻器性能的影响

实验研究了ＳｉＯ２对ＺｎＯ压敏电阻器性能的影响，在ＺｎＯ陶瓷中，添加适量的ＳｉＯ２可以提高压敏电阻器的α值和电压梯度，降低漏泄电流，提高通流量，能够制造出性能优异的ＺｎＯ压敏电阻器。     

表面层对TiO2压敏陶瓷电学性能的影响

用电子陶瓷工艺制备了(La,Sr)掺杂的TiO2压敏-电容双功能元件,其压敏电压(V1mA)为8～38V·mm-1,非线性系数为3～5.5,介电常数可达105。样品的压敏电压受表面层影响显著,随着厚度的减少,V1mA从27～38V·mm-1降至8～15V·mm-1,但非线性系数与介电常数受表面层的影响甚小,这主要与烧结后在冷却过程中,空气中的氧在样品表面沿晶界扩散所形成的表面"氧化层"有关。     

掺杂对低压ZnO压敏陶瓷材料显微结构及性能的影响

本文探讨了多种金属氧化物对ＺｎＯ－Ｂｉ＿２Ｏ＿３－ＴｉＯ＿２系材料的改性作用和对其微结构的影响，为得到预定性能的材料提供了掺杂方面的实验依据。