ZnO压敏陶瓷中的原子缺陷和界面电子态研究

点击次数:59   更新时间2018-01-18     【关闭分    享:

  (京柏医用设备有限公司)(广州新日电子有限公司)(广州大学物理系)的重要参数。N(i与体内原子缺陷有关,室温下主要取决于电离的浅能级本征和非本征施主Znf,Zni和AlZnNs和Es与界面原子缺陷密度和性质有关。本征界面缺陷VZn和VZn对界面受主态形成起基本作用;偏析于晶界的大离子半径的Bi和Ba以及界面上的化学吸附氧(厂和O2-对提高Ns和Es起关键作用;易变价过渡元素MnCo和Ni对进一步提高受主态密度起重要作用;Sb通过生偏锑酸钡相在稳定势垒方面起较大作用,对提高态密度也有一定帮助。

  压非线性和抗退化性醋1.电压非线性来源于ZnO半导体陶瓷晶粒间界处形成的双肖特基势垒,此势垒与半导体存在的表面态有关,对半导体陶瓷来说,就是与晶粒之间的界面态有关。ZnO压敏陶瓷的电性能,特别是非线性性能,与晶粒界面处形成的势垒形状(高和宽)密切相关。依据对ZnO压敏陶瓷晶界的微结构分析,认为用背靠背接触的双肖特基势垒表达式较合适,势垒高度Y和耗尽层宽度Ld分别为:8卿N面密度)Ns为界面态密度;N+为耗尽层内单位体积正空间电荷数目;Nd为耗尽层内施主浓度。基质材料一旦确定(介电系数e值确定),Nd和Ns的大小及分布就是影响势垒高度和耗尽层宽度的主要因素,它们与原子缺陷和界面态相关,可由材料的组分、工艺在一定程度上控制。

  1体内原子缺陷与施主浓度许多研究给出了ZnO晶体中可能出现的本征原子缺陷:填隙锌、氧空位和锌空位。ZnO晶体禁带很宽(约3.2eV),但却具有n型半导电性质,这与晶体中出现的填隙锌和氧空位现象有关,两者在室温下很容易电离,主要以带一价正电荷的填隙锌Zm和氧空位Vo本征缺陷形式出现,由于实验上很难区分开来,故以何者为主并无定论。本研究分析认为,Zn缺陷是主要的,理由是:aZnO晶体为纤锌矿结构,其中所有八面体间隙和一半的四面体间隙空着,因此存在许多填隙位置,较易容纳过剩的Zni,而且填隙锌的扩散系数(DZn,=1

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