Seramik yarı iletken özellikleri

Özellikler:

Yarı iletken özelliklere sahip seramiklerin direnci yaklaşık 10-5 ~ 107ω.cm'dir ve seramik malzemelerin yarı iletken özellikleri, katkılama veya stokiyometrik sapmanın neden olduğu kafes kusurlarına neden olunması yoluyla elde edilebilir. Bu yöntemi kullanan seramikler arasında TiO2,

ZnO, CdS, BaTiO3, Fe2O3, Cr2O3 ve SiC. Farklı özellikleriyarı iletken seramiklerçeşitli türlerde seramiğe duyarlı cihazların yapımında kullanılabilen elektriksel iletkenliklerinin çevreye göre değişmesidir.

Isıya duyarlı, gaza duyarlı, neme duyarlı, basınca duyarlı, ışığa duyarlı ve diğer sensörler gibi. Fe3O4 gibi yarı iletken spinel malzemeleri, kontrollü katı çözeltilerde MgAl2O4 gibi iletken olmayan spinel malzemelerle karıştırılır.

MgCr2O4 ve Zr2TiO4, sıcaklığa göre değişen, dikkatle kontrol edilen direnç cihazları olan termistörler olarak kullanılabilir. ZnO, Bi, Mn, Co ve Cr gibi oksitler eklenerek modifiye edilebilir.

Bu oksitlerin çoğu, ZnO'da katı bir şekilde çözünmez, ancak ZnO varistörlü seramik malzemeleri elde etmek için bir bariyer tabakası oluşturmak üzere tane sınırında sapma gösterir ve varistörlü seramiklerde en iyi performansa sahip bir malzeme türüdür.

SiC katkılaması (insan karbon siyahı, grafit tozu gibi) hazırlayabiliryarı iletken malzemeleryüksek sıcaklık stabilitesine sahip, çeşitli dirençli ısıtma elemanları, yani yüksek sıcaklıktaki elektrikli fırınlarda silikon karbon çubuklar olarak kullanılır. İstenilen hemen hemen her şeyi elde etmek için SiC'nin direncini ve kesitini kontrol edin

Çalışma koşulları (1500 ° C'ye kadar), direncinin arttırılması ve ısıtma elemanının kesitinin azaltılması, üretilen ısıyı artıracaktır. Havadaki silikon karbon çubuk oksidasyon reaksiyonuna neden olur, sıcaklığın kullanımı genellikle 1600 ° C'nin altında sınırlıdır, sıradan silikon karbon çubuk türü

Güvenli çalışma sıcaklığı 1350°C'dir. SiC'de bir Si atomunun yerini bir N atomu alır, çünkü N'nin daha fazla elektronu vardır, fazla elektron vardır ve enerji seviyesi alt iletim bandına yakındır ve iletim bandına yükseltilmesi kolaydır, dolayısıyla bu enerji durumu donör seviyesi de denir, bu yarıya

İletkenler N tipi yarı iletkenler veya elektronik olarak iletken yarı iletkenlerdir. SiC'de bir Si atomunun yerine bir Al atomu kullanılırsa, elektron eksikliğinden dolayı oluşan malzeme enerji durumu yukarıdaki değerlik elektron bandına yakındır, elektronları kabul etmek kolaydır ve bu nedenle kabul edici olarak adlandırılır.

Boş konumun pozitif yük taşıyıcısı gibi davranması nedeniyle değerlik bandında elektronları iletebilecek boş bir konum bırakan ana enerji düzeyine P tipi yarı iletken veya delik yarı iletken adı verilir (H. Sarman, 1989).