施主掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响
发布时间：2022-01-13 20:30
ZnO压敏电阻以其优异的非线性系数和耐脉冲电流能力,广泛应用在各类电子电路和电子设备中。关于它的导电机理,学者们提出了各种模型中。其中最广为接受的是背靠背的双肖特基势垒模型。本论文以双肖特基势垒模型为基础,控制变量探究不同掺杂条件（半导体施主掺杂,替换阴离子位或阳离子位）对ZnO电性能的影响。并通过分析样品表观形貌、密度等,分析产生不同现象的原因。论文目标是研究不同施主添加剂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响,特别是研究材料在大电流区域的非线性特性及脉冲电流耐受特性的影响。本文首先研究了Al元素掺杂对氧化锌压敏变阻器的影响。加入的Al3+可以作为施主杂质,提高氧化锌晶粒载流子浓度,降低电阻率。此外,Al3+的引入,利于尖晶石相的富集,抑制晶粒长大。工业上采用加入Al（NO3）3·9H2O水溶液的方式引入Al3+,有利于原料的分散。本文采用部分氧化锌与Al（NO3）3·9H2O混合预烧,并改变混料球...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO压敏电阻的电压电流特性曲线
图 1-2 施加电压时产生的能带结构变化[33]低压下，由于热离子发射，越过势垒形成导电，高压下由于电压的作用，晶界处离迁移，使得势垒高度大幅下降，电子可直接越过势垒形成导电，即场致发射。对于特基模型，利用热电子发射模型，单向电流密度 Js可以表示为[34]：JAT(1exp(e(Vφ)/kT)BB2s (1-3)其中 A 为常数，ФB为势垒高度，V 表示偏置电压，Js与势垒高度呈指数关系。该可以很好解释大部分小电流非线性系数：dVdφkTeVd(logV)d(logj)aBBs (1-4)由于掺杂氧化物，晶界偏析后，产生晶界附近晶格错位、点面缺陷以及形成悬挂键，界面陷阱态能级分布。所以通过能级陷阱分布方程修正后，晶界势垒模型可以更好界面电输运特性[35]。
图 1-3 金属表面在外电场作用下的势场分布 是金属表面在外电场下的势场分布。电场强度增加，隧道电击穿区的高的非线性特性[36]。但是 F-N 方程解释仍存在缺点 Vb随施主浓度 n0的变化。电流密度>103A.cm-2）：又再次线性化，电阻恒定，非线性的线性电阻。ZnO 压敏电阻取决于半导体 ZnO 晶粒体积电度可表示为J E/ρ 为电场强度；ρ为晶粒的电阻率。敏电阻的电性能参数电压
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响[J]. 蔺家骏,李盛涛,何锦强,刘文凤. 无机材料学报. 2016(09)
[2]稀土掺杂的高电压梯度ZnO压敏电阻[J]. 何金良,胡军,林元华. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(01)
[3]ZnO压敏陶瓷中缺陷的介电谱研究[J]. 李盛涛,成鹏飞,赵雷,李建英. 物理学报. 2009(01)
[4]掺杂浓度对Al-F共掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响[J]. 吕珺,周丽萍,汪冬梅,吴玉程,郑治祥. 材料热处理学报. 2008(05)
[5]Pr6O11对ZnO压敏材料显微结构的影响[J]. 朱建锋,高积强,王芬,罗宏杰. 中国稀土学报. 2006(05)
[6]ZnO压敏电阻界面导电特性研究[J]. 禹争光,杨邦朝. 功能材料. 2004(06)
[7]利用光电子能谱研究氧化锌压敏电阻界面电输运特性[J]. 禹争光,杨邦朝. 电子元件与材料. 2004(08)
[8]MOA新在线检测系统及其仿真研究[J]. 王雪,莫娟,张冠军,严璋. 高电压技术. 2003(07)
[9]Sb2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶界特性和电性能的影响[J]. 张丛春,周东祥,龚树萍. 硅酸盐学报. 2001(06)
[10]Zno陶瓷主晶相晶粒生长发育过程的研究[J]. 宋晓兰,刘辅宜,张海恩. 西安交通大学学报. 1996(06)
博士论文
[1]氧化物压敏陶瓷晶界特性与宏观电性能的关系[D]. 卢振亚.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]低维氧化锌的结构与光电性能研究[D]. 郭保智.上海电力学院 2014
[2]能量选择表面防护机理与分析[D]. 杨成.国防科学技术大学 2011
[3]基于氧化物薄膜的低阈值电压压敏电阻[D]. 黄东.浙江大学 2008
本文编号：3587097
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO压敏电阻的电压电流特性曲线
图 1-2 施加电压时产生的能带结构变化[33]低压下，由于热离子发射，越过势垒形成导电，高压下由于电压的作用，晶界处离迁移，使得势垒高度大幅下降，电子可直接越过势垒形成导电，即场致发射。对于特基模型，利用热电子发射模型，单向电流密度 Js可以表示为[34]：JAT(1exp(e(Vφ)/kT)BB2s (1-3)其中 A 为常数，ФB为势垒高度，V 表示偏置电压，Js与势垒高度呈指数关系。该可以很好解释大部分小电流非线性系数：dVdφkTeVd(logV)d(logj)aBBs (1-4)由于掺杂氧化物，晶界偏析后，产生晶界附近晶格错位、点面缺陷以及形成悬挂键，界面陷阱态能级分布。所以通过能级陷阱分布方程修正后，晶界势垒模型可以更好界面电输运特性[35]。
图 1-3 金属表面在外电场作用下的势场分布 是金属表面在外电场下的势场分布。电场强度增加，隧道电击穿区的高的非线性特性[36]。但是 F-N 方程解释仍存在缺点 Vb随施主浓度 n0的变化。电流密度>103A.cm-2）：又再次线性化，电阻恒定，非线性的线性电阻。ZnO 压敏电阻取决于半导体 ZnO 晶粒体积电度可表示为J E/ρ 为电场强度；ρ为晶粒的电阻率。敏电阻的电性能参数电压
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响[J]. 蔺家骏,李盛涛,何锦强,刘文凤. 无机材料学报. 2016(09)
[2]稀土掺杂的高电压梯度ZnO压敏电阻[J]. 何金良,胡军,林元华. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(01)
[3]ZnO压敏陶瓷中缺陷的介电谱研究[J]. 李盛涛,成鹏飞,赵雷,李建英. 物理学报. 2009(01)
[4]掺杂浓度对Al-F共掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响[J]. 吕珺,周丽萍,汪冬梅,吴玉程,郑治祥. 材料热处理学报. 2008(05)
[5]Pr6O11对ZnO压敏材料显微结构的影响[J]. 朱建锋,高积强,王芬,罗宏杰. 中国稀土学报. 2006(05)
[6]ZnO压敏电阻界面导电特性研究[J]. 禹争光,杨邦朝. 功能材料. 2004(06)
[7]利用光电子能谱研究氧化锌压敏电阻界面电输运特性[J]. 禹争光,杨邦朝. 电子元件与材料. 2004(08)
[8]MOA新在线检测系统及其仿真研究[J]. 王雪,莫娟,张冠军,严璋. 高电压技术. 2003(07)
[9]Sb2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶界特性和电性能的影响[J]. 张丛春,周东祥,龚树萍. 硅酸盐学报. 2001(06)
[10]Zno陶瓷主晶相晶粒生长发育过程的研究[J]. 宋晓兰,刘辅宜,张海恩. 西安交通大学学报. 1996(06)
博士论文
[1]氧化物压敏陶瓷晶界特性与宏观电性能的关系[D]. 卢振亚.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]低维氧化锌的结构与光电性能研究[D]. 郭保智.上海电力学院 2014
[2]能量选择表面防护机理与分析[D]. 杨成.国防科学技术大学 2011
[3]基于氧化物薄膜的低阈值电压压敏电阻[D]. 黄东.浙江大学 2008
本文编号：3587097
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