外文翻譯(中文)摻雜tio2的zno-bi2o3壓敏電阻器的性能及發(fā)展(編輯修改稿)
2025-06-26 11:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ,但 IL 增加 ,a 減小 [10— 12]。通常 ,對(duì)于低壓 ZnO 壓敏陶瓷 ,其燒結(jié)溫度以不超過(guò) 1250 度為宜。 2. 2 T iO2 的作用 壓敏電阻器的壓敏電壓 V1mA 與每個(gè)晶粒的電壓降 Vo、兩電極間平均晶粒數(shù) N、晶粒直徑 do 和燒結(jié)體厚度 L 的關(guān)系如下 [13]: 使壓敏電阻器低壓化的傳統(tǒng)方法是將元件厚度減薄。元件厚度減薄后 , 不但元件的機(jī)械強(qiáng)度降低 ,而且通流容量減小。我們的目標(biāo)是研制低壓高能壓敏電阻器、即要求 C 值 (單位厚度的壓敏電壓值 )低 ,漏電流小的壓敏電阻器。由上式可見(jiàn) ,欲制得低壓高能壓敏電阻器 ,關(guān)鍵是制得晶粒較大、性能滿足要求的 ZnO 燒結(jié)陶瓷。且 ZnO 晶粒的電阻率較低 (~)。由此可見(jiàn) ,促進(jìn)晶粒增大 ,即增大 do 是降低 壓敏電壓 [14~15]、制 作低壓壓敏電阻器的有效途徑。 在 Bi2O3,TiO2摻雜的 ZnO 壓敏陶瓷中 ,Sung 和 Kim[16] 認(rèn)為 TiO2的加入提高了富鉍液相與 ZnO 相的反應(yīng)活性 ,通過(guò)相界反應(yīng)影響 ZnO晶粒生長(zhǎng)。在液相燒結(jié)的初期階段 ,T iO2 迅速溶解在富鉍的液相中 ,與 Bi2O3液相發(fā)生反應(yīng) : 而 ZnO晶粒在 Bi4(TiO4)3液相中的溶解度大于在 Bi2O3液相中的溶解度 ,使得 ZnO 在 Bi4(TiO4)3液相中的溶入 析出傳質(zhì)速度 快 ,因而導(dǎo)致 ZnO 晶粒的生長(zhǎng)速度加快 ,晶粒生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)指數(shù) n 較小。 Bi4(TiO4)3 在約 1050℃時(shí)發(fā)生分解并與 ZnO 反應(yīng) : 由于 Zn2TiO4尖晶石相的形成 ,它將會(huì)釘扎在 ZnO 壓敏瓷的晶粒邊界 ,通過(guò)顆粒阻滯機(jī)理抑制 ZnO 壓敏瓷的晶粒邊界遷移 ,從而使 ZnO 壓敏瓷的晶粒生長(zhǎng)速度減慢 ,晶粒生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)指數(shù) n 增大 [ 17,18]。因此 ,燒成溫度超過(guò) 1100℃后 ,晶粒生長(zhǎng)速度相對(duì)變慢。 添加的 TiO2中的 Ti4+或 Ti3+以替代方式進(jìn)入 ZnO 晶格位置 ,Ti離子在晶格位置電離成一價(jià)或二價(jià)的有效施主中心 ,它必然會(huì)導(dǎo)致耗盡層中的施主濃度的增加 ,根據(jù) GD Mahan 等人提出的分立雙肖特基勢(shì)壘模型 ,當(dāng)施主濃度增加后 ,在相同勢(shì)壘高度下 (受主態(tài)密度相同 ),耗盡層寬度將會(huì)減小 ,從而導(dǎo)致隧道擊穿距離相對(duì)偏短。加偏壓后 ,界面態(tài)上的電子到達(dá)導(dǎo)帶能級(jí)的概率增加 ,隧道擊穿的概率也相應(yīng)增加 ,晶界擊穿電壓和 V1mA/mm 下降。同時(shí) ,添加 TiO2后 ,受主密度減小 ,為滿足中性的要求 ,耗盡層寬度也相應(yīng)減小 ,從而導(dǎo)致晶界擊穿電壓和元件的 V1mA/mm 下降。 TiO2添加劑對(duì) ZnO 壓敏陶瓷的電位梯度影響最大 ,可作為晶粒助長(zhǎng)劑 ,其作用機(jī)理在于固相傳質(zhì)。因?yàn)?Ti 的離子半徑 rTi3+為,rTi
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