CaCO3对ZnO基压敏陶瓷的微观缺陷及电性能的影响.pdf

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1、第32卷第11期电子元件与材料1．32NO．112013年l1月ELECTRoNICCoMPoNENTSANDMATERIALSNOV．2013CaCO3对ZnO基压敏陶瓷的微观缺陷及电性能的影响陈真英，熊超，莫玉学，黄宇阳，邓文(广西大学物理科学与工程技术学院，广西南宁摘要：测量了不同CaCO3含量的ZnO．Bi2O3．Sb2O3．Co2O3．MnO2-Cr203-CaCO3压敏陶瓷的正电子寿命谱及其，_特性，研究了CaCO，对ZnO基压敏陶瓷的微观缺陷和电性能的影响。实验发现，含0．25％(摩尔分数)的CaCO3的ZnO基压敏陶瓷的缺陷浓度、基

2、体和晶界缺陷的电子密度以及压敏电压比不合CaCO3的ZnO基压敏陶瓷的低。当CaCO含量高于摩尔分数0．25％时，随着CaCO3含量的增加，ZnO基压敏陶瓷缺陷浓度、基体和晶界缺陷态的电子密度升高，从而导致其压敏电压和非线性系数增加，漏电流减小。关键词：ZnO基压敏陶瓷；CaCO3添加剂；缺陷；电子密度；电性能；正电子寿命doi：10．3969~．issn．1001—2028．2013．11．003中图分类号：TN304．93文献标识码：A文章编号：1001-2028(2013)11-o0l1．O4EffectsofCaCO3additiveont

3、hemicrodefectsandelectricalpropertiesofZnO．．basedvaristorceramicsCHENZhenying，XIONGChao，MoYuxue，HUANGYuyang，DENGWen(CollegeofPhysicalScienceandEngineering，GuangxiUniversity,Nanning530004，China)Abstract：TheefectsofCaCO3additiveonmicrodefectsandelectricalpropertiesofZnO—basedvar

4、istorceramicswereinvestigatedbymeasuringtheI-ycharacteristicandthepositronlifetimespectraofZnO-Bi203—8b203-Co203-MnO2-Cr203·CaC03ceramicswithdiferentcontentsofCaCO3．Theresultsshowthattheconcentrationofdefects，theelectrondensitiesofbulkanddefectsongrainboundaries，thebreakdownel

5、ectricalfieldoftheZnO—basedceramicwithCaC03of0．25％(molefraction1arelowerthanthatoftheZnO—basedceramicwithoutCaCO3．FortheZnO-basedvaristorceramicswhoseCaC03contentishigherthan0．25％(molefraction)，withtheincreaseoftheCaC03content，theconcentrationofdefects，theelectrondensitiesofbu

6、lkanddefectsongrainboundariesincrease，givingrisetotheincreasesofthebreakdownelectricalfieldandthenonlinearcoeficient，andthedecreaseoftheleakagecurrent．Keywords：ZnO-basedvaristorceramics；CaCO3additive；defect；electrondensity；electricalproperties；positronlifetimeZnO基压敏陶瓷具有优良的非线性伏

7、安特性及关键[4-51。关于施主，目前形成的共识是：ZnO晶粒耐浪涌能力，被广泛应用于过电压保护，浪涌能量是n型半导体，具有本征电子导电特性。晶界是P的吸收等领域，对提高电子电器设备的可靠性，安型半导体，受主态被认为来源于Zn离子空位L5J或富全性和兼容性起到了重要的作用⋯。Bi相[6-8]等。金属氧化物掺杂可以在晶界中形成受主ZnO基压敏陶瓷的非线性伏安特性主要是由于态或提高载流子浓度，进而改变ZnO基压敏陶瓷的其晶界存在背靠背的双肖特基势垒，晶界效应是导压敏特性，满足各个应用领域对其性能的要求。ZnO致其非线性的主要原因【2J。肖特基势垒的形成

8、主要基压敏陶瓷压敏电压的高低取决于晶粒大小、界面态是由于晶界存在着受主态对施主载流子的俘获，因密度和晶界势垒高度等；而其非