氧化鋅基半導(dǎo)體材料電子陷阱形成及性能研究.pdf

1、ZnO壓敏電阻因其優(yōu)異的V–I非線(xiàn)性和較高的浪涌吸收能力而廣泛應(yīng)用在電子、電力設(shè)備系統(tǒng)上。然而，隨著表面貼裝技術(shù)（SMT）的發(fā)展，傳統(tǒng)的ZnO壓敏陶瓷不能滿(mǎn)足多層膜獨(dú)石結(jié)構(gòu)疊層壓敏電阻元件陶瓷與金屬電極低溫共燒的需要。而ZnO–V2O5系壓敏陶瓷的最大優(yōu)點(diǎn)是能用普通燒結(jié)爐在較低溫度（900℃）下燒結(jié)，不僅解決了以上問(wèn)題，還大大節(jié)約了能源。 本文首先研究了V2O5在ZnO–V2O5壓敏陶瓷低溫?zé)Y(jié)中的雙重作用，制備了V2O5含量為

2、2.5×10<'-3>mol的單組元ZnO壓敏陶瓷，采用電子自旋共振譜(ESR)研究了V2O5中V離子的價(jià)態(tài)變化。結(jié)果表明V離子是一種受主雜質(zhì)，熱處理后，其價(jià)態(tài)產(chǎn)生了變化，尤其是在655℃熱處理時(shí)價(jià)態(tài)變化程度最明顯，與V2O5的差熱分析(DTA)結(jié)果相吻合，差熱分析也顯示，V2O5在655℃存在一相變吸熱峰，此時(shí)樣品的低價(jià)態(tài)V離子的ESR信號(hào)最強(qiáng)。V–I非線(xiàn)性測(cè)試結(jié)果也顯示，低價(jià)態(tài)V離ESR信號(hào)越強(qiáng)，宏觀(guān)非線(xiàn)性系數(shù)越大。V2O5同時(shí)起著

3、液相添加劑的作用，由于其低熔點(diǎn)使ZnO–V2O5壓敏陶瓷在900℃就能致密化。接著，研究了低溫?zé)Y(jié)ZnO–V2O5系壓敏陶瓷的配方和多功能效應(yīng)，為了在較低燒結(jié)溫度下（900℃）制備出電性能優(yōu)異的壓敏電阻器，通過(guò)對(duì)改變ZnO和V2O5粉體的量和不同的熱處理工藝的研究，得出當(dāng)V2O5的量為5×10<'-3>mol時(shí)，在900℃下燒結(jié)4小時(shí)并在655℃時(shí)保溫2小時(shí)制備出非線(xiàn)性系數(shù)大于40的壓敏電阻器,同時(shí)，ZnO-V2O5系壓敏陶瓷的電阻值隨