תכונות מוליכים למחצה קרמיים

תכונות:

ההתנגדות של קרמיקה עם תכונות מוליכים למחצה היא בערך 10-5~ 107ω.cm, וניתן להשיג את תכונות המוליכים למחצה של חומרים קרמיים על ידי סימום או גרימת פגמים בסריג הנגרמים על ידי סטייה סטוכיומטרית. קרמיקה בשיטה זו כוללת TiO2,

ZnO, CdS, BaTiO3, Fe2O3, Cr2O3 ו-SiC. המאפיינים השונים שלקרמיקה מוליכים למחצההם שהמוליכות החשמלית שלהם משתנה עם הסביבה, מה שיכול לשמש לייצור סוגים שונים של מכשירים רגישים לקרמיקה.

כגון חיישנים רגישים לחום, רגישים לגז, רגישים ללחות, רגישים ללחץ, רגישים לאור ועוד. חומרי ספינל מוליכים למחצה, כגון Fe3O4, מעורבבים עם חומרים ספינלים שאינם מוליכים, כגון MgAl2O4, בתמיסות מוצקות מבוקרות.

MgCr2O4, ו-Zr2TiO4, יכולים לשמש כתרמיסטורים, שהם התקני התנגדות מבוקרים בקפידה המשתנים עם הטמפרטורה. ניתן לשנות ZnO על ידי הוספת תחמוצות כגון Bi, Mn, Co ו- Cr.

רוב התחמוצות הללו אינן מומסות באופן מוצק ב-ZnO, אלא סטייה על גבול התבואה ליצירת שכבת מחסום, על מנת לקבל חומרים קרמיים מסוג ZnO, והוא סוג של חומר בעל הביצועים הטובים ביותר בקרמיקה וריסטורים.

סימום SiC (כגון פחמן שחור אנושי, אבקת גרפיט) ​​יכול להכיןחומרים מוליכים למחצהעם יציבות טמפרטורה גבוהה, המשמשים כאלמנטים שונים לחימום התנגדות, כלומר, מוטות פחמן סיליקון בתנורים חשמליים בטמפרטורה גבוהה. שלטו בהתנגדות ובחתך הרוחב של SiC כדי להשיג כמעט כל מה שרצוי

תנאי הפעלה (עד 1500 מעלות צלזיוס), הגדלת ההתנגדות שלו והקטנת החתך של גוף החימום יגדילו את החום שנוצר. מוט פחמן סיליקון באוויר תתרחש תגובת חמצון, השימוש בטמפרטורה מוגבל בדרך כלל ל-1600 מעלות צלזיוס מתחת, הסוג הרגיל של מוט פחמן סיליקון

טמפרטורת ההפעלה הבטוחה היא 1350 מעלות צלזיוס. ב-SiC, אטום Si מוחלף באטום N, כי ל-N יש יותר אלקטרונים, יש עודף אלקטרונים, ורמת האנרגיה שלו קרובה לפס ההולכה התחתון וקל להעלות לפס ההולכה, אז מצב אנרגיה זה נקרא גם רמת התורם, החצי הזה

המוליכים הם מוליכים למחצה מסוג N או מוליכים למחצה מוליכים אלקטרונית. אם נעשה שימוש באטום Al ב-SiC כדי להחליף אטום Si, בגלל היעדר אלקטרון, מצב האנרגיה של החומר הנוצר קרוב לרצועת האלקטרון הערכית שלמעלה, קל לקבל אלקטרונים, ולכן הוא נקרא מקבל

רמת האנרגיה העיקרית, שמותירה מיקום פנוי בפס הערכיות שעלול להוליך אלקטרונים מכיוון שהמיקום הפנוי פועל כמו נושא המטען החיובי, נקראת מוליך למחצה מסוג P או מוליך למחצה חור (H. Sarman,1989).