Увод у полупроводничку керамику

Полупроводничка керамика је керамички материјал који показује полупроводничка својства, са електричном проводљивошћу која се обично креће од 10-6 до 10-5 С/м. Пошто се њихова проводљивост значајно мења као одговор на спољашње услове – као што су температура, светлост, електрична поља и састав атмосфере – ова керамика може да конвертује промене физичких величина животне средине у електричне сигнале, што их чини погодним за производњу различитих типова сензорских елемената.

 

Заједничка карактеристика процеса производње полупроводничке керамике је неопходност корака "трансформације полупроводника". Ова трансформација се може постићи допирањем јонима различите валенције да би се заменили неки од јона у фази кристала домаћина (на пример, БаТиО3ИнБа2+куилтЛа3+); ово ствара дефекте решетке и формира нивое енергије донора или акцептора, што резултира полупроводничком керамиком типа н- или п-. Друга метода укључује контролу атмосфере печења, температуре синтеровања и процеса хлађења. На пример, оксидирајућа атмосфера може изазвати вишак кисеоника, док редукујућа атмосфера може изазвати недостатак кисеоника; такви услови узрокују да састав једињења одступа од стехиометрије, изазивајући тако полупроводно понашање. Полупроводнички керамички сензорски материјали нуде једноставне производне процесе, ниске трошкове, компактну величину и широк спектар примена. Варисторска керамика је керамика коју карактеришу не-нелинеарни напон{11}}односи струје-примери укључују керамику на бази силицијум карбида и цинк оксида-. Њихова отпорност варира са примењеним напоном: отпор је веома висок испод одређеног критичног напона, али нагло опада када се тај праг прекорачи. Варисторска керамика од цинк оксида је типичан производ у овој категорији, који се првенствено користи за апсорпцију пренапона, стабилизацију високог{16}}напона, ограничавање напона и струје и заштиту од пренапона.