Uvod v polprevodniško keramiko

Polprevodniška keramika je keramični material s polprevodniškimi lastnostmi, pri čemer je električna prevodnost običajno v razponu od 10-6 do 10-5 S/m. Ker se njihova prevodnost bistveno spreminja kot odziv na zunanje pogoje - kot so temperatura, svetloba, električna polja in atmosferska sestava - lahko ta keramika spremeni spremembe v okoljskih fizikalnih količinah v električne signale, zaradi česar je primerna za izdelavo različnih tipov zaznavnih elementov.

 

Skupna značilnost postopka izdelave polprevodniške keramike je potreba po koraku "polprevodniške transformacije". To transformacijo je mogoče doseči z dopiranjem z ioni različnih valenc, ki nadomestijo nekatere ione v gostiteljski kristalni fazi (na primer BaTiO3InBa2+quiltLa3+); to ustvarja mrežne napake in tvori donorske ali akceptorske energijske nivoje, kar ima za posledico polprevodniško keramiko tipa n- ali p-. Druga metoda vključuje nadzorovanje atmosfere žganja, temperature sintranja in procesa hlajenja. Na primer, oksidacijska atmosfera lahko povzroči presežek kisika, medtem ko redukcijska atmosfera lahko povzroči pomanjkanje kisika; takšni pogoji povzročijo odstopanje sestave spojine od stehiometrije, s čimer povzročijo polprevodniško obnašanje. Polprevodniški keramični materiali za zaznavanje ponujajo preproste proizvodne postopke, nizke stroške, kompaktno velikost in širok spekter uporabe. Varistorska keramika je keramika, za katero so značilna ne-linearna napetostna-tokovna razmerja-primeri vključujejo keramiko na osnovi silicijevega karbida in-cinkovega oksida. Njihova upornost se spreminja glede na uporabljeno napetost: upornost je zelo visoka pod določeno kritično napetostjo, vendar močno pade, ko je ta prag presežen. Varistorska keramika s cinkovim oksidom je tipičen izdelek v tej kategoriji, ki se uporablja predvsem za absorpcijo prenapetosti, stabilizacijo visoke-napetosti, omejevanje napetosti in toka ter zaščito pred prenapetostjo.