高壓ZnO壓敏電阻器的配方研究.pdf

1、ZnO壓敏電阻器由于其高非線性和浪涌吸收能力，而被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)、通信設(shè)備和家用電器中。ZnO壓敏電阻器是在ZnO基質(zhì)中摻雜多種添加劑的半導(dǎo)體元器件，添加劑在控制壓敏電阻的微觀形貌以及調(diào)節(jié)電性能等方面有著重要的作用。本論文以制備高電性能的ZnO壓敏元器件為研究方向，系統(tǒng)地研究了SnO2和Sb2O3添加劑的摻雜量對 ZnO壓敏電阻器微觀結(jié)構(gòu)和電性能的影響，探索了新的高壓壓敏電阻器的配方體系。
　　本論文首先采用高溫固相法制備了

2、不同SnO2摻雜量的ZnO壓敏電阻器。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)分別對元件的物相成分、微觀形貌和元素成分進行了分析，通過測試壓敏電壓梯度、非線性系數(shù)、漏電流和通流水平等參數(shù)分析了添加劑的摻雜量對元件電性能的影響。結(jié)果表明：隨著SnO2含量的增加，樣品的壓敏電壓梯度和非線性系數(shù)都表現(xiàn)出先增加后減小的變化趨勢，在摻雜量為0.97wt％時取得了最佳電性能參數(shù)，其壓敏電壓梯度為332 V/mm，非線性系

3、數(shù)為38，壓敏電壓有最小變化率14.3％，通流值為1865。添加劑SnO2的加入使元件的內(nèi)部形成了具有“釘扎”效應(yīng)的尖晶石相和焦綠石相，阻礙了晶粒生長，從而使得壓敏電壓梯度升高。另外，SnO2的添加對界面電荷密度有著顯著影響，可以對肖特基勢壘的高度起到有效的調(diào)控作用，從而影響壓敏元件的電性能參數(shù)。
　　采用高溫固相法制備了不同Sb2O3摻雜量的ZnO壓敏電阻器。結(jié)果表明：隨著Sb2O3含量的增加，壓敏電壓梯度呈現(xiàn)單調(diào)增加的變化關(guān)系

4、，而非線性系數(shù)呈現(xiàn)出先增加后減小的變化關(guān)系。其中，壓敏電壓梯度在含量為1.64wt％時取得最小值316.7V/mm，非線性系數(shù)在含量為1.68wt％時取得最大值36，通流值在1.72wt％時達到最高值，綜合分析選取Sb2O3含量為1.68wt％為最佳摻雜比。Sb2O3與SnO2的作用機理類似，Sb2O3的加入影響了界面電荷密度，從而有效調(diào)節(jié)了肖特基勢壘的高度，優(yōu)化了元件電性能參數(shù)。
　　采用溶膠-凝膠法制備了 ZnO壓敏電阻器，對