خصائص أشباه الموصلات السيراميكية

سمات:

تبلغ مقاومة السيراميك بخصائص أشباه الموصلات حوالي 10-5 ~ 107ω.cm، ويمكن الحصول على خصائص أشباه الموصلات للمواد الخزفية عن طريق المنشطات أو التسبب في عيوب شبكية ناجمة عن انحراف متكافئ. السيراميك الذي يستخدم هذه الطريقة يشمل TiO2،

أكسيد الزنك، والأقراص المضغوطة، وBaTiO3، وFe2O3، وCr2O3، وSiC. الخصائص المختلفة لسيراميك أشباه الموصلاتهي أن موصليتها الكهربائية تتغير مع البيئة، والتي يمكن استخدامها لصنع أنواع مختلفة من الأجهزة الحساسة للسيراميك.

مثل حساس للحرارة، حساس للغاز، حساس للرطوبة، حساس للضغط، حساس للضوء وغيرها من أجهزة الاستشعار. يتم خلط مواد الإسبنيل شبه الموصلة، مثل Fe3O4، مع مواد الإسبنيل غير الموصلة، مثل MgAl2O4، في المحاليل الصلبة الخاضعة للرقابة.

يمكن استخدام MgCr2O4 وZr2TiO4 كمقاومات حرارية، وهي أجهزة مقاومة يتم التحكم فيها بعناية والتي تختلف باختلاف درجة الحرارة. يمكن تعديل ZnO بإضافة أكاسيد مثل Bi وMn وCo وCr.

معظم هذه الأكاسيد لا تذوب بقوة في ZnO، ولكنها تنحرف على حدود الحبوب لتشكل طبقة حاجزة، وذلك للحصول على مواد سيراميك ZnO المكثف، وهي نوع من المواد ذات الأداء الأفضل في سيراميك المكثف.

يمكن تحضير منشطات SiC (مثل أسود الكربون البشري ومسحوق الجرافيت).مواد أشباه الموصلاتمع ثبات درجة الحرارة العالية، يتم استخدامه كعناصر تسخين مقاومة مختلفة، أي قضبان كربون السيليكون في الأفران الكهربائية ذات درجة الحرارة العالية. تحكم في المقاومة والمقطع العرضي لـ SiC لتحقيق أي شيء تريده تقريبًا

ظروف التشغيل (حتى 1500 درجة مئوية)، وزيادة مقاومتها وتقليل المقطع العرضي لعنصر التسخين ستزيد من الحرارة المتولدة. سيحدث تفاعل الأكسدة في قضيب كربون السيليكون في الهواء، ويقتصر استخدام درجة الحرارة عمومًا على 1600 درجة مئوية أدناه، وهو النوع العادي من قضيب كربون السيليكون

درجة حرارة التشغيل الآمنة هي 1350 درجة مئوية. في SiC، يتم استبدال ذرة Si بذرة N، لأن N يحتوي على إلكترونات أكثر، وهناك إلكترونات زائدة، ومستوى طاقته قريب من نطاق التوصيل السفلي ومن السهل رفعه إلى نطاق التوصيل، وبالتالي فإن حالة الطاقة هذه ويسمى أيضًا مستوى المانحين، هذا النصف

الموصلات هي أشباه الموصلات من النوع N أو أشباه الموصلات الموصلة إلكترونيًا. إذا تم استخدام ذرة Al في SiC لتحل محل ذرة Si، نظرًا لعدم وجود إلكترون، فإن حالة طاقة المادة المتكونة تكون قريبة من نطاق إلكترون التكافؤ أعلاه، فمن السهل قبول الإلكترونات، وبالتالي تسمى المقبولة

يُطلق على مستوى الطاقة الرئيسي، الذي يترك موضعًا شاغرًا في نطاق التكافؤ الذي قد يوصل الإلكترونات لأن الموضع الشاغر يعمل نفس حامل الشحنة الموجبة، شبه موصل من النوع P أو شبه موصل ثقبي (H. Sarman,1989).