Yarı İletken Seramiklere Giriş

Yarı iletken seramikler, elektrik iletkenliği tipik olarak 10-6 ile 10-5 S/m arasında değişen, yarı iletken özellikler sergileyen seramik malzemelerdir. İletkenlikleri sıcaklık, ışık, elektrik alanları ve atmosferik bileşim gibi dış koşullara yanıt olarak önemli ölçüde değiştiğinden, bu seramikler çevresel fiziksel niceliklerdeki değişiklikleri elektrik sinyallerine dönüştürebilir ve bu da onları çeşitli algılama elemanlarının üretimi için uygun hale getirir.

 

Yarı iletken seramik üretim sürecinin ortak bir özelliği, bir "yarı iletken dönüşüm" adımının gerekliliğidir. Bu dönüşüm, konakçı kristal fazındaki bazı iyonların (örneğin, BaTiO3InBa2+quiltLa3+) yerine geçmesi için farklı değerlikteki iyonlarla doping yapılarak gerçekleştirilebilir; bu, kafes kusurları yaratır ve verici veya alıcı enerji seviyelerini oluşturarak n-tipi veya p{-tipi yarı iletken seramiklerle sonuçlanır. Başka bir yöntem, pişirme atmosferinin, sinterleme sıcaklığının ve soğutma işleminin kontrol edilmesini içerir. Örneğin, oksitleyici bir atmosfer oksijen fazlalığına neden olabilirken, indirgeyici bir atmosfer oksijen eksikliğine neden olabilir; bu tür koşullar bileşiğin bileşiminin stokiyometriden sapmasına neden olur, böylece yarı iletken davranışa neden olur. Yarı iletken seramik algılama malzemeleri basit üretim süreçleri, düşük maliyetler, kompakt boyut ve geniş bir uygulama yelpazesi sunar. Varistör seramikleri,-doğrusal olmayan voltaj-akım ilişkileri- ile karakterize edilen seramiklerdir; örnekler arasında silisyum karbür ve çinko oksit-bazlı seramikler bulunur. Dirençleri uygulanan voltaja göre değişir: direnç belirli bir kritik voltajın altında çok yüksektir ancak bu eşik aşıldığında keskin bir şekilde düşer. Çinko oksit varistör seramikleri bu kategorideki tipik bir üründür ve öncelikli olarak dalgalanma emilimi, yüksek{16}}voltaj stabilizasyonu, voltaj ve akım sınırlama ve aşırı voltaj koruması için kullanılır.