સિરામિક સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો

વિશેષતાઓ:

સેમિકન્ડક્ટર પ્રોપર્ટીઝ સાથે સિરામિક્સની પ્રતિકારકતા લગભગ 10-5~ 107ω.cm છે, અને સિરામિક સામગ્રીના સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો ડોપિંગ દ્વારા અથવા સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક વિચલનને કારણે જાળી ખામી પેદા કરીને મેળવી શકાય છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સિરામિક્સમાં TiO2,

ZnO, CdS, BaTiO3, Fe2O3, Cr2O3 અને SiC. ની વિવિધ લાક્ષણિકતાઓસેમિકન્ડક્ટર સિરામિક્સતેમની વિદ્યુત વાહકતા પર્યાવરણ સાથે બદલાય છે, જેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના સિરામિક સંવેદનશીલ ઉપકરણો બનાવવા માટે થઈ શકે છે.

જેમ કે ગરમી સંવેદનશીલ, ગેસ સંવેદનશીલ, ભેજ સંવેદનશીલ, દબાણ સંવેદનશીલ, પ્રકાશ સંવેદનશીલ અને અન્ય સેન્સર. સેમિકન્ડક્ટર સ્પિનલ સામગ્રીઓ, જેમ કે Fe3O4, નિયંત્રિત ઘન ઉકેલોમાં MgAl2O4 જેવી નોન-કન્ડક્ટર સ્પિનલ સામગ્રી સાથે મિશ્રિત થાય છે.

MgCr2O4, અને Zr2TiO4, થર્મિસ્ટર્સ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત પ્રતિકારક ઉપકરણો છે જે તાપમાન સાથે બદલાય છે. ZnO ને Bi, Mn, Co અને Cr જેવા ઓક્સાઇડ ઉમેરીને સુધારી શકાય છે.

આમાંના મોટાભાગના ઓક્સાઇડ્સ ZnO માં નક્કર રીતે ઓગળેલા નથી, પરંતુ એક અવરોધ સ્તર બનાવવા માટે અનાજની સીમા પર વિચલન કરે છે, જેથી ZnO વેરિસ્ટર સિરામિક સામગ્રી મેળવવા માટે, અને વેરિસ્ટર સિરામિક્સમાં શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન સાથે એક પ્રકારની સામગ્રી છે.

SiC ડોપિંગ (જેમ કે માનવ કાર્બન બ્લેક, ગ્રેફાઇટ પાવડર) તૈયાર કરી શકે છેસેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીઉચ્ચ તાપમાન સ્થિરતા સાથે, વિવિધ પ્રતિકારક હીટિંગ તત્વો તરીકે વપરાય છે, એટલે કે, ઉચ્ચ તાપમાનની ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓમાં સિલિકોન કાર્બન સળિયા. લગભગ ઇચ્છિત કંઈપણ પ્રાપ્ત કરવા માટે SiC ના પ્રતિકારકતા અને ક્રોસ સેક્શનને નિયંત્રિત કરો

ઓપરેટિંગ શરતો (1500 ° સે સુધી), તેની પ્રતિકારકતા વધારવી અને હીટિંગ એલિમેન્ટના ક્રોસ સેક્શનને ઘટાડવાથી ઉત્પન્ન થતી ગરમીમાં વધારો થશે. હવામાં સિલિકોન કાર્બન સળિયા ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા થશે, તાપમાનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 1600 ડિગ્રી સેલ્સિયસ નીચે મર્યાદિત છે, સિલિકોન કાર્બન સળિયાનો સામાન્ય પ્રકાર

સલામત ઓપરેટિંગ તાપમાન 1350 ° સે છે. SiC માં, Si અણુને N અણુ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, કારણ કે N માં વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, ત્યાં વધારાના ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, અને તેનું ઉર્જા સ્તર નીચલા વહન બેન્ડની નજીક હોય છે અને તેને વહન બેન્ડ સુધી વધારવું સરળ હોય છે, તેથી આ ઊર્જા સ્થિતિ દાતા સ્તર પણ કહેવાય છે, આ અડધા

વાહક એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર અથવા ઈલેક્ટ્રોનિકલી વાહક સેમિકન્ડક્ટર છે. જો SiC માં અલ અણુનો ઉપયોગ Si પરમાણુને બદલવા માટે કરવામાં આવે છે, તો ઇલેક્ટ્રોનની અછતને કારણે, રચાયેલી સામગ્રી ઉર્જા સ્થિતિ ઉપરના વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન બેન્ડની નજીક હોય છે, તે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવાનું સરળ છે, અને તેથી તેને સ્વીકાર્ય કહેવાય છે.

મુખ્ય ઉર્જા સ્તર, જે વેલેન્સ બેન્ડમાં ખાલી સ્થાન છોડી દે છે જે ઇલેક્ટ્રોનનું સંચાલન કરી શકે છે કારણ કે ખાલી સ્થિતિ હકારાત્મક ચાર્જ કેરિયરની જેમ જ કાર્ય કરે છે, તેને પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર અથવા હોલ સેમિકન્ડક્ટર (H. Sarman,1989) કહેવામાં આવે છે.