सिरेमिक अर्धचालक गुण

विशेषताएँ:

अर्धचालक गुणों वाले सिरेमिक की प्रतिरोधकता लगभग 10-5~ 107ω.सेमी होती है, और सिरेमिक सामग्री के अर्धचालक गुण डोपिंग द्वारा या स्टोइकोमेट्रिक विचलन के कारण जाली दोष पैदा करके प्राप्त किए जा सकते हैं। इस विधि का उपयोग करने वाले सिरेमिक में TiO2,

ZnO, CdS, BaTiO3, Fe2O3, Cr2O3 और SiC। की विभिन्न विशेषताएँअर्धचालक सिरेमिकक्या उनकी विद्युत चालकता पर्यावरण के साथ बदलती है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के सिरेमिक संवेदनशील उपकरण बनाने के लिए किया जा सकता है।

जैसे गर्मी के प्रति संवेदनशील, गैस के प्रति संवेदनशील, नमी के प्रति संवेदनशील, दबाव के प्रति संवेदनशील, प्रकाश के प्रति संवेदनशील और अन्य सेंसर। सेमीकंडक्टर स्पिनल सामग्री, जैसे Fe3O4, को नियंत्रित ठोस समाधान में गैर-कंडक्टर स्पिनल सामग्री, जैसे MgAl2O4, के साथ मिलाया जाता है।

MgCr2O4, और Zr2TiO4 का उपयोग थर्मिस्टर्स के रूप में किया जा सकता है, जो सावधानीपूर्वक नियंत्रित प्रतिरोध उपकरण हैं जो तापमान के साथ बदलते रहते हैं। ZnO को Bi, Mn, Co और Cr जैसे ऑक्साइड जोड़कर संशोधित किया जा सकता है।

इनमें से अधिकांश ऑक्साइड ZnO में ठोस रूप से नहीं घुलते हैं, लेकिन एक बाधा परत बनाने के लिए अनाज की सीमा पर विक्षेपण करते हैं, ताकि ZnO वैरिस्टर सिरेमिक सामग्री प्राप्त की जा सके, और यह वैरिस्टर सिरेमिक में सर्वोत्तम प्रदर्शन वाली एक प्रकार की सामग्री है।

SiC डोपिंग (जैसे मानव कार्बन ब्लैक, ग्रेफाइट पाउडर) तैयार कर सकते हैंअर्धचालक सामग्रीउच्च तापमान स्थिरता के साथ, विभिन्न प्रतिरोध हीटिंग तत्वों के रूप में उपयोग किया जाता है, अर्थात, उच्च तापमान वाली विद्युत भट्टियों में सिलिकॉन कार्बन छड़ें। वांछित लगभग कुछ भी प्राप्त करने के लिए SiC की प्रतिरोधकता और क्रॉस सेक्शन को नियंत्रित करें

परिचालन की स्थिति (1500 डिग्री सेल्सियस तक), इसकी प्रतिरोधकता बढ़ाने और हीटिंग तत्व के क्रॉस सेक्शन को कम करने से उत्पन्न गर्मी में वृद्धि होगी। हवा में सिलिकॉन कार्बन रॉड ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया होगी, तापमान का उपयोग आम तौर पर नीचे 1600 डिग्री सेल्सियस तक सीमित है, सामान्य प्रकार की सिलिकॉन कार्बन रॉड

सुरक्षित ऑपरेटिंग तापमान 1350°C है. SiC में, एक Si परमाणु को N परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, क्योंकि N में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं, अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, और इसका ऊर्जा स्तर निम्न चालन बैंड के करीब होता है और इसे चालन बैंड तक उठाना आसान होता है, इसलिए यह ऊर्जा अवस्था इस आधे भाग को दाता स्तर भी कहा जाता है

कंडक्टर एन-प्रकार अर्धचालक या इलेक्ट्रॉनिक रूप से संचालित अर्धचालक हैं। यदि Si परमाणु को प्रतिस्थापित करने के लिए SiC में एक अल परमाणु का उपयोग किया जाता है, तो एक इलेक्ट्रॉन की कमी के कारण, गठित भौतिक ऊर्जा अवस्था उपरोक्त वैलेंस इलेक्ट्रॉन बैंड के करीब होती है, इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करना आसान होता है, और इसलिए इसे स्वीकार्य कहा जाता है

मुख्य ऊर्जा स्तर, जो वैलेंस बैंड में एक रिक्त स्थान छोड़ता है जो इलेक्ट्रॉनों का संचालन कर सकता है क्योंकि रिक्त स्थान सकारात्मक चार्ज वाहक के समान कार्य करता है, जिसे पी-प्रकार अर्धचालक या छेद अर्धचालक (एच. सरमन, 1989) कहा जाता है।