《表2 ZnO基压敏陶瓷的微观电性能参数》

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《添加Bi_2WO_6对ZnO基压敏陶瓷电学性能的影响》


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根据陶瓷在不同偏压下的电容绘制了如图4所示的(1/C-1/2C0)2-Vgb关系曲线,并计算出各样品的晶界势垒高度(jb),施主浓度(Nd),界面态密度(Ns)和耗尽层宽度(t),列于表2。根据公式(4)~(7),晶界势垒高度(jb)分别与施主浓度(Nd)的减小和界面态密度(Ns)平方的增加呈正比。随着添加量的增加晶界势垒高度(jb)首先从4.97 eV下降到3.45 eV,因为施主浓度(Nd)从12.04×1024m-3下降到8.26×1024m-3。当添加量为x=7%时界面态密度(Ns)达到最大,晶界势垒高度(jb)达到极值11.52 eV,与非线性系数a相对应[21]。由于该添加量下出现的Bi2WO6相具有很高的离子电导率,为吸附氧提供了一个氧气传输通道。由于供给和吸附的氧越多在晶界区域形成的陷阱也就越多,因此提高了界面态密度(Ns)的值。随着添加量增加到x=9%,施主浓度(Nd)和界面态密度(Ns)分别减小到5.81×1024m-3和1.32×1017m-2。其原因是,过多的添加导致Bi2WO6相和Bi-rich相增多,使界面态密度和势垒高度降低。对电学性能的参数综合分析表明,添加量为x=7%可以得到电性能较高的ZnO基压敏陶瓷:E1mA=263 V/mm,a=53,JL=3.50μA/cm2,jb=11.52 eV。