《表1 梯度掺杂Ca Cu3Ti4-xZrxO12薄膜的压敏性能相关参数》

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《CaCu_3Ti_(4-x)Zr_xO_(12)薄膜压敏及介电性能的研究》

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图4为组分梯度掺杂Ca Cu3Ti4-xZrxO12薄膜的非线性曲线。从（a）图中可以看出CCTO薄膜以及梯度掺杂CCTO薄膜都具有很好的非线性。当施加电压较小时，电流随电压的增加而缓慢增加，当施加的电压达到一定值时，电流随电压微小的增加急剧增加。结合材料的结构变化来解释CCTO的这种特性。CCTO由绝缘晶界和半导体晶粒组成，CCTO陶瓷材料晶界处形成的电子能带结构就可以等效为n型-绝缘层-n型，在晶界上就有电子吸附的受主能级，为了平衡费米能级，能带结构发生弯曲，形成背靠背的双肖特基势垒[4]。当外加电压低于压敏电压时，绝缘晶界是承受电压的主要载体，晶界电阻很大，材料的晶界势垒很高，呈现出高阻状态，流过它的电流很小。当外加电压进一步增大，达到或者超过压敏电压，晶界势垒被击穿，这时材料承压的载体主要是半导的晶粒，电流激增，电流随电压表现出非线性行为[15]。非线性系数的大小可以用曲线的曲率来表示，曲率越大代表非线性越好。表1是样品的压敏性能的相关参数。可以明显的看出，未掺杂CCTO样品S0具有最小的曲率，相应的具有最差的非线性系数5.3。Zr上梯度掺杂和下梯度掺杂明显提高了其非线性系数并且降低的漏电流，相比与下梯度掺杂，Zr上梯度掺杂具有最大的非线性系数8.3、最小的漏电流102μA，这与样品的平均晶粒尺寸、致密度等有关系。