セラミックス半導体の特性

特徴：

半導体特性を有するセラミックスの抵抗率は約10-5～107Ω・cmであり、セラミック材料の半導体特性はドーピングや化学量論的ずれによる格子欠陥を生じさせることで得られます。この方法を使用したセラミックスには、TiO2、

ZnO、CdS、BaTiO3、Fe2O3、Cr2O3、SiC。半導体セラミックのさまざまな特性は、環境によって導電率が変化することであり、これを使用してさまざまな種類のセラミックに敏感なデバイスを製造できます。

熱感知、ガス感知、湿度感知、圧力感知、光感知、その他のセンサーなど。Fe3O4 などの半導体スピネル材料は、制御された固溶体中で MgAl2O4 などの非導体スピネル材料と混合されます。

MgCr2O4 および Zr2TiO4 は、温度によって変化する抵抗デバイスを注意深く制御するサーミスタとして使用できます。ZnO は、Bi、Mn、Co、Cr などの酸化物を添加することで改質できます。

これらの酸化物の多くは、ZnOに固溶せず、粒界で偏向してバリア層を形成し、ZnOバリスタセラミック材料となり、バリスタセラミックの中で最も優れた性能を有する材料の一種である。

SiCドーピング（ヒューマンカーボンブラック、グラファイト粉末など）により、高温安定性を備えた半導体材料を調製でき、高温電気炉の各種抵抗発熱体、すなわちシリコンカーボンロッドとして使用されます。SiC の抵抗率と断面積を制御して、望みどおりのほぼすべてを実現します

動作条件（最大 1500 °C）では、抵抗率が増加し、発熱体の断面積が減少すると、発生する熱が増加します。シリコンカーボンロッドは空気中で酸化反応が起こります。使用温度は通常1600℃以下に限定されており、通常のタイプのシリコンカーボンロッドは

安全な動作温度は 1350°C です。SiC では、Si 原子が N 原子に置き換えられます。N にはより多くの電子があり、過剰な電子があり、エネルギー準位が下位伝導帯に近く、伝導帯まで上昇しやすいため、このエネルギー状態ははドナーレベルとも呼ばれ、この半分は

導体は、Ｎ型半導体または導電性半導体である。SiCでSi原子の代わりにAl原子を使用すると、電子が不足するため、形成される材料のエネルギー状態は上記の価電子帯に近くなり、電子を受け取りやすいため、アクセプタントと呼ばれます。

空いた位置が正の電荷キャリアと同じように機能するため、価電子帯に電子を伝導する可能性のある空いた位置を残す主なエネルギー準位は、P 型半導体またはホール半導体と呼ばれます (H. Sarman、1989)。