晶層界電容器陶瓷是指一種以具有半導體性質的晶粒和高絕緣性晶界為顯微結構特徵的電容器陶瓷材料。這種結構形式的電容器的基體是一種高介電常數施主摻雜的半導體。
基本介紹
- 中文名：晶層界電容器陶瓷
- 外文名：Grain boundary layer capacitor ceramic
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
定義,基體,主要材料,方法,優點,介電常數,
定義
晶層界電容器陶瓷是指一種以具有半導體性質的晶粒和高絕緣性晶界為顯微結構特徵的電容器陶瓷材料。
基體
這種結構形式的電容器的基體是一種高介電常數施主摻雜的半導體。
主要材料
經常採用的主要材料有BaTiO3，系統SrTiO3系統，通過引入高價半導化劑，如三價正離子La、Y、Dy等取代Ba或Sr，Nb取代Ti，在還原氣氛下燒結獲得n型半導體基體，然後使晶粒表面氧化或進行受主擴散形成絕緣層。
方法
晶界絕緣的方法通常有兩種，一是在這種基體上塗覆某種金屬氧化物作為絕緣劑(如CuO、Bi2O3、PbO等)並在空氣中進行熱處理，使這些雜質沿晶粒邊界擴散而形成絕緣層，稱為二次燒成法。另一種方法是將半導化劑和絕緣劑同時引人BaTiO3或StTiO3基料，在不同的溫度和氣氛下使晶粒半導化和晶粒邊界絕緣化合併完成，稱為一次燒成法。
優點
利用此絕緣層製成的電容站其頻率特性非常優異，可以用於通訊機上作為數千兆赫的寬頻帶耦合電容。此外，還具有電容溫度係數小，絕緣電阻高等優點。
介電常數
利用這種晶界絕緣效應產生的電容器的表觀介電常Eapp可簡化為Eapp=d2/d1·eo，其中eo是純基質材料的介電常數，d1為晶界絕緣層的厚度，d2為晶粒內部半導體區的厚度，近似為晶粒的尺寸。由於d2/d1一般都大於10，所以邊界層電容器的表現介電常數可以做的很高，可達10萬以上。
