Sifat semikonduktor keramik

Fitur:

Resistivitas keramik dengan sifat semikonduktor sekitar 10-5~ 107ω.cm, dan sifat semikonduktor bahan keramik dapat diperoleh dengan doping atau menyebabkan cacat kisi akibat deviasi stoikiometri. Keramik yang menggunakan metode ini antara lain TiO2,

ZnO, CdS, BaTiO3, Fe2O3, Cr2O3 dan SiC. Karakteristik yang berbeda darikeramik semikonduktoradalah bahwa konduktivitas listriknya berubah seiring dengan lingkungan, yang dapat digunakan untuk membuat berbagai jenis perangkat sensitif keramik.

Seperti sensitif terhadap panas, sensitif terhadap gas, sensitif terhadap kelembaban, sensitif terhadap tekanan, sensitif terhadap cahaya dan sensor lainnya. Bahan spinel semikonduktor, seperti Fe3O4, dicampur dengan bahan spinel non-konduktor, seperti MgAl2O4, dalam larutan padat terkontrol.

MgCr2O4, dan Zr2TiO4, dapat digunakan sebagai termistor, yang merupakan perangkat resistansi yang dikontrol secara cermat dan bervariasi menurut suhu. ZnO dapat dimodifikasi dengan menambahkan oksida seperti Bi, Mn, Co dan Cr.

Sebagian besar oksida ini tidak larut secara padat dalam ZnO, tetapi mengalami pembelokan pada batas butir hingga membentuk lapisan penghalang, sehingga diperoleh bahan keramik varistor ZnO, dan merupakan jenis bahan dengan kinerja terbaik pada keramik varistor.

Doping SiC (seperti karbon hitam manusia, bubuk grafit) dapat disiapkanbahan semikonduktordengan stabilitas suhu tinggi, digunakan sebagai berbagai elemen pemanas resistansi, yaitu batang karbon silikon dalam tungku listrik suhu tinggi. Kontrol resistivitas dan penampang SiC untuk mencapai hampir semua hal yang diinginkan

Kondisi pengoperasian (hingga 1500 °C), meningkatkan resistivitasnya dan mengurangi penampang elemen pemanas akan meningkatkan panas yang dihasilkan. Batang karbon silikon di udara akan terjadi reaksi oksidasi, penggunaan suhu umumnya dibatasi hingga 1600 °C di bawah, jenis batang karbon silikon biasa

Suhu pengoperasian yang aman adalah 1350°C. Pada SiC, atom Si digantikan oleh atom N, karena N mempunyai elektron lebih banyak, terdapat kelebihan elektron, dan tingkat energinya mendekati pita konduksi bawah dan mudah untuk dinaikkan ke pita konduksi, sehingga keadaan energi ini disebut juga tingkat donor, separuh ini

Konduktor adalah semikonduktor tipe-N atau semikonduktor penghantar elektronik. Jika atom Al digunakan dalam SiC untuk menggantikan atom Si, karena kekurangan elektron, keadaan energi material yang terbentuk dekat dengan pita elektron valensi di atas, mudah menerima elektron, oleh karena itu disebut akseptan.

Tingkat energi utama yang menyisakan posisi kosong pada pita valensi yang dapat menghantarkan elektron karena posisi kosong tersebut bertindak sama dengan pembawa muatan positif, disebut semikonduktor tipe P atau semikonduktor lubang (H. Sarman, 1989).