Gd、Ce-WO-,3-功能陶瓷以及納米WO-,3-電學(xué)行為的研究.pdf

1、三氧化鎢（WO3）是一種具有廣泛應(yīng)用前景的功能材料，在諸如電致變色、有毒氣體探測和光化學(xué)催化等方面已得到較系統(tǒng)的研究。近年來，人們逐步認(rèn)識到WO3陶瓷的非線性電學(xué)性質(zhì)。而且WO3的介電常數(shù)高，因此可以作為一種新型的電容－壓敏復(fù)合材料在微電子學(xué)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。但是，與其它的變阻器材料相比，WO3的非線性系數(shù)不高，伏安特性曲線的重復(fù)性不好，而且還存在嚴(yán)重的電學(xué)弛豫現(xiàn)象，很多電學(xué)性質(zhì)用以前非線性理論不能完全解釋。對鎢基氧化物功能陶瓷作進(jìn)一步系

2、統(tǒng)深入的研究，探索新穎的物理效應(yīng)，澄清有關(guān)的物理機(jī)理，可能發(fā)展新型的功能材料思想和器件，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)果有：(1)采用一般的電子陶瓷制備工藝，制備了Gd2O3-WO3復(fù)合陶瓷，研究了外界環(huán)境溫度對樣品的電學(xué)行為和介電常數(shù)的影響，并分析了相應(yīng)樣品的微觀結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)用WO3的相變可以很好的解釋樣品的電學(xué)行為和介電常數(shù)隨溫度的變化。(2)我們用簡單的濕化學(xué)方法制備了納米WO3和CeO2粉末。通過透射電鏡分析

3、表明我們得到的納米粉的顆粒大小為幾十個納米。(3)研究了熱處理溫度對納米WO3塊材電學(xué)性能的影響。在室溫下對材料的電學(xué)性能進(jìn)行了測量，并且分析了樣品的顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示在較低溫度下燒結(jié)的樣品在I-V特性的測試中出現(xiàn)了對稱的負(fù)阻，并且樣品的電學(xué)行為是不穩(wěn)定的，這種負(fù)阻隨著燒結(jié)溫度的升高逐漸減弱，在1000℃負(fù)阻現(xiàn)象完全消失，并出現(xiàn)了穩(wěn)定的微弱的非線性。(4)系統(tǒng)研究了用前軀體是納米CeO2和WO3制備的Ce摻雜的WO3基陶瓷燒結(jié)溫度對電學(xué)

4、性能的影響。在600～1100℃的溫度范圍內(nèi)對樣品進(jìn)行了熱處理，在室溫下對樣品的電學(xué)行為和介電常數(shù)進(jìn)行了測量，并對樣品的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明在納米摻雜后的樣品中沒有負(fù)阻現(xiàn)象，隨著燒結(jié)溫度的升高，樣品的I-V曲線從線性變?yōu)榉蔷€性，樣品的相結(jié)構(gòu)也從多相共存變?yōu)閱我坏膯涡毕啻嬖?，電學(xué)行為也實現(xiàn)了從不穩(wěn)定到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)變。(5)通過對上述實驗結(jié)果的分析，指出現(xiàn)有的以晶粒－晶界處雙Schottky勢壘為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體功能陶瓷的非線性電輸運理論具