三氧化鎢陶瓷非線性伏安特性
壓敏電阻因具有優異的電學非線性特性,其電阻隨電壓的增加而急劇減小,廣泛應用於各種電子線路中的穩壓和保護器件。ZnO 是最為常見的壓敏電阻材料主要應用於航空、航太、郵電、鐵路、汽車和家用電器等領域。但隨著積體電路的快速發展,各種電子元器件的驅動電壓及耐壓值逐漸下降,由於ZnO 陶瓷壓敏較高和介電常數較低,限制了其在低壓微電子領域的應用。因此近些年來,低壓壓敏電阻材料,如TiO2、SrTiO3和WO3的研究受到了廣泛的關注。1994 年Makarov 和Trontelj 首先報導了WO3 陶瓷中的非線性行為;王豫等人研究顯示,WO3 陶瓷材料具有極低的壓敏電壓和良好的介電特性,因此是理想的低壓壓敏電阻材料。
隨著對WO3陶瓷的非線性為研究的深入，發現WO3的非線性特徵和其機理與傳統的ZnO和SnO2陶瓷壓敏材料均有並不明顯的不同。王豫等認為，傳統的肖特基勢壘模型,不能完全解釋WO3非線性電學行為,需要對勢壘模型進行修正;研究還顯示WO3的非線性特性可能起源於本征的表面態並且與其複雜相結構特徵有一定的關係。本文研究了WO3陶瓷經高溫淬火和淬火後經不同氣氛熱處理後陶瓷樣品的非線性行為，著重分析了不同氣氛下熱處理對WO3陶瓷非線性特性和晶界電阻的影響。
正常燒結的WO3陶瓷，能夠表現出明顯的非線性特徵，高溫淬火的樣品無非線性行為；淬火後的陶瓷樣品在富氧條件下熱處理後，又得到了恢復。阻抗譜分析顯示，具有非線性的陶瓷樣品均存在晶界高阻層，而無非線性行為的樣品不存在晶界高阻層。普遍認為，晶界高阻層是陶瓷冷卻過程中在晶粒內外發生的非平衡缺陷的產生和遷移，繼而在氧吸附的作用下在晶粒表面形成的高電阻率層。由於這種晶粒內外巨大的電阻差異的結果特徵，在晶界中形成了電子勢壘。這是WO3陶瓷的非線性特性起源。
