本實驗以五氧化二鈮(Nb O ) 作施體(donor),以氧化銅(CuO) 或五氧化二釩(V O )作
為受體(acceptor)。利用傳統固態方法制備粉末并在氫一氮(H -N ) 和空氣(air) 中
燒結處理制成具變阻特性的鈦酸鍶陶瓷體, 以探討不同添加劑對鈦酸鍶燒結性和電性
的影響。
燒結行為方面發現五氧化二鈮以計量方式添加, 即Sr(Ti Nb )O ,會降低氧空缺濃度
(Vo)不利燒結。而五氧化二鈮以非計畫添加時, 即Sr(TiNb )O ,會析出二氧化鈦(TiO
), 當此多余的二氧化鈦部份溶入鈦酸鍶中時, 增高氧空缺濃度(Vo), 有利於燒結。
同時二氧化鈦的析出亦會抑制晶粒成長, 使晶粒細化。五氧化二釩的添加亦有析出二
氧化鈦, 使晶粒細化的作用。
計量添加2.5mol% 五氧化二鈮的還原氣氛下, 高溫燒結時, 會發生收縮不均而變形。
此變形現象可藉先在空氣中燒結后再放入氫一氮氣氛下燒結加以改變或消除。此二段
式燒結更可以降低緻密化的溫度和得到密度大於99% 理論密度的試片。
電性質方面, 五氧化二鈮的作用是提供外質(extrinsic) 電子, 增加載子濃度, 降低
電阻; 并使空乏區變窄, 電容變大。氧化銅為受體, 能降低載子濃度(donor density
),增加陷子濃度(trap density), 使空乏區變寬, 故使電阻上升, 能障高增加和電容
降低, 但可提高非線性參數(nonlinearity parameter)α值。五氧化二釩亦為一受體
會降低載子濃度, 增加陷子濃度, 使電阻上升, 電容下降, 而五氧化二釩的添加易使
晶粒在氧化處理后失去導電性。計量添加五氧化二鈮比非計量添加五氧化二鈮有較大
的晶粒, 故具有較低的E (在10mA/cm 時的電壓),但α值則較低。
在適當範圍內, 升高氧化熱處理溫度和延長時間皆可改進α值。