【化】 semiconductive ceramics
semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor
【電】 ceramic
半導體陶瓷（Semiconductor Ceramics）是一類具有獨特電學特性的功能陶瓷材料，其電阻率介于導體與絕緣體之間，且可通過成分調整或外部條件（如溫度、電場）實現導電性能的調控。這類材料在電子工業中具有重要地位，其特性源于晶粒與晶界結構的協同作用。
核心特性與機制
典型應用領域
權威研究參考
半導體陶瓷是一種具有獨特半導體特性的陶瓷材料，其電導率介于導體和絕緣體之間（約 $10^{-6}$~$10 text{S/m}$），且對外界環境變化（如溫度、光照、電場、氣體等）高度敏感。以下從基本原理、特性及分類進行詳細解析：
晶體結構與能帶理論
半導體陶瓷由金屬離子（如 Ba²⁺、Ti⁴⁺）與氧離子通過離子鍵或共價鍵結合形成晶格結構。根據能帶理論，其價帶（電子填充的低能帶）與導帶（電子可自由移動的高能帶）之間的禁帶寬度較窄（$E_g=0.1$~$3 text{eV}$），在溫度、光照或電場作用下，電子可躍遷至導帶，形成導電載流子（電子和空穴）。
摻雜調控機制
通過摻雜不等價離子（如用 La³⁺取代 BaTiO₃ 中的 Ba²⁺），可在晶格中引入缺陷，形成施主或受主能級，從而調控導電類型（n 型或 p 型）和電導率。
| 類型 | 特性及示例材料 | 典型應用場景 |
|---|---|---|
| 熱敏陶瓷 | 電導率隨溫度變化（如 Mn-Co-Ni 氧化物） | 溫度傳感器、過熱保護裝置 |
| 壓敏陶瓷 | 非線性伏安特性（如 ZnO 基陶瓷） | 電路浪湧保護、電壓調節器 |
| 氣敏陶瓷 | 對特定氣體敏感（如 SnO₂、ZrO₂） | 氣體洩漏檢測、環境監測 |
| 濕敏陶瓷 | 電導率隨濕度變化（如 TiO₂-MgCr₂O₄） | 濕度傳感器、農業溫室控制 |
半導體陶瓷憑借其獨特的敏感性和可調控性，廣泛應用于傳感器、電子器件及智能系統（如人工智能、工業自動化）。未來隨着材料科學進步，其在新能源和物聯網領域的潛力将進一步釋放。
安培環路定理貶義彩線試驗磁鐵測試器挫傷單指令單數據流系統電子掃描器丁碘苄丁酸鈉短尾猿度量等式房屋召租肺突出分時庫跟骨溝鈎形扳手過程控制字毫克後感覺滑動釘住黃燥蠅計數單克臘斯克氏手術面向字符串指令鎳碳熱電偶抛棄繼承硼苯甲酸評價程式普羅瓦澤克氏小體坦白體力勞動與腦力勞動相結合