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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 【交流】金属氧化物的导电机理
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九品墨徒

银虫 (正式写手)

不是版主
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
GrasaVampiro(物理EPI+1):期待您更多的讨论 2010-11-29 20:47:34
金属氧化物一般都是离子型晶体
如果离子晶体不含有任何缺陷，比如不含有任何杂质原子，本身没有偏离化学平衡计量比，按照严格的周期性排列的话那肯定是不导电的。
实际情况中，很多金属氧化物导电，原因有两种：
1）本征半导体，也就是说它本身含有某种缺陷，比如ZnO、TiO2等，会随着外界气氛、温度改变晶格中的氧的含量。还原性气氛和高温会使得晶格中的氧缺失，产生氧空位，从而局部表现出正电荷区域，这些正电荷区域在电场作用下的移动就形成的电流，表现出一定的导电能力。这里的“一定”是指由于这些本征缺陷浓度一般都很低，而且迁移率不高，对电流的贡献相对于另外一种情况：杂质原子的贡献较小。
2）第二种情况就是氧化物不纯净，含有杂质。比如ZnO中掺杂Al2O3后，三价Al替换了ZnO晶格中二价Zn的晶格位置，多余的一个电子收到较小的原子束缚而容易在电场下移动形成电流，对导电做出贡献（当然还有其他形式，比如低价杂质原子置换、小半径的间隙离子等都会促进导电）。这种杂质原子对导电性的贡献远远大于本征缺陷的贡献。

我理解是这样的，要是有不妥的地方还望大家指正。
赞一下(5人) 回复此楼
6楼2010-11-26 16:36:24
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