氧化鎢陶瓷勢壘模型

勢壘模型是金屬和半導體相接觸時在半導體內形成的勢壘。針對金屬和半導體，具有不同的功函數。最初認為勢壘模型起因於金屬和半導體具有不同的功函數，它們相接觸時產生的接觸電勢差。近年來的實驗表明，半導體表面態對勢壘的形成有極重要的影響。

圖為氧化鎢陶瓷的勢壘模型。從圖中可以看出，氧化鎢陶瓷中的氧空位一方面能夠給半導體提供電子，成為施主能級的缺陷少，使晶粒的電阻變小。另一方面為晶界吸附的氧離子提供位點。根據晶粒尺寸，我們前面提到這與晶粒形成的氧空位濃度有關。因為900-1000℃保溫燒結的樣品晶粒尺寸小，表明物質傳輸速率小，所以對物質傳輸速率起決定作用的氧空位濃度小。

因此，晶界由氧吸附形成的晶界勢壘高度較低，晶粒電阻較大，晶界晶粒的電阻差異小。當載入電壓時，晶界較低的勢壘，使得電流密度較大；當電壓增加到一定程度時，晶粒電阻開始起作用，出現非線性電學特性。按照勢壘模型，1100℃以上的保溫燒結的樣品晶界氧化程度應該更高。壓敏特性應該比1100℃燒結的樣品更好，但是我們看到1150℃燒結的樣品跟900-1100℃保溫燒結的樣品一樣，要在10-100mA的電流密度區域內才有非線性電學特性。

可以看出，1150℃保溫燒結的樣品電阻相比其他樣品最小。這是由兩個原因共同作用造成的：一方面是由於在1150℃溫度下，氧化鎢陶瓷晶粒產生的氧空位濃度較大，導致降溫過程中晶界吸附的氧用來填補晶界中的氧晶格空位，而當多餘的吸附氧離子開始在晶界形成勢壘時，燒結爐內的溫度已經降低很多，使得氧吸附效率很低的，導致晶界吸附氧離子形成的勢壘較低；另一方面1150℃燒結的氧化鎢陶瓷晶粒尺寸最大，導致其壓敏電壓最小。