Halbleiterkeramik Sie bilden eine Klasse funktionaler Keramikwerkstoffe mit einzigartigen elektrischen Eigenschaften. Ihre Leitfähigkeit liegt zwischen der von Leitern und Isolatoren und kann durch Zusammensetzungskontrolle, Dotierung oder Verarbeitungsmethoden so eingestellt werden, dass sie Halbleitereigenschaften aufweist.
Halbleitermechanismus:
Freie Ladungsträger (Elektronen oder Löcher) werden durch Dotierung (z. B. durch Hinzufügen von Elementen mit unterschiedlichen Valenzzuständen zu Metalloxiden) oder Defektmanipulation (z. B. durch Erzeugung von Sauerstoffleerstellen) eingeführt.
Nichtlineare Leitfähigkeit:
Beispielsweise zeigen Varistorkeramiken (wie ZnO) bei einer kritischen Spannung einen plötzlichen Abfall des Widerstands und dienen so als Überspannungsschutz.
Temperaturempfindlichkeit:
Keramiken mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) (wie z. B. Materialien auf BaTiO₃-Basis) weisen einen starken Anstieg des Widerstands bei steigender Temperatur auf, was selbstregulierende Heizanwendungen ermöglicht.
