Glaseigenschaften, Kristallisations- und Schaltverhalten halbleitender vanadiumoxidhaltiger Gläser

Abstract

In den Glassystemen V₂O₅-GeO₂-(PbO bzw. CuO) wurden die Änderungen einiger Glaseigenschaften durch Variation der chemischen Zusammensetzung und der Schmelzbedingungen untersucht. Mit Hilfe von Röntgen-und DTA-Messungen wurden zunächst die Glasbildungsbereiche, das Kristallisations- und Schmelzverhalten sowie die Einfriertemperaturen einiger Gläser des Systems ermittelt. Zur Bestimmung des Leitfähigkeitsmechanismus wurden elektrische Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt und mit der chemischen Analyse das Wertigkeitsverhältnis des Vanadiums festgestellt. Der Leitfähigkeitsmechanismus kann als Polaronenleitung gedeutet werden. Die vanadiumoxidhaltigen Gläser zeigen je nach Zusammensetzung Schalteigenschaften nach Art des Gedächtnis- und Schwellenwertschalters, je nachdem ob sie PbO oder kein PbO (bzw. CuO) enthalten. Die Effekte sind auf Teilkristallisationen zurückzuführen. Die Kennlinien der Schaltgläser können z. T. als Thermistorkennlinien, z. T. als elektrothermische Umschaltvorgänge, die mit Phasenumwandlungen und recht komplexen Phasenänderungen verbunden sind, gedeutet werden.

Glass properties, crystallization and switching behaviour of semi-conducting vanadium-containing oxide glasses The effects of changes in chemical composition and melting conditions on several glass properties were in-vestigated for glasses in the systems V₂O₅-GeO₂-(PbO or CuO). X-ray and DTA measurements were used to establish the fields of glass formation, the crystallization and melting behaviour as well as the transformation temperatures for a range of glasses. Electrical conductivity measurements and chemical analysis of the valence ratios of the vanadium were used to establish the conductivity mechanism, which can be attributed to polaron conduction. Glasses containing vanadium oxide can show, according to whether or not they contain PbO (or CuO), either memory or threshold switching. These effects are related to partial crystallization. The characteristic curve of the switching glasses can be considered partly as a thermistor characteristic and partly as an electrothermal switching process which is related to phase inversions and very complex phase chan-ges.

Propriétés vitreuses, comportement au cours de la cristallisation et propriétés de commutation de verres semi-conducteurs renfermant de l'oxyde de vanadium On étudie, dans les systèmes vitreux V₂O₅-GeO₂-(PbO ou CuO), les modifications de certaines propriétés des verres provoquées par une variation de la composition chimique et des conditions de fusion. Par des mesures utilisant les rayons X et l'ATD, on détermine tout d'abord les domaines de formation de verre, le comportement au cours de la cristallisation et de la fusion et les températures de transformation de quelques verres du système. Des mesures de conductibilité électrique sont effectuées en vue de déterminer le mécanisme de la conductibilité et l'on établit par analyse chimique le rapport de valences du vanadium. Le mécanisme de la conductibilité peut être expliqué en termes de conduction des polarons. En fonction de leur composition, les verres d'oxyde de vanadium possèdent des propriétés de commutation du type commutateurs ä mémoire ou à valeur critique selon qu'ils renferment ou non PbO(ou CuO). Les effets sont dus ä des cristallisations partielles. Les lignes caractéristiques des verres de commutation peuvent être interprétées en partie comme étant des lignes caractéristiques de thermistors et en partie comme étant des phénomènes électrothermiques d'inversion liés à la transformation et à des modifications très complexes de phases.