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摘要
ZnO压敏电阻是由大量ZnO晶粒和晶界组成的多晶半导体器件，其内部ZnO晶粒微观结构的几何形状和拓扑结构以及晶界的性能和电气特性分布对ZnO压敏电阻的宏观电气特性的影响非常明显。因此，基于Voronoi网格建立ZnO压敏电阻的微观结构模型和晶界电路模型，研究微观参数的变化对其宏观电气性能的影响。仿真结果表明：通过减小平均晶粒尺寸、提高表面态密度或者降低施主浓度等措施，能够明显提高ZnO压敏电阻的电压梯度，电压梯度的提高有助于降低其残压比；降低晶粒电阻率，可减小ZnO压敏电阻的残压比，同时对其他电气参数无明显影响。因此，研发高梯度、低残压的ZnO压敏电阻，应采取以减小平均晶粒尺寸、降低晶粒电阻率作为主研究路线，以提高表面态密度、降低施主浓度等作为辅助措施的研发策略。
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单位电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室; 新疆大学
