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BASIC THEORY기초이론

써미스터의 결정구조

온도가 상승하면 저항이 크게 감소하는 반도체 특성을 나타내는 NTC 써미스터는 대부분이 spinel 또는 rock salt 결정 구조를 갖는데 이 spinel구조는 Mn, Co, Ni, Cu, Fe, Cr등의 전이금속 산화물이 2종류 이상으로 구성된 구조로 화학적으로는 A²⁺B₂⁺³O₄로 표현할 수 있다.

A는 AO형으로 2가의 양이온 산화물(예 NiO, CoO 등)이며, B는 B0₃형으로 3가 양이온 산화물(Mn₂O₃, Fe₂O₃등)이며, O는 산소이다.
이 A²⁺B₂⁺³O₄의 결정 구조는 4개 산소를 정점으로 하는 사면체 (A 양이온) 와 6개의 산소로 이루어진 팔면체 (B 양이온) 로 구성되어 있다.
이 A site와 B site가 한조 (단위 격자)로 되어 8조의 단위 격자를 만들고 그 단위 격자 중앙에 산소 32개를 함유하고 있으며 B site 양이온은 단위 격자의 대각선상에 나란히 들어있다. 이와 같이 A site에 2가의 양이온이, B site에 3가의 양이온이 들어가 있는 spinel구조를 정상 spinel 이라 하고, A site에 3가, B site에 2가의 양이온이 들어가 있는 Spinel을 inverse spinel이라 한다.
또한 ₂O₃.Fe₂O₃의 경우처럼 정상 spinel과 역spinel이 혼합된 mixed spinel이 실제 존재하기도 한다.
MnFe₂O₄ mixed spinel의 경우 2가의 Mn⁺²이 A site만 존재 하지 않고 80%정도만 normal 위치에 남고 20%가 inverse 위치의 B site에 존재하는 MnO._82⁺² FeO._23⁺³(MnO ._22⁺²Fe _1.8⁺³)의 형태로 존재한다.