Проводима керамика, модерни индустриални материали, които поради модификации в структурата си служат като електрически проводници.
В допълнение към добре познатите физични свойства на керамичните материали - твърдост, якост на натиск, крехкост - има свойството на електрическо съпротивление. Повечето керамика устояват на протичането на електрически ток и поради тази причина керамичните материали като порцелан традиционно се правят в електрически изолатори. Някои керамика обаче са отлични проводници на електричество. Повечето от тези проводници са модерна керамика, съвременни материали, чиито свойства се променят чрез прецизен контрол върху тяхното производство от прахове в продукти. Свойствата и производството на модерна керамика са описани в статията за напреднала керамика. Тази статия предлага проучване на свойствата и приложенията на няколко електропроводими модерни керамики.
Причините за съпротивление в повечето керамика са описани в статията керамичен състав и свойства. За целите на тази статия, произходът на проводимостта в керамиката може да бъде обяснен накратко. Електрическата проводимост в керамиката, както и в повечето материали, е от два вида: електронна и йонна. Електронната проводимост е преминаването на свободни електрони през материал. В керамиката йонните връзки, държащи атомите заедно, не позволяват свободни електрони. В някои случаи обаче примесите с различна валентност (тоест притежаващи различен брой свързващи електрони) могат да бъдат включени в материала и тези примеси могат да действат като донори или акцептори на електрони. В други случаи могат да бъдат включени преходни метали или рядкоземни елементи с различна валентност; тези примеси могат да действат като центрове за полярони - видове електрони, които създават малки области на локална поляризация, докато се движат от атом към атом. Електропроводимата керамика се използва като резистори, електроди и нагревателни елементи.
Йонната проводимост се състои в транзита на йони (атоми с положителен или отрицателен заряд) от едно място на друго чрез точкови дефекти, наречени вакантни места в кристалната решетка. При нормална околна температура се извършва много малко скачане на йони, тъй като атомите са в относително ниско енергийно състояние. При високи температури обаче свободните места стават подвижни и определена керамика показва това, което е известно като бърза йонна проводимост. Тези керамики са особено полезни в газови сензори, горивни клетки и батерии.
Дебелослойни и тънкослойни резистори и електроди
Полуметалните керамични проводници имат най-високата проводимост от всички освен свръхпроводяща керамика (описана по-долу). Примери за полуметална керамика са оловен оксид (PbO), рутенов диоксид (RuO 2), бисмутов рутенат (Bi 2 Ru 2 O 7) и бисмут иридат (Bi 2 Ir 2 O 7). Подобно на металите, тези материали имат припокриващи се електронни енергийни ленти и поради това са отлични електронни проводници. Те се използват като „мастила“ за резистори за ситопечат в микросхеми с дебел филм. Мастилата са прахообразен проводник и частици от глазура, разпръснати в подходящи органични елементи, които придават свойства на потока, необходими за ситопечат. При изпичане органиката изгаря, когато глазурите се запалват. Чрез промяна на количеството на частиците на проводника е възможно да се получат големи вариации в съпротивлението на дебели филми.
Керамиката на базата на смеси от индиев оксид (In 2 O 3) и калаен оксид (SnO 2) - споменавана в електрониката като индиев калаен оксид (ITO) - са изключителни електронни проводници и те имат допълнителната добродетел да са оптично прозрачни, Проводимостта и прозрачността произтичат от комбинацията от голяма пропаст в лентата и включването на достатъчно донори на електрон. По този начин има оптимална концентрация на електрон, за да се увеличи максимално електронната проводимост и оптичното предаване. ITO вижда широко приложение като тънки прозрачни електроди за слънчеви клетки и за течнокристални дисплеи, като тези, използвани в екраните на лаптоп компютъра. ITO също се използва като тънкослоен резистор в интегрални схеми. За тези приложения се прилага чрез стандартни тънкослойни отлагания и фотолитографски техники.
