陶瓷电容器的掺杂与特性调控

1/1陶瓷电容器的掺杂与特性调控第一部分掺杂离子对介电常数的影响 2第二部分掺杂对损耗因素的调控 5第三部分晶粒生长行为与掺杂的关系 8第四部分掺杂对温度稳定性的影响 10第五部分掺杂对电容值的影响 12第六部分掺杂对击穿电场强度的影响 14第七部分多元共掺杂的协同效应 16第八部分掺杂对陶瓷电容器应用特性的优化 18

第一部分掺杂离子对介电常数的影响关键词关键要点掺杂离子类型的影响

1.不同价态的掺杂离子对介电常数的影响不同：低价态离子（如Li+、Na+）掺杂，介电常数增加；高价态离子（如Mn4+、Fe3+）掺杂，介电常数减小。

2.掺杂离子浓度的影响：低浓度掺杂时，介电常数增加；高浓度掺杂时，介电常数饱和或下降。

3.掺杂离子尺寸的影响：小尺寸离子（如Li+）掺杂，介电常数增加；大尺寸离子（如Ba2+）掺杂，介电常数减小。

掺杂机制的影响

1.固溶体形成机制：掺杂离子进入晶格，取代原有离子，形成固溶体，改变晶格结构和电极化强度。

2.相分离机制：掺杂离子浓度过高时，形成第二相或独立的晶相，导致介电常数下降。

3.电偶极子取向机制：掺杂离子与基体离子形成电偶极子，在电场作用下取向，增强电极化强度。

晶格缺陷的影响

1.氧空位的影响：氧空位的存在降低介电常数，因为氧空位附近缺少电荷，导致局部电极化减弱。

2.第二相的影响：第二相的形成破坏了晶格结构的均匀性，导致介电常数降低和介电损耗增加。

3.晶界的影响：晶界处的电活性缺陷会降低介电常数和绝缘性。

掺杂与烧结温度的影响

1.烧结温度对掺杂离子溶解度和扩散性的影响：较高烧结温度有利于掺杂离子溶解和均匀分布。

2.烧结温度对介电特性调控的影响：随烧结温度增加，介电常数先增加，然后饱和或下降，由于晶格缺陷的形成和晶界效应。

3.烧结温度对相结构的影响：烧结温度影响晶体的相结构，进而改变其介电特性。

掺杂与微结构的影响

1.晶粒大小的影响：小晶粒有利于提高介电常数，而大晶粒不利于介电常数。

2.晶界的影响：晶界缺陷会降低介电常数和绝缘性，而晶界阻挡层可提高介电常数。

3.孔隙率的影响：孔隙的存在降低了介电常数，因为孔隙内没有电介质。

掺杂与性能调控

1.能量存储特性调控：通过掺杂，可以提高介电常数和降低介电损耗，从而提高能量存储能力。

2.热稳定性调控：掺杂可以增强陶瓷电容器的热稳定性，使其在宽温度范围内保持稳定的介电常数。

3.频率响应调控：掺杂可以影响陶瓷电容器的频率响应，使其在特定频率范围内具有更高的介电常数和更低的介电损耗。掺杂离子对介电常数的影响

掺杂离子对陶瓷电容器介电常数的影响是一个复杂且多方面的现象，受多种因素影响，包括离子的大小、价态、浓度和晶格结构。

离子半径的影响

一般来说，掺杂离子的半径越小，介电常数越大。这是因为较小的离子可以更有效地极化晶格，导致较高的介电常数。例如，掺杂具有较小半径的钛离子(Ti4+)的钛酸钡(BaTiO3)陶瓷电容器具有比掺杂具有较大半径的锶离子(Sr2+)的更高介电常数。

离子价态的影响

掺杂离子的价态也会影响介电常数。通常，具有较高价态的离子会产生更高的介电常数。这是因为高价离子可以产生更强的极化场，从而导致更高的介电常数。例如，掺杂五价的钪离子(Nb5+)的钛酸钡陶瓷电容器具有比掺杂三价的铋离子(Bi3+)的更高介电常数。

离子浓度的影响

掺杂离子的浓度也是影响介电常数的一个关键因素。在低浓度时，掺杂离子可以有效地提高介电常数。然而，随着浓度的增加，介电常数通常会达到一个最大值，然后开始下降。这是因为掺杂离子的过量会导致晶格缺陷的形成，这些缺陷可以抵消介电常数的增强。

晶格结构的影响

掺杂离子的晶格结构也会影响陶瓷电容器的介电常数。例如，在立方相结构的钛酸钡中，掺杂具有不同晶格结构的离子（例如正交相结构的锶离子）会导致介电性能的显著变化。

掺杂离子对介电常数调控的机制

掺杂离子对介电常数的影响可以通过以下机制来解释：

*空间电荷极化：掺杂离子可以产生空间电荷，在晶粒边界或缺陷处形成偶极子，从而增加介电常数。

*缺陷偶极子极化：掺杂离子可以形成缺陷偶极子，其中一个离子占据了正常位置，而另一个离子占据了晶格中的间隙位置，从而导致极化和增加介电常数。

*应变极化：掺杂离子的半径不同会引起晶格应变，从而导致介电常数的变化。

*多价态离子氧化还原极化：具有多价态的掺杂离子可以发生氧化还原反应，导致介电常数的可逆变化。

掺杂离子对介电常数调控的应用

掺杂离子对介电常数的影响在陶瓷电容器的设计和应用中具有重要意义。通过选择合适的掺杂离子，可以实现介电常数的定制化，以满足特定的应用需求。例如：

*掺杂钛离子(Ti4+)的钛酸钡陶瓷电容器具有高介电常数，适合用于高存储能量应用。

*掺杂锡离子(Sn2+)的二氧化钛陶瓷电容器具有低介电常数，适合用于高频应用。

*掺杂钪离子(Nb5+)的钛酸钡陶瓷电容器具有高介电常数和高电阻率，适合用于高压应用。第二部分掺杂对损耗因素的调控关键词关键要点掺杂对晶界电容率的影响

1.掺杂阳离子可以增加晶界处氧空位的浓度，从而提高晶界电容率。

2.掺杂阴离子可以减小晶界处氧空位的浓度，从而降低晶界电容率。

3.掺杂的浓度和类型可以控制晶界电容率的调控程度，为损耗因素的调控提供了一条有效途径。

掺杂对低温过程的调控

1.掺杂可以影响陶瓷电容器的相变行为，从而降低低温烧结温度。

2.掺杂可以促进晶粒细化和致密化，有利于降低烧结温度。

3.掺杂可以抑制二次相的生成，从而提高陶瓷电容器的低温性能。

掺杂对微结构的调控

1.掺杂可以影响陶瓷电容器的晶粒形貌、晶粒尺寸和晶界结构。

2.掺杂可以通过固溶、析出或相变等机制改变陶瓷电容器的微结构。

3.微结构的调控可以影响陶瓷电容器的电气性能，从而为损耗因素的调控提供了一定的基础。

掺杂对缺陷的调控

1.掺杂可以引入新的缺陷或影响现有缺陷的浓度和分布。

2.缺陷的調控可以影響陶瓷電容器的電荷傳輸、極化和電容率。

3.通過掺雜來控制缺陷,可以有效地調控陶瓷電容器的损耗因素。

掺杂对ferroelectric-relaxor性质的调控

1.掺杂可以影响陶瓷电容器的相结构，从而改变其ferroelectric-relaxor性质。

2.掺杂可以调控陶瓷电容器的相界和畴结构，从而影响其电介质性能。

3.ferroelectric-relaxor性质的调控可以为损耗因素的调控提供新的途径。

掺杂与非线性效应的耦合

1.掺杂可以影响陶瓷电容器的非线性效应，从而改变其损耗因素。

2.非线性效应与陶瓷电容器的微结构、缺陷和极化行为密切相关。

3.掺杂通过調控這些因素,可以實現非線性效應與损耗因素之間的耦合,從而提供調控损耗因素的新思路。掺杂对损耗因素的调控

掺杂是通过引入杂质元素，人为改变陶瓷电容器介电材料的化学成分和晶体结构，从而调控材料的性能，包括损耗因素。

掺杂的类型

常见的掺杂类型包括：

*取代掺杂：杂质离子取代介电材料中原本的离子，改变材料的化学组成和晶格结构。

*间隙掺杂：杂质离子进入介电材料晶格中的间隙位置，而不取代原本的离子。

*杂质相掺杂：杂质元素形成一种新的相，与介电材料的主相共存。

损耗因素的调控机制

掺杂通过以下机制调控损耗因素：

*改变晶格结构：掺杂离子的大小、电荷和价态不同，会改变介电材料的晶格常数、键长和键角，从而影响材料的极化过程和介电弛豫行为。

*引入缺陷：掺杂可能会引入缺陷，如点缺陷和线缺陷，这些缺陷会产生局部电场不均匀，导致介电损失增加。

*形成电偶极子：掺杂离子与介电材料中的离子相互作用，可能会形成电偶极子，增加材料的介电极化，同时也会增加介电弛豫过程中的能量耗散。

掺杂剂的影响

不同掺杂剂对损耗因素的影响不同：

*单价阳离子：如Na+、K+，通常会导致损耗因素降低，主要通过改变晶格结构和减少缺陷。

*二价阳离子：如Ba2+、Sr2+，既可能导致损耗因素降低，也可能升高，取决于掺杂浓度和材料的晶体结构。

*三价阳离子：如La3+、Nd3+，通常会导致损耗因素升高，主要由于缺陷的增加和电偶极子的形成。

掺杂浓度的影响

掺杂浓度也对损耗因素有显著影响，呈现非单调变化：

*低掺杂浓度：损耗因素通常下降，主要是由于晶格结构优化和缺陷减少。

*中掺杂浓度：损耗因素可能会升高，主要由于缺陷的增加和电偶极子的形成。

*高掺杂浓度：损耗因素再次下降，主要是由于晶粒细化和第二相的形成，从而抑制了缺陷的形成和介电弛豫过程。

实际应用

掺杂调控损耗因素在陶瓷电容器实际应用中发挥着重要作用：

*减少介电损耗：对于低损耗应用，如微波谐振器和高频滤波器，可以通过选择合适的掺杂剂和掺杂浓度，降低材料的损耗因素。

*提高能量存储效率：对于高能量存储应用，如电容器和介电谐振器，可以通过掺杂增加材料的介电常数，同时降低损耗因素，从而提高能量存储效率。

*改善温度稳定性：通过掺杂，可以优化材料的晶体结构和相组成，使其对温度变化更不敏感，从而提高陶瓷电容器的温度稳定性。第三部分晶粒生长行为与掺杂的关系关键词关键要点主题名称：晶粒生长动力学

1.掺杂离子可以通过影响晶界能垒和迁移能垒来改变晶粒生长速率。

2.某些掺杂元素（例如镧系元素）会促进晶粒生长，而另一些元素（例如钛和锆）会抑制晶粒生长。

3.掺杂浓度和分布对晶粒生长动力学的影响是复杂的，需要通过实验和建模来仔细研究。

主题名称：晶界特性

陶瓷电容器的晶粒生长行为与掺杂的关系

一、掺杂对晶粒尺寸的影响

*掺杂离子与主体离子具有不同的晶格参数和扩散速率，从而影响晶粒生长行为。

*阳离子掺杂（如Nb、Ta）通常会增加晶粒尺寸，因为这些离子具有较小的尺寸和较快的扩散速率，促进晶界迁移和晶粒长大。

*阴离子掺杂（如Mn、Ti）则会减小晶粒尺寸，因为这些离子具有较大的尺寸和较慢的扩散速率，阻碍晶界迁移和晶粒长大。

二、掺杂对晶粒形状的影响

*掺杂离子还可以影响晶粒形状。

*阳离子掺杂倾向于产生等轴晶粒，因为它们促进各向同性晶粒生长。

*阴离子掺杂倾向于产生异形晶粒，如棒状或针状晶粒，因为它们阻碍各向异性晶粒生长。

三、掺杂对晶粒取向的影响

*掺杂离子还可以影响晶粒取向。

*阳离子掺杂倾向于使晶粒取向随机化，因为它们促进晶界迁移和晶粒重排。

*阴离子掺杂倾向于使晶粒取向有序化，因为它们阻碍晶界迁移和晶粒重排。

四、掺杂对晶粒分布的影响

*掺杂还可以影响晶粒分布。

*阳离子掺杂倾向于均匀晶粒分布，因为它们促进晶粒生长和晶界迁移。

*阴离子掺杂倾向于非均匀晶粒分布，因为它们阻碍晶粒生长和晶界迁移。

五、掺杂对晶粒边界的影响

*掺杂离子还可以影响晶粒边界。

*阳离子掺杂倾向于减小晶界能量，因为它们促进晶界迁移和晶粒长大。

*阴离子掺杂倾向于增加晶界能量，因为它们阻碍晶界迁移和晶粒长大。

六、数据示例

*在BaTiO3陶瓷中，掺杂1mol%Nb2O5导致晶粒尺寸从2μm增加到5μm。

*在Pb(Zr,Ti)O3陶瓷中，掺杂1mol%MnO2导致晶粒尺寸从10μm减小到5μm。

*在SrTiO3陶瓷中，掺杂1mol%Gd2O3导致晶粒形状从等轴形变为棒状形。

*在BiFeO3陶瓷中，掺杂1mol%La2O3导致晶粒取向从随机化变为有序化。

*在CaTiO3陶瓷中，掺杂1mol%Yb2O3导致晶界能量减小，促进晶粒长大。第四部分掺杂对温度稳定性的影响关键词关键要点【掺杂对介电极化行为的影响】：

1.掺杂会改变陶瓷电容器的介电极化行为，从而影响其温度稳定性。

2.掺杂元素可以通过改变晶格结构、位错密度和晶界结构来影响介电极化机制，从而影响温度稳定性。

3.不同的掺杂元素对介电极化行为的影响不同，需要针对具体掺杂元素进行深入研究。

【掺杂对电阻的影响】：

掺杂对温度稳定性的影响

掺杂可以显著影响陶瓷电容器的温度稳定性，即电容值随温度变化的程度。温度稳定性通常用温度系数（TC）来表征，其定义为电容值随温度变化的百分比变化率。

正掺杂

正掺杂（例如，添加钛酸锶或镁）会提高陶瓷电容的温度稳定性，降低TC值。原因如下：

*正掺杂离子通过取代晶格中的钛离子，减少了氧空位数量。氧空位是电荷载流子，会引起电容值下降。减少氧空位可以减小温度对电容值的影响。

*正掺杂离子导致晶格常数增加，从而降低材料的热膨胀系数。热膨胀系数越低，温度升高时材料尺寸变化越小，电容值变化也越小。

负掺杂

负掺杂（例如，添加钛酸铅或钙）会降低陶瓷电容的温度稳定性，增加TC值。主要原因如下：

*负掺杂离子会增加氧空位数量，从而提高材料的电导率。电导率越高，电容值下降也越明显。

*负掺杂离子导致晶格常数减小，从而增加材料的热膨胀系数。热膨胀系数越高，温度升高时材料尺寸变化越大，电容值变化也越大。

具体数据

以下数据展示了掺杂对温度稳定性的影响：

*无掺杂的BaTiO3陶瓷电容器：TC=+1200ppm/°C

*正掺杂1mol%SrTiO3的BaTiO3陶瓷电容器：TC=+300ppm/°C

*负掺杂1mol%PbTiO3的BaTiO3陶瓷电容器：TC=-1000ppm/°C

应用

不同的掺杂策略可用于调整陶瓷电容器的温度稳定性，满足特定应用的需求。

*TC正值：适用于需要高温度稳定性的应用，如传感器、计时器和精密电路。

*TC负值：适用于需要可调谐电容值的应用，如可调谐振荡器和滤波器。

*TC接近零：适用于需要极高温度稳定性的应用，如空间探测和军事电子设备。第五部分掺杂对电容值的影响关键词关键要点【掺杂对介电常数的影响】

1.摻杂能通过引入晶格缺陷或取代离子，改变晶格结构和极化性，从而调控介电常数。

2.不同的掺杂元素对介电常数的影响不同。例如，在BaTiO3陶瓷中，Sr掺杂增加介电常数，而Gd掺杂降低介电常数。

3.掺杂浓度也对介电常数有影响。低浓度掺杂往往会提高介电常数，而高浓度掺杂可能会降低介电常数。

【掺杂对损耗的影响】

掺杂对电容值的影响

掺杂可以显著影响陶瓷电容器的电容值。掺杂剂离子可以替代晶格中的主离子，从而改变陶瓷的介电常数。通常情况下，掺杂剂离子具有与主离子不同的价态，从而导致局域电荷失衡。这种电荷失衡在晶格中产生局部偶极矩，从而增强介电极化。

掺杂浓度对电容值的影响

掺杂剂浓度对电容值的影响是非线性的。在低掺杂浓度下，电容值随着掺杂剂浓度的增加而逐渐增加。这是因为掺杂剂离子增加了局域偶极矩的数量，从而增强了介电极化。

然而，当掺杂浓度超过一定阈值时，电容值开始下降。这是因为过度的掺杂会导致晶格缺陷和杂质相的形成，这些缺陷和杂质相会干扰介电极化过程。

掺杂剂类型对电容值的影响

不同类型的掺杂剂对电容值的影响也不同。一般来说，价态更高的掺杂剂离子（例如五价或六价离子）比价态较低的掺杂剂离子（例如三价或四价离子）产生更大的电容值。这是因为价态更高的离子具有更强的极化能力，从而产生更强的局部偶极矩。

此外，掺杂剂离子的尺寸和极化率也会影响电容值。较小尺寸的掺杂剂离子可以在晶格中形成更多的取代位，从而增加局域偶极矩的数量。极化率较高的掺杂剂离子也会增强局部偶极矩，从而提高电容值。

具体实例

*掺杂钛酸钡（BaTiO3）中的锶（Sr）离子可以提高介电常数，从而增加电容值。

*掺杂钛酸钡中的镧（La）离子可以抑制晶界的形成，从而减少电容值的损失。

*掺杂钛酸钡中的锰（Mn）离子可以在晶格中形成次级相，从而增强介电极化，进而提高电容值。

总结

陶瓷电容器的电容值可以通过掺杂进行调控。掺杂剂浓度、类型、尺寸和极化率对电容值的影响是复杂的，需要根据具体应用进行优化。通过仔细选择掺杂剂和调控掺杂工艺，可以制造出具有特定电容值和性能的陶瓷电容器。第六部分掺杂对击穿电场强度的影响关键词关键要点【掺杂对击穿电场强度的影响】：

1.掺杂剂类型的影响：不同类型的掺杂剂会不同程度地影响击穿电场强度。例如，钛酸锶（SrTiO3）作为掺杂剂时，可以提高击穿电场强度，而氧化镍（NiO）掺杂则会降低。

2.掺杂浓度的影响：掺杂剂浓度对击穿电场强度也有significant影响。适量的掺杂can提高击穿电场强度，但过量掺杂可能导致晶格defects和降低击穿电场强度。

3.烧结工艺的影响：烧结工艺parameters，例如温度和时间，会影响陶瓷电容器的微观结构和电气性能。优化烧结工艺can提高击穿电场强度和陶瓷电容器的整体性能。

【通过掺杂实现击穿电场强度调控】：

掺杂对击穿电场强度的影响

陶瓷电容器的击穿电场强度是衡量其电气性能的关键参数，而掺杂对其有显著影响。

1.供体掺杂

*供体掺杂可增加陶瓷电容器的载流子浓度，从而降低材料的电阻率。

*由于载流子浓度增加，击穿电场强度降低。这可归因于施加电压时，载流子更容易在材料中移动，从而降低了电场强度所需的击穿阈值。

2.受体掺杂

*受体掺杂可减少陶瓷电容器的载流子浓度，从而提高材料的电阻率。

*与供体掺杂相反，受体掺杂会增加击穿电场强度。这是因为载流子浓度降低，电场需要更高的强度才能击穿材料。

3.掺杂浓度的影响

*掺杂浓度对击穿电场强度的影响是呈非线性的。

*低掺杂浓度时，击穿电场强度随掺杂浓度的增加而减小（供体掺杂）或增加（受体掺杂）。

*然而，当掺杂浓度达到一定水平时，击穿电场强度将趋于饱和。

4.颗粒尺寸的影响

*掺杂对击穿电场强度的影响还受到颗粒尺寸的影响。

*颗粒尺寸较小时，掺杂效应更明显，因为载流子在晶界处聚集的程度更大。

*颗粒尺寸较大时，掺杂效应减弱，因为载流子在晶粒内的分布更均匀。

5.数据示例

下表展示了掺杂浓度对BaTiO3陶瓷电容器击穿电场强度的影响：

|掺杂类型|掺杂浓度(%)|击穿电场强度(kV/mm)|

||||

|供体(Y)|0.5|6.1|

|供体(Y)|1.0|5.2|

|受体(Al)|0.5|7.2|

|受体(Al)|1.0|8.5|

6.应用意义

控制掺杂水平可实现陶瓷电容器击穿电场强度的调节。这对于满足不同应用的要求至关重要，例如：

*高频应用：需要击穿电场强度高的电容器，以防止介电击穿。

*高能应用：需要击穿电场强度低的电容器，以提高能量存储容量。

因此，通过优化掺杂过程，可以定制陶瓷电容器的特性以满足特定应用需求。第七部分多元共掺杂的协同效应关键词关键要点【多元共掺杂的协同效应】

1.通过引入多种不同元素进行共掺杂，可以打破能带结构的单一性，形成复合能级结构。这使得陶瓷电容器的介电性能更加丰富多样，可以满足不同的应用需求。

2.不同元素的共掺杂可以产生协同效应，增强陶瓷电容器的综合性能。例如，通过引入钛酸锶和锆酸铅共掺杂，可以同时提高介电常数和击穿强度。

3.多元共掺杂可以有效抑制陶瓷电容器的缺陷，改善材料的稳定性和可靠性。共掺杂元素之间的相互作用可以填补晶格缺陷，减少电荷陷阱，提高陶瓷电容器的综合性能。

【多元素体系的相结构调控】

多元共掺杂的协同效应

多元共掺杂已成为调控陶瓷电容器性能的有效策略，不同掺杂剂之间存在协同效应，协同作用通过共同作用和相互增强来改善介电性能。

协同效应的机制

多元共掺杂的协同效应主要有以下几种机制：

*缺陷复合：不同掺杂剂形成的缺陷可以相互结合形成更稳定的复合缺陷，从而抑制缺陷迁移和电导率增加。

*晶格畸变调制：不同掺杂剂的离子半径差异导致晶格畸变，相互作用的畸变可以抵消或减轻特定畸变方向的影响，优化介电极化。

*电荷补偿：不同价态的掺杂剂之间的电荷补偿可以中和局部电荷不平衡，提高介电常数和损耗角正切。

*界面极化增强：多元共掺杂形成的异质界面可以增强界面极化，这可以通过提高极性相的形成和界面电荷的积累来实现。

*能带结构调控：不同掺杂剂改变了半导体或绝缘体的能带结构，通过引入或调制能级可以改善电导性和极化率。

协同效应的具体例子

*双钙系共掺杂：BaTiO3与SrTiO3共掺杂形成的Ba0.95Sr0.05TiO3陶瓷，表现出更高的介电常数（4600）和更低的损耗角正切（0.03%），这是由于Sr2+缺陷与Ba2+缺陷复合，抑制了氧空位迁移和电导率增加。

*三重钙系共掺杂：BaTiO3与SrTiO3和CaTiO3共掺杂形成的Ba0.92Sr0.06Ca0.02TiO3陶瓷，具有显著改善的温度稳定性和老化特性，这归因于不同掺杂剂之间的协同晶格畸变调制和电荷补偿。

*钙系与稀土系共掺杂：BaTiO3与Nd2O3共掺杂形成的Ba0.95Nd0.05TiO3陶瓷，表现出增强的电极化和介电常数，这是由于Nd3+掺杂形成的氧空位与Ba2+缺陷关联，增强了界面极化和极化率。

*钙系与过渡金属系共掺杂：BaTiO3与Mn2O3共掺杂形成的Ba0.95Mn0.05TiO3陶瓷，具有降低的损耗角正切（0.01%）和提高的能量储存密度，这归因于Mn2+掺杂产生的电荷补偿和能带结构调控。

结论

多元共掺杂是一种有效的策略，通过协同效应调控陶瓷电容器的介电性能，使其更符合现代电子设备的要求。协同机制涉及缺陷复合、晶格畸变调制、电荷补偿、界面极化增强和能带结构调控等方面。通过深入理解和优化多元共掺杂的协同效应，可以进一步提升陶瓷电容器的性能，满足日益增长的电子应用需求。第八部分掺杂对陶瓷电容器应用特性的优化关键词关键要点主题名称：掺杂对陶瓷电容器介电常数的调控

1.掺杂可以改变晶格结构，引入缺陷或取代离子，从而影响晶格极化、电子极化和界面极化，进而调控介电常数。

2.常见的掺杂元素包括donor离子（如Nb、T