1. Төп үҙенсәлектәре һәм кристаллографик төрлөлөгө карбид кремний
1.1 Атом төҙөлөшө һәм күп типик ҡатмарлылыҡ
(Кремний карбиды порошогы)
Кремний карбиды (SiC) ифрат тотороҡло ковалент решеткала урынлашҡан кремний һәм углерод атомдарынан торған ике матдә, ғәҙәттән тыш ҡатылығы менән билдәләнә, йылылыҡ үткәреүсәнлеге, һәм һанлы торлаҡ мөлкәте.
Ғәҙәти ярымүткәргестәрҙән айырмалы рәүештә, мәҫәлән, кремний йәки германий, SiC бер кристалл структураһында юҡ, шулай ҙа 100-ҙән ашыу йылда күренә. 250 үҙенсәлекле политиптар– с-күсәре буйлап кремний-углерод ике ҡатламдарының өйөм эҙмә-эҙлеге менән айырылып торған кристаллик типтар.
Иң юғары актуаль политиптар 3С-SiC 2 -нән тора. (куб, цинкбленда рамкаһы), 4Н-СИС, һәм 6Н-SiC (икеһе лә алты мөйөшлө), Һәр береһе нескә төрлө һанлы һәм йылылыҡ атрибуттарын күрһәтә.
Шулар араһында ., 4H-SiC айырыуса юғары ҡөҙрәтле һәм юғары йышлыҡлы һанлы гаджеттар өсөн өҫтөнлөк бирелә, сөнки уның юғары электрон һығылмалылығы һәм башҡа төрлө политиптарға ҡарағанда түбәнерәк ҡаршылыҡ ..
Көслө ковалент бәйләнеш– тирәһе составында. 88% ковалентлы һәм 12% ионлы шәхес– иҫ киткес механик ҡатылыҡты тәьмин итә, химик инертлыҡ, һәм радиация зыянына ҡаршы тороусанлыҡ, экстремаль мөхиттә процедура өсөн SiC яраҡлы итеү.
1.2 Электрон һәм йылылыҡ атрибуттары
SiC-тың электрон өҫтөнлөгө уның киң диапазон арауығынан килә, 1990 йылдан алып 100-гә тиклем. 2.3 эВ (3С-СиС) тиклем 3.3 эВ (4Н-СИС), ҡырҡа ҙурыраҡ кремний’s 1.1 эВ.
Был ҙур диапазон арауығы SiC гаджеттарының күпкә юғарыраҡ температура кимәлендә эшләү мөмкинлеген бирә .– тиклем 600 ° С– эске провайдер быуынһыҙ ҡоролма подавляющий, кремний нигеҙендәге электрон ҡоролмаларында мөһим сикләү.
Унан да бигерәк, SiC юғары мөһим электр ҡырының ныҡлығына эйә (~ 3 МВ/см), яҡынса кремнийҙан ун тапҡырға күберәк, нәҙегерәк дрейф ҡатламдарын һәм энергия ҡоролмаларында юғары өҙөклөк көсөргәнешен булдырыу мөмкинлеген бирә.
Уның йылылыҡ үткәреүсәнлеге . (~ 3,7– 4.9 4Н-SiC өсөн Вт/см · К) баҡырҙыҡынан да уҙып китә, йылылыҡты һөҙөмтәле таратыуҙа ярҙам итеү һәм юғары ҡөҙрәтле ҡушымталарҙа ҡатмарлы һыуытыу системаларына талапты кәметеү.
Юғары туйындырыу электрон тиҙлеге менән берләштерелгән (~ 2 × 10 см/с), был биналар SiC нигеҙендәге транзисторҙарҙы һәм диодтарҙы тиҙерәк үҙгәртергә мөмкинлек бирә, юғары көсөргәнеш менән эш итеү, һәм үҙҙәренең кремний аналогтарына ҡарағанда яҡшыраҡ энергетик күрһәткестәр менән эшләй.
Был сифаттар берлектә SiC-ты киләһе быуын энергия электроникаһы өсөн нигеҙ материалы итеп урынлаштыра, бигерәк тә электромобилдәрҙә, яңыртыла торған энергия системалары, һәм аэрокосмик технологиялар.
( Кремний карбиды порошогы)
2. Юғары сифатлы карбид кремний кристалдарын синтезлау һәм төҙөү
2.1 Физик парҙы ташыу аша масса кристалдарын үҫтереү
Юғары таҙалыҡтағы етештереү, монокристаллы SiC техник яҡтан йәйелдереүҙең иң ҡатмарлы аспекттары иҫәбенә инә, күбеһенсә юғары сублимация температураһы арҡаһында (~ 2700 ° С )һәм ҡатмарлы политиплы контроль.
Күмәкләп үҫтереүҙең алдынғы ысулы булып физик пар ташыу тора . (ПВТ) стратегия, өҫтәмә рәүештә үҙгәртелгән Лели ысулы тип атала, унда юғары таҙалыҡтағы SiC порошогы аргон атмосфераһында 100-ҙән ашыу температурала сублимациялана. 2200 ° C һәм яңынан орлоҡ кристаллы өҫтөнә һалынған.
Температура ҡалҡыулыҡтарын теүәл контролдә тотоу, газ әйләнеше, һәм баҫым мөһим, етешһеҙлектәрҙе кәметергә, мәҫәлән, микроторбалар, дислокациялар, һәм ҡоролманың һөҙөмтәлелеген түбәнәйткән политип өҫтәүҙәре.
Алға китештәргә ҡарамаҫтан, үҫеш темпы SiC кристалдары яй булыуын дауам итә– ғәҙәттә 0.1 тиклем 0.3 мм/сәғ– етештереү процесын энергия талап итә һәм ҡиммәтле итеү, кремний слиток етештереү менән сағыштырғанда.
Өҙлөкһөҙ тикшеренеүҙәр орлоҡ йүнәлешен көсәйтергә йүнәлтелгән ., допинг гармонияһы, һәм тигель планировкаһы кристаллдың юғары сифатын һәм масштаблылығын күтәреү өсөн.
2.2 Эпитаксиаль ҡатлам ултыртыу һәм ҡоролма әҙер субстраттар
Һанлы ҡоролма етештереү өсөн, химик пар ҡатламы ярҙамында күләмле субстрат өҫтөндә SiC-тың нәҙек эпитаксиаль ҡатламы киңәйтелә (Йөрәк-йөрәк ауырыуы), ғәҙәттә силан ҡулланыу (SiH 4) һәм лп (C 3 H ҺИГЕҘ) водород мөхитендә алда барыусылар булараҡ.
Был эпитаксиаль ҡатлам тығыҙлыҡты теүәл контролдә тотоуҙы күрһәтергә тейеш, дефект тығыҙлығы кәмей, һәм махсус допинг (n-типлы йәки p-типлы еңел алюминий менән азот менән) МОП һәм Шоттки диодтары кеүек энергия гаджеттарының энергетик төбәктәрен булдырыу өсөн.
Субстрат һәм эпитаксиаль ҡатлам араһындағы решеткалы тигеҙһеҙлек, йылылыҡ үҫеше айырмаһынан ҡабатланған көсөргәнеш менән бергә, Ҡаҙыҡлау етешһеҙлектәрен һәм винт дислокацияларын күрһәтә ала, улар ҡоралдың ышаныслылығына йоғонто яһай.
Алдынғы урында күҙәтеү һәм процесты оптималләштереү ысынында етешһеҙлектәр тығыҙлығын һиҙелерлек кәметкән, оҙайлы эксплуатация ваҡыты булған юғары етештереүсәнлекле SiC гаджеттарын бизнес етештереү мөмкинлеген бирә.
Өҫтәүенә, кремний менән ярашлы эшкәртеү ысулдарын алға ебәреү– тулыһынса ҡоро травление кеүек, ион имплантацияһы, һәм юғары температурала окисланыу– ғәмәлдәге ярымүткәргес етештереү линияларына берләштереүҙә ярҙам итте.
3. Ҡулланыу энергия электрон ҡоролмалары һәм энергетик сиселештәр
3.1 Юғары һөҙөмтәле энергияны үҙгәртеп ҡороу һәм электр мобильлеге
Карбид кремний ысынында заманса ҡөҙрәт электрон ҡоролмаларында төп материал булып килде ., Ҡайҙа уның юғары йышлыҡтарҙа бик аҙ юғалтыуҙар менән күсеү мөмкинлеге туранан-тура бәләкәйерәк ҙурлыҡтағыға тәржемә итә, еңелерәк, һәм өҫтәмә ышаныслы системалар.
Электромобилдәрҙә . (ЭВС), SiC нигеҙендәге инверторҙар тоҡ батареяһы ҡөҙрәтен электр двигателе өсөн кондиционерға үҙгәртә, тиклем йышлыҡтарҙа йүгерә. 100 кГц– ҡырҡа күберәк кремний нигеҙендәге инверторҙар– индуктивлыҡ һәм конденсаторҙар кеүек пассив өлөштәрҙең ҙурлығын кәметеү.
Был һөҙөмтәлә көсәйтелгән ҡөҙрәт ҡалынлығы ., киңәйтелгән водитель төрлөлөгө, һәм йылылыҡ менән идара итеүҙе көсәйткән, туранан-тура йөрөү өсөн мөһим ҡаршылыҡтар EV стилендә.
Һис шикһеҙ, автомобиль етештереүселәр һәм провайдерҙары үҙҙәренең привод системаларында SiC MOSFET-тарҙы үҙ ҡулына ала., ҡөҙрәт финанс экономияһына өлгәшеү– 10% кремний нигеҙендәге варианттарға ҡарата.
Шулай уҡ, борт зарядкаларында һәм тоҡ-тоҡ конвертерҙарында, SiC гаджеттары күпкә тиҙерәк зарядка һәм юғары етештереүсәнлек мөмкинлек бирә ., оҙайлы транспортҡа күсеүҙе тиҙләтеү.
3.2 Яңыртыла торған ресурстар һәм селтәрҙәр нигеҙендә
Фотоэлектрикта (ПВ) ҡояш инверторҙары, SiC энергия компоненттары коммутация һәм үткәреү юғалтыуҙарын кәметеп, үҙгәртеп ҡороу һөҙөмтәлелеген арттыра, бигерәк тә өлөшләтә тонналар аҫтында ҡояш энергияһын етештереүҙә таралған проблемалар.
Был ҡоролма ҡоролмалары дөйөм энергия ҡайтарыуын күтәрә һәм һыуытыу талаптарын түбәнәйтә., системаға хаҡтарҙы кәметеү һәм ышаныслылыҡты арттырыу.
Ел генераторҙарында ., SiC-нигеҙендә конвертерҙар менән эш итеү үҙгәрмәй йышлыҡ һөҙөмтәһе генераторҙар күпкә һөҙөмтәлерәк ., яҡшыраҡ селтәр комбинацияһы һәм ҡөҙрәт юғары сифатлы мөмкинлек бирә.
Үткән быуын ., SiC юғары көсөргәнешле туранан-тура булған (HVDC) тапшырыу системалары һәм ҡаты есемле трансформаторҙар, ҡайҙа уның юғары боҙолоу көсөргәнеш һәм йылылыҡ хәүефһеҙлеге ярҙамы компакт, алыҫ ерҙәрҙә минималь юғалтыуҙар менән юғары ҡөҙрәтле энергия бүлеү.
Был алға китештәр ҡартайыу электр селтәрҙәрен яҡшыртыу һәм дисперс һәм ваҡыт-ваҡыт экологик ресурстар өлөшөн киңәйтеү өсөн мөһим..
4. Экстремаль мөхит һәм квант технологияларында барлыҡҡа килгән ролдәр
4.1 Экстремаль проблемаларҙа операция: Аэрокосмос, Ядро, һәм тәрән ҡоҙоҡ ҡушымталары
Ҡатылыҡ SiC үткән электрониканы атмосфераға оҙайта, унда стандарт продукция етешһеҙлектәр кисерә.
Аэрокосмик һәм һаҡлау системаларында, SiC датчиктары һәм электрон ҡоролмалары юғары температурала теүәл эшләй, реактив двигателдәр янында юғары радиация шарттары, йөк машиналары ҡайтанан инеү, һәм бүлмә зондтары.
Уның радиация ҡатылығы уны атом электр станцияларын күҙәтеү һәм юлдаш электрон ҡоролмалары өсөн оптималь итә ., унда ионлаштырыусы нурланыш кремний ҡоролмаларын көсһөҙләндерергә мөмкин.
Нефть һәм газ баҙарында М., SiC-нигеҙендә сенсор блоктары скважина быраулау ҡоролмаларында ҡулланыла, температура кимәленә сыҙамлы булыу өсөн 100-ҙән тыш сыға. 300 ° C һәм коррозиялы химик мөхит, реаль ваҡытта мәғлүмәттәр һатып алыу мөмкинлеген бирә, һөҙөмтәлелекте яҡшыртыу өсөн юйыу.
Был ҡушымталар рычаг SiC’s мөмкинлектәрен һаҡлау өсөн архитектура намыҫлылыҡ һәм электр функциональ аҫтында механик ., термик, һәм химик стресс һәм борсолоу.
4.2 Фотоника һәм квант һиҙеү операцион системаларына хоҡуҡты берләштереү
Үткән классик электрон ҡоролмалары ., SiC квант технологиялары өсөн дәртләндергес система булып барлыҡҡа килә, сөнки оптик актив фактор етешһеҙлектәре күренә .– кеүек вакансиялар һәм кремний вакансиялар– спинға бәйле фотолюминесценцияны күрһәтә.
Был етешһеҙлектәрҙе бүлмә температураһы кимәлендә көйләргә мөмкин ., квант биттары булып сығыш яһай (кубиттар) йәки квант үҙ-ара тәьҫир итешеү һәм йыйыу өсөн бер фотонлы эмиттерҙар.
Киң диапазонлы һәм түбән үҙенсәлекле хеҙмәт күрһәтеүсе фокус оҙайлы спин когерентлыҡ ваҡыт мөмкинлек бирә, квант мәғлүмәттәрен эшкәртеү өсөн мөһим.
Унан да бигерәк, SiC микрофабрикация стратегиялары менән яраша, квант эмитерҙарын фотоник схемаларға һәм резонаторҙарға интеграциялау мөмкинлеген бирә.
Был ҡатнашма квант мөмкинлектәре һәм коммерция масштаблылыҡ урынлаштырыу SiC махсус продукт булараҡ күпер араһындағы арауыҡты фундаменталь квант фәндәре һәм файҙалы ҡоролма инженерияһы ..
Йәмғеһе ., карбид кремния стандарт үҙгәрештәр өсөн тора ярымүткәргес заманса технологиялар, ҡөҙрәт һөҙөмтәлелегендә тиңһеҙ күрһәткестәр ҡулланыу, йылылыҡ менән идара итеү, һәм экологик ныҡлыҡ.
Йәшел энергетика системаларын булдырыуҙан алып йыһан һәм квант донъяларында тикшеренеүҙе дауам итеүгә тиклем, SiC ҡала сиктәрен яңынан билдәләү өсөн, нимә юғары ғәмәлгә ашырыу мөмкинлеге ..
Һатыусы
RBOSCHCO — ышаныслы глобаль химик материалдар менән тәьмин итеүсе & етештереүсе менән 12 йыллыҡ тәжрибә супер юғары сифатлы химик матдәләр һәм наноматериалдар менән тәьмин итеү. Компания күп илдәргә экспорт ., кеүек АҠШ, Канада, Европа, БӘ, Көньяҡ Африка Республикаһы, Танзания, Кения, Мысыр ., Нигерия, Камерун, Уганда, Күркә ите, Мексика, Әзербайжан ., Бельгия, Кипр ., Чехия Республикаһы, Бразилия, Чили, Аргентина, Дубай, Япония, Корея, Вьетнам, Таиланд, Малайзия, Индонезия, Австралия,Германия ., Франция, Италия, Португалия һ.б.. Нанотехнологияларҙы үҫтереүҙең алдынғы етештереүсеһе булараҡ, РБОШКО баҙарында өҫтөнлөк итә. Беҙҙең профессиональ эш командаһы төрлө тармаҡтарҙа һөҙөмтәлелекте күтәреүгә ярҙам итеү өсөн идеаль хәл итеү сараларын тәьмин итә ., ҡиммәт булдырыу, һәм төрлө ауырлыҡтарҙы еңел генә еңеп сыға. Әгәр һеҙ эҙләйһегеҙ sic ҡушылмаһы, электрон почта аша ебәрегеҙ, зинһар.: Һатыу1@рбошко.ком
Тегтар: карбид кремния,карбид кремния мосфет,мосфет сик
Бөтә мәҡәләләр һәм һүрәттәр интернеттан алынған .. Әгәр ниндәй ҙә булһа авторлыҡ хоҡуғы мәсьәләләре, зинһар, беҙҙең менән бәйләнешкә инеү өсөн ваҡытында юйырға.
Беҙгә һорау бирегеҙ