1. Fitur dhasar lan macem-macem Crystallographic Silicon Carbide
1.1 Struktur Atom lan Kerumitan Polytypic
(Silicon Carbide Powder)
Silicon karbida (SiC) minangka zat binar sing kasusun saka silikon lan atom karbon sing disusun ing kisi-kisi kovalen sing stabil banget., diidentifikasi kanthi kekerasan sing luar biasa, konduktivitas termal, lan properti omah digital.
Ora kaya semikonduktor konvensional kayata silikon utawa germanium, SiC ora ana ing struktur kristal siji nanging katon luwih 250 polytypes sing khas– jinis kristal sing beda-beda ing urutan tumpukan silikon-karbon bilayer ing sumbu c.
Politipe sing paling relevan kalebu 3C-SiC (kubik, kerangka zincblende), 4H-SiC, lan 6H-SiC (loro heksagonal), saben nuduhake subtly macem-macem atribut digital lan termal.
Ing antarane iki, 4H-SiC luwih disenengi kanggo gadget digital kanthi daya dhuwur lan frekuensi dhuwur amarga keluwesan elektron sing luwih dhuwur lan resistensi sing luwih murah dibandhingake karo macem-macem politipe liyane..
Ikatan kovalen sing kuwat– dumadi babagan 88% kovalen lan 12% pribadine ion– nyedhiyakake kateguhan mekanik sing luar biasa, inertness kimia, lan resistance kanggo karusakan radiation, nggawe SiC cocok kanggo prosedur ing lingkungan sing ekstrim.
1.2 Atribut Elektronik lan Termal
Supremasi elektronik SiC asale saka celah pita sing amba, kang kisaran saka 2.3 eV (3C-SiC) kanggo 3.3 eV (4H-SiC), luwih gedhe tinimbang silikon 1.1 eV.
Celah pita gedhe iki ndadekake gadget SiC bisa digunakake ing tingkat suhu sing luwih dhuwur– minangka akeh minangka 600 ° C– tanpa generasi panyedhiya intrinsik akeh banget piranti, kendala penting ing piranti elektronik berbasis silikon.
Salajengipun, SiC nduweni kekuatan medan listrik sing penting (~ 3 MV/cm), kira-kira sepuluh kaping silikon, mbisakake lapisan drift tipis lan break mudhun voltase luwih ing piranti daya.
Konduktivitas termal sawijining (~ 3.7– 4.9 W/cm · K kanggo 4H-SiC) ngluwihi tembaga, mbantu mbuwang panas sing efisien lan nyuda kabutuhan sistem pendinginan rumit ing aplikasi daya dhuwur.
Digabungake karo kacepetan elektron jenuh dhuwur (~ 2 × 10 ⁷ cm/s), bangunan iki ndadekake transistor basis SiC lan dioda kanggo ngganti luwih cepet, menehi hasil karo voltase sing luwih dhuwur, lan operate kanthi kinerja energi sing luwih apik tinimbang mitra silikon.
Kualitas kasebut bebarengan nempatake SiC minangka bahan dhasar kanggo elektronik daya generasi sabanjure, utamané ing mobil listrik, sistem energi dianyari, lan teknologi aerospace.
( Silicon Carbide Powder)
2. Sintesis lan Konstruksi Kristal Silicon Carbide Berkualitas Tinggi
2.1 Pangembangan Kristal Massa liwat Transportasi Uap Fisik
Produksi kemurnian dhuwur, SiC kristal tunggal minangka salah sawijining aspek sing paling angel kanggo panyebaran teknis, biasane amarga suhu sublimasi sing dhuwur (~ 2700 ° C )lan kontrol polytype Komplek.
Teknik utama kanggo pertumbuhan akeh yaiku transportasi uap fisik (PVT) strategi, tambahan diarani minangka cara Lely dipunéwahi, kang wêdakakêna SiC kemurnian dhuwur disublimasi ing atmosfer argon ing suhu sing ngluwihi 2200 ° C lan disimpen maneh ing kristal wiji.
Kontrol sing tepat ing lereng suhu, sirkulasi gas, lan tekanan penting kanggo nyuda cacat kayata micropipes, dislokasi, lan tambahan polytype sing nyuda efisiensi piranti.
Senadyan kemajuan, tingkat wutah saka kristal SiC terus alon– biasane 0.1 kanggo 0.3 mm/jam– nggawe proses energi-intensif lan larang dibandhingake manufaktur ingot silikon.
Riset terus-terusan fokus ing ningkatake orientasi wiji, harmoni doping, lan tata letak crucible kanggo nambah kualitas ndhuwur kristal lan skalabilitas.
2.2 Deposisi Lapisan Epitaxial lan Substratum Siap Piranti
Kanggo nggawe piranti digital, lapisan epitaxial slim saka SiC ditambahi ing substratum akeh nggunakake deposition uap kimia (CVD), biasane nganggo silane (SiH ₄) lan lp (C ₃ H WALU) minangka cikal bakal ing atmosfer hidrogen.
Lapisan epitaxial iki kudu nuduhake kontrol kerapatan sing akurat, nyuda Kapadhetan cacat, lan doping sing disesuaikan (karo nitrogen kanggo n-jinis utawa aluminium entheng kanggo p-jinis) kanggo nggawe wilayah energik gadget daya kayata MOSFET lan dioda Schottky.
Ketimpangan kisi ing antarane lapisan substrat lan epitaxial, bebarengan karo kaku ambalan saka beda wutah termal, bisa nampilake kesalahan tumpukan lan dislokasi sekrup sing mengaruhi linuwih alat.
Pengawasan in-situ lan optimasi proses sing luwih maju wis nyuda densitas cacat, nggawe bisa kanggo produksi bisnis gadget SiC kinerja dhuwur karo umur operasional dawa.
Kajaba iku, kemajuan metode pangolahan sing cocog karo silikon– kayata etching rampung garing, implantasi ion, lan oksidasi suhu dhuwur– wis mbantu karo kombinasi menyang ana baris manufaktur semikonduktor.
3. Aplikasi ing Piranti Elektronik Daya lan Solusi Energi
3.1 Konversi Daya Efisiensi Tinggi lan Mobilitas Listrik
Silicon carbide wis bener dadi bahan kunci ing piranti elektronik daya modern, ngendi kemampuan kanggo ngalih liwat ing frekuensi dhuwur karo losses banget sethitik nerjemahake tengen menyang ukuran cilik, korek, lan sistem ekstra dipercaya.
Ing mobil listrik (EV), Inverter basis SiC ngowahi daya baterei DC dadi AC kanggo motor listrik, mlaku ing frekuensi minangka akeh minangka 100 kHz– dramatically luwih saka inverter basis Silicon– nyuda ukuran bagean pasif kaya induktor lan kapasitor.
Iki nyebabake kekandelan daya tambah, macem-macem driving lengkap, lan manajemen termal sing ditingkatake, langsung nekani alangan penting ing gaya EV.
Produsen lan panyedhiya otomotif sing penting wis njupuk MOSFET SiC ing sistem drivetrain, entuk tabungan finansial daya 5– 10% kontras kanggo opsi basis silikon.
Semono uga, ing pangisi daya onboard lan konverter DC-DC, Gadget SiC ngidini ngisi daya luwih cepet lan kinerja sing luwih dhuwur, nyepetake transisi menyang transportasi langgeng.
3.2 Sumber Daya lan Kerangka Grid sing Bisa Dianyari
Ing fotovoltaik (PV) inverter solar, Komponen daya SiC ngedongkrak kinerja konversi kanthi ngurangi mundhut switch lan konduksi, utamane ing masalah ton parsial sing umum ing pembangkit listrik tenaga surya.
Peningkatan iki mundhakaken bali energi umum saka solar setups lan sudo syarat cooling, nyuda prices sistem lan nambah linuwih.
Ing generator angin, Konverter basis SiC ngatasi asil frekuensi variabel saka generator kanthi luwih efektif, ngidini kombinasi kothak luwih apik lan daya kualitas dhuwur.
Generasi kepungkur, SiC lagi disebarake ing voltase dhuwur langsung ana (HVDC) sistem transmisi lan trafo solid-state, ngendi voltase malfunction dhuwur lan ndhukung keamanan termal kompak, distribusi daya kapasitas dhuwur karo losses minimal liwat adoh.
Kemajuan kasebut penting kanggo nambah jaringan listrik sing tuwa lan nyukupi bagean sumber daya sing kasebar lan ramah lingkungan..
4. Peran Muncul ing Lingkungan Ekstrim lan Teknologi Kuantum
4.1 Operasi ing Masalah Ekstrim: Aerospace, Nuklir, lan Aplikasi Deep-Well
Kekokohan SiC ndawakake elektronik kepungkur menyang atmosfer sing produk standar gagal.
Ing aerospace lan sistem pangayoman, Sensor SiC lan piranti elektronik beroperasi kanthi akurat ing suhu dhuwur, kahanan radiasi dhuwur cedhak mesin jet, lori mlebu maneh, lan probe kamar.
Soliditas radiasi ndadekake optimal kanggo pengawasan pembangkit listrik atom lan piranti elektronik satelit, ing ngendi paparan radiasi ionisasi bisa nyuda piranti silikon.
Ing pasar lenga lan gas, Unit sensing basis SiC digunakake ing piranti pengeboran downhole kanggo nahan tingkat suhu sing ngluwihi 300 ° C lan lingkungan kimia korosif, ngidini tuku data wektu nyata kanggo kinerja penghapusan sing luwih apik.
Aplikasi kasebut nggunakake kemampuan SiC kanggo njaga kejujuran arsitektur lan fungsionalitas listrik kanthi mekanik, termal, lan stres kimia lan kuatir.
4.2 Kombinasi langsung menyang Sistem Operasi Photonics lan Quantum Sensing
Piranti elektronik klasik kepungkur, SiC muncul minangka sistem sing nyengkuyung kanggo teknologi kuantum amarga visibilitas cacat faktor optik aktif.– kayata lowongan kerja lan lowongan silikon– sing nampilake photoluminescence gumantung spin.
Cacat iki bisa diatur ing tingkat suhu kamar, tumindak minangka bit kuantum (qubit) utawa emitter foton siji kanggo interaksi kuantum lan njupuk munggah.
Celah pita lebar lan fokus panyedhiya layanan inheren kurang mbisakake wektu koherensi spin sing dawa, penting kanggo pangolahan data kuantum.
Salajengipun, SiC kompatibel karo strategi mikrofabrikasi, ngidini integrasi emitter kuantum menyang sirkuit fotonik lan resonator.
Campuran kemampuan kuantum lan panempatan skalabilitas komersial SiC minangka produk khusus sing nyambungake ruang ing antarane ilmu kuantum dhasar lan teknik piranti sing migunani..
Ing ringkesan, silikon karbida stands kanggo owah-owahan standar ing teknologi modern semikonduktor, nggunakake kinerja unequalled ing efektifitas daya, manajemen termal, lan daya tahan ekologis.
Saka nggawe sistem energi sing luwih ijo kanggo njaga eksplorasi ing ruang angkasa lan jagad kuantum, SiC tetep nemtokake watesan apa sing bisa ditindakake.
Vendor
RBOSCCO minangka pemasok bahan kimia global sing dipercaya & pabrikan karo liwat 12 taun pengalaman nyedhiyakake bahan kimia lan Nanomaterials kualitas super. Perusahaan ngekspor menyang akeh negara, kayata USA, Kanada, Eropah, UAE, Afrika Kidul, Tanzania, Kenya, Mesir, Nigeria, Kamerun, Uganda, Turki, Meksiko, Azerbaijan, Belgia, Siprus, Republik Ceko, Brasil, Chili, Argentina, Dubai, Jepang, Korea, Vietnam, Thailand, Malaysia, Indonesia, Australia,Jerman, Prancis, Italia, Portugal lsp. Minangka produsen pangembangan nanoteknologi terkemuka, RBOSCCO ndominasi pasar. Tim kerja profesional kita nyedhiyakake solusi sing sampurna kanggo nambah efisiensi macem-macem industri, nggawe nilai, lan gampang ngatasi macem-macem tantangan. Yen sampeyan nggoleki senyawa sic, kirim email menyang: [email protected]
Tag: silikon karbida,silikon karbida mosfet,mosfet sic
Kabeh artikel lan gambar saka Internet. Yen ana masalah hak cipta, hubungi kita ing wektu kanggo mbusak.
Inquiry kita