សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន: សមា្ភារៈដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់សម្រាប់បរិស្ថានខ្លាំង កម្មវិធីប្រើប្រាស់ទ្រនាប់សេរ៉ាមិច

1. រចនាសម្ព័នគ្រីស្តាល់ និងពហុមុខងារនៃស៊ីលីកុនកាបូន

1.1 ពហុប្រភេទគូប និងឆកោន: ពី 3C ដល់ 6H និងអតីតកាល

(សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន)

ស៊ីលីកុនកាបូន (ស៊ី.ស៊ី) គឺជាសេរ៉ាមិចដែលប្រកាន់ខ្ជាប់យ៉ាងខ្ជាប់ខ្ជួន ដែលផ្សំឡើងដោយអាតូមស៊ីលីកុន និងកាបូនដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងការធ្វើស៊ីសង្វាក់ tetrahedral, ការបង្កើតប្រព័ន្ធស្មុគ្រស្មាញបំផុតមួយនៃ polytypism នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ.

មិនដូចសេរ៉ាមិចជាច្រើនដែលមានក្របខ័ណ្ឌគ្រីស្តាល់ថេរតែម្នាក់ឯង, SiC មាន​ស្រាប់ 250 polytypes ល្បី– លំដាប់គំនរដាច់ដោយឡែកនៃស្រទាប់ Si-C ដែលបិទជិតតាមអ័ក្សគ– ប្រែប្រួលពីគូប 3C-SiC (បន្ថែមពីលើនេះត្រូវបានគេហៅថា β-SiC) ទៅ ប្រាំមួយ 6H-SiC និង rhombohedral 15R-SiC.

មួយក្នុងចំណោមប្រភេទ polytypes ធម្មតាបំផុតដែលប្រើក្នុងកម្មវិធីរចនាគឺ 3C (គូប), 4ហ, និង 6H (ទាំង​ប្រាំមួយ​), នីមួយៗបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធក្រុមអេឡិចត្រូនិចផ្សេងៗ និងចរន្តកំដៅ.

3ស៊ី-ស៊ីស៊ី, ជាមួយនឹងគ្រោងការណ៍លាយស័ង្កសីរបស់វា។, មានចន្លោះតូចចង្អៀតបំផុត។ (~ 2.3 អ៊ីវី) ហើយជាធម្មតាត្រូវបានពង្រីកនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនសម្រាប់ឧបករណ៍ semiconductor, ខណៈពេលដែល 4H-SiC ផ្តល់នូវភាពបត់បែននៃអេឡិចត្រុងដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់ និងត្រូវបានពេញចិត្តសម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចដែលមានថាមពលខ្ពស់។.

ការផ្សារភ្ជាប់កូវ៉ាលេនដ៏រឹងមាំ និងធម្មជាតិទិសដៅនៃស៊ី– ចំណង C ផ្តល់ភាពរឹងមាំពិសេស, សុវត្ថិភាពកម្ដៅ, និងភាពធន់នឹងការរអិល និងការវាយប្រហារគីមី, ធ្វើឱ្យ SiC ល្អសម្រាប់កម្មវិធីបរិស្ថានខ្លាំង.

1.2 បញ្ហា, សារធាតុញៀន, និង Digital Residence

ដោយមិនគិតពីភាពស្មុគស្មាញនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។, SiC អាចត្រូវបាន doped ដើម្បីទទួលបានទាំង n-type និង p-type conductivity, អនុញ្ញាតឱ្យប្រើវានៅក្នុងឧបករណ៍ semiconductor.

អាសូត និងផូស្វ័រ ដើរតួជាអ្នកបំពុល, ណែនាំអេឡិចត្រុងចូលទៅក្នុងក្រុមបញ្ជូន, ខណៈពេលដែលអាលុយមីញ៉ូមទម្ងន់ស្រាល និង boron ធ្វើការជាអ្នកទទួល, ផលិតរន្ធនៅក្នុងក្រុម valence.

យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ, ប្រសិទ្ធភាពនៃសារធាតុ doping ប្រភេទ p ត្រូវបានកម្រិតដោយថាមពលសកម្មខ្ពស់។, ជាពិសេសនៅក្នុង 4H-SiC, ដែលបង្កឧបសគ្គសម្រាប់ប្លង់ឧបករណ៍ bipolar.

ពិការភាពដើមដូចជាការដាក់វីសខុស, មីក្រូបំពង់, ហើយកំហុសក្នុងគំនរអាចធ្វើឲ្យដំណើរការឧបករណ៍ចុះខ្សោយ ដោយដើរតួជាគ្រឿងបរិក្ខារផ្សំឡើងវិញ ឬវគ្គលេចធ្លាយ, ទាមទារការអភិវឌ្ឍន៍គ្រីស្តាល់តែមួយកំពូលសម្រាប់កម្មវិធីអេឡិចត្រូនិច.

គម្លាតដ៏ធំ (2.3– 3.3 eV អាស្រ័យលើប្រភេទពហុ), តំបន់អគ្គិសនីបរាជ័យខ្ពស់។ (~ 3 MV/cm), និងចរន្តកំដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ (~ ៣– 4 W/m · K សម្រាប់ 4H-SiC) ធ្វើឱ្យ SiC ប្រសើរជាងស៊ីលីកុនក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។, វ៉ុលខ្ពស់។, និងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចដែលមានថាមពលប្រេកង់ខ្ពស់។.

2. ការគ្រប់គ្រង និងការរចនាមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ

( សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន)

2.1 បច្ចេកទេស Sintering និង Densification

Silicon carbide គឺជាធម្មជាតិដែលពិបាកក្នុងការធ្វើឱ្យមានដង់ស៊ីតេដោយសារតែការភ្ជាប់ covalent ដ៏រឹងមាំរបស់វា និងកាត់បន្ថយមេគុណនៃការសាយភាយដោយខ្លួនឯង, ត្រូវការបច្ចេកទេសកែច្នៃប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត ដើម្បីទទួលបានដង់ស៊ីតេពេញលេញ ដោយគ្មានសារធាតុបន្ថែម ឬដោយមានជំនួយពីការដុតតិចតួចបំផុត.

ការដុតម្សៅដោយគ្មានសម្ពាធនៃម្សៅ SiC គឺអាចធ្វើទៅបានជាមួយនឹងការពង្រឹងសារធាតុ boron និងកាបូន។, ដែលលើកកម្ពស់ដង់ស៊ីតេដោយការលុបបំបាត់ស្រទាប់អុកស៊ីត និងបង្កើនការសាយភាយនៃសភាពរឹង.

ការរុញក្តៅអនុវត្តសម្ពាធ uniaxial កំឡុងពេលកំដៅផ្ទះ, អនុញ្ញាតឱ្យមានដង់ស៊ីតេពេញលេញនៅកម្រិតសីតុណ្ហភាពថយចុះ (~ 1800– 2000 °គ )និងបង្កើតគ្រាប់ធញ្ញជាតិល្អ។, សមាសធាតុកម្លាំងខ្ពស់ ល្អសម្រាប់កាត់បន្ថយឧបករណ៍ និងដាក់លើផ្នែកផ្សេងៗ.

សម្រាប់រូបរាងធំឬស្មុគស្មាញ, ការភ្ជាប់ឆ្លើយតបត្រូវបានប្រើ, ដែលជាកន្លែងដែល porous carbon preforms ត្រូវបានជ្រាបចូលជាមួយ molten silicon នៅ ~ 1600 °គ, បង្កើត β-SiC នៅក្នុងកន្លែងជាមួយនឹងការរួញតូច.

យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ, ស៊ីលីកុនដែលមិនមានតម្លៃសំណល់ (~ ៥– 10%) នៅតែមាននៅក្នុង microstructure, ការកំណត់ប្រសិទ្ធភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងភាពធន់ទ្រាំអុកស៊ីតកម្មខាងលើ 1300 °គ.

2.2 ការផលិតបន្ថែម និងការផលិតរាងជិតសុទ្ធ

របកគំហើញបច្ចុប្បន្នក្នុងការផលិតសារធាតុបន្ថែម (ព្រឹក), ជាពិសេស binder jetting និង stereolithography ដោយប្រើម្សៅ SiC ឬសារធាតុប៉ូលីម៊ែរ preceramic, អនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតធរណីមាត្រស្មុគស្មាញដែលពីមុនមិនអាចសម្រេចបានជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តសាមញ្ញ.

នៅក្នុងសេរ៉ាមិចដែលបានមកពីវត្ថុធាតុ polymer (ភី.ឌី.ស៊ី) ផ្លូវ, វត្ថុរាវ SiC forerunners ត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមរយៈការបោះពុម្ព 3D ហើយបន្ទាប់មក pyrolyzed នៅកំដៅដើម្បីបង្កើត amorphous ឬ nanocrystalline SiC, ជាធម្មតាត្រូវការដង់ស៊ីតេបន្ថែមទៀត.

បច្ចេកទេសទាំងនេះកាត់បន្ថយតម្លៃម៉ាស៊ីន និងកាកសំណល់ផលិតផល, ធ្វើឱ្យ SiC កាន់តែមានសម្រាប់លំហអាកាស, នុយក្លេអ៊ែរ, និងកម្មវិធីផ្លាស់ប្តូរកំដៅដែលប្លង់ស្មុគស្មាញបង្កើនប្រសិទ្ធភាព.

សកម្មភាពក្រោយដំណើរការ ដូចជាការជ្រៀតចូលនៃចំហាយគីមី (CVI) ឬការជ្រាបទឹកស៊ីលីកុន (LSI) ពេលខ្លះត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីបង្កើនដង់ស៊ីតេ និងស្ថេរភាពមេកានិច.

3. មេកានិក, កំដៅ, និងប្រសិទ្ធភាពបរិស្ថាន

3.1 កម្លាំង, រឹង, និងប្រើប្រាស់ Resistance

Silicon carbide ជាប់ចំណាត់ថ្នាក់ក្នុងចំណោមផលិតផលដែលពិបាកទទួលស្គាល់បំផុត។, ជាមួយនឹងភាពរឹងមាំ Mohs នៃ ~ 9.5 និងភាពរឹងមាំរបស់ Vickers លើស 25 ពិន្ទុមធ្យម, ធ្វើឱ្យវាមានភាពស៊ាំខ្ពស់ទៅនឹងសំណឹក, ការបែកបាក់, និងការកោស.

កម្លាំងបត់បែនរបស់វាជាទូទៅមានចាប់ពី 300 ទៅ 600 MPa, ពឹងផ្អែកលើវិធីសាស្រ្តកែច្នៃ និងទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ, ហើយវារក្សាភាពរឹងនៅសីតុណ្ហភាពរហូតដល់ 1400 ° C នៅក្នុងបរិយាកាសអសកម្ម.

កម្លាំងបាក់ឆ្អឹង, ខណៈពេលដែលមានកម្រិតមធ្យម (~ ៣– 4 MPa · m 1ST / TWO), គឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់កម្មវិធីស្ថាបត្យកម្មជាច្រើន។, ជាពិសេសនៅពេលដែលរួមបញ្ចូលជាមួយនឹងការគាំទ្រសរសៃនៅក្នុងសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច (CMCs).

CMCs ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SiC ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងទួរប៊ីន, ស្រទាប់ដុត, និងប្រព័ន្ធហ្វ្រាំង, ដែលជាកន្លែងដែលពួកគេផ្តល់នូវការសន្សំទម្ងន់, ប្រសិទ្ធភាពឧស្ម័ន, និងអាយុកាលសេវាកម្មយូរជាងសមមូលលោហធាតុ.

ភាពធន់ទ្រាំពាក់ពិសេសរបស់វាធ្វើឱ្យ SiC ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់ការផ្សាភ្ជាប់, សត្វខ្លាឃ្មុំ, ធាតុបូម, និងខែលផ្លោង, ដែលជាកន្លែងដែលភាពរឹងមាំនៅក្រោមការផ្ទុកមេកានិចខ្លាំងគឺសំខាន់.

3.2 ចរន្តកំដៅ និងសុវត្ថិភាពអុកស៊ីតកម្ម

មួយនៃអចលនទ្រព្យលំនៅដ្ឋាន ឬពាណិជ្ជកម្មដែលមានប្រយោជន៍បំផុតរបស់ SiC គឺចរន្តកំដៅខ្ពស់របស់វា។– ប្រមាណ 490 W/m · K សម្រាប់គ្រីស្តាល់តែមួយ 4H-SiC និង ~ 30– 120 W/m · K សម្រាប់ប្រភេទប៉ូលីគ្រីស្តាល់– លើសពីលោហធាតុជាច្រើន និងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់ការសាយភាយកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព.

ទ្រព្យសម្បត្តិលំនៅដ្ឋាននេះមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងអេឡិចត្រូនិចថាមពល, ដែលជាកន្លែងដែលឧបករណ៍ SiC បង្កើតកំដៅកាកសំណល់តិចជាងច្រើន ហើយអាចដំណើរការនៅដង់ស៊ីតេថាមពលធំជាងឧបករណ៍ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន.

នៅកម្រិតសីតុណ្ហភាពកើនឡើងនៅក្នុងបរិស្ថានអុកស៊ីតកម្ម, SiC បង្កើតស៊ីលីកាការពារ (ស៊ីអូ₂) ស្រទាប់ដែលកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្មបន្ថែម, ផ្តល់នូវភាពរឹងមាំខាងអេកូឡូស៊ីល្អដូចទៅនឹង ~ 1600 °គ.

យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ, នៅក្នុងបរិយាកាសដែលសំបូរទៅដោយចំហាយទឹក។, ស្រទាប់នេះអាចប្រែប្រួលដូចជា Si(អូ)₄, បណ្តាលឱ្យមានការពន្លឿនការរិចរិល– បញ្ហាប្រឈមដ៏សំខាន់នៅក្នុងកម្មវិធីទួរប៊ីនឧស្ម័ន.

4. កម្មវិធីកម្រិតខ្ពស់នៅក្នុងថាមពល, ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក, និងអវកាស

4.1 ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកថាមពល និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក

Silicon carbide បានផ្លាស់ប្តូរថាមពលអេឡិចត្រូនិចដោយធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់ឧបករណ៍ដូចជា Schottky diodes, MOSFETs, និង JFETs ដែលដំណើរការនៅតង់ស្យុងខ្ពស់ជាង, ប្រេកង់, និងសីតុណ្ហភាពជាងការផ្គូផ្គងស៊ីលីកុន.

ឧបករណ៍ទាំងនេះកាត់បន្ថយការបាត់បង់ថាមពលនៅក្នុងរថយន្តអគ្គិសនី, អាំងវឺតទ័រថាមពលកកើតឡើងវិញ។, និងម៉ូទ័រអេឡិចត្រិចពាណិជ្ជកម្ម, បន្ថែមលើការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពថាមពលសកល.

សមត្ថភាពដំណើរការនៅកម្រិតសីតុណ្ហភាពប្រសព្វ 200 ° C អនុញ្ញាតឱ្យប្រព័ន្ធត្រជាក់ដែលសម្រួល និងបង្កើនភាពជឿជាក់នៃប្រព័ន្ធ.

លើសពីនេះទៀត។, SiC wafers ត្រូវបានគេប្រើជាស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ gallium nitride (ហ្គាន) epitaxy នៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រចល័តអេឡិចត្រូនិចខ្ពស់។ (HEMTs), ការរួមបញ្ចូលនូវគុណសម្បត្តិនៃ semiconductors ទាំងពីរធំទូលាយ.

4.2 នុយក្លេអ៊ែរ, លំហអាកាស, និងឧបករណ៍អុបទិក

នៅក្នុងរោងចក្រថាមពលអាតូមិច, SiC គឺជាធាតុសំខាន់នៃការបិទភ្ជាប់ប្រេងឥន្ធនៈដែលធន់នឹងគ្រោះថ្នាក់, ដែលជាកន្លែងដែលកាត់បន្ថយការស្រូបយកនឺត្រុងផ្នែកឆ្លងកាត់របស់វា។, ភាពធន់នឹងវិទ្យុសកម្ម, និងភាពធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសុវត្ថិភាព និងសុវត្ថិភាព និងប្រសិទ្ធភាព.

នៅក្នុងលំហអាកាស, សមាសធាតុពង្រឹងសរសៃ SiC ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងម៉ាស៊ីនយន្តហោះ និងរថយន្តដែលមានល្បឿនលឿនជាងសំឡេងសម្រាប់ទម្ងន់ស្រាល និងស្ថេរភាពកម្ដៅរបស់ពួកគេ។.

លើសពីនេះទៀត។, កញ្ចក់ SiC រលោងជ្រុលត្រូវបានប្រើប្រាស់កែវពង្រីកមុនដែលជាលទ្ធផលនៃសមាមាត្រភាពរឹងទៅនឹងដង់ស៊ីតេខ្ពស់របស់ពួកគេ។, ស្ថេរភាពកម្ដៅ, និងភាពធន់នឹងភាពរដុបនៃអនុ nanometer.

សរុបមក, សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុន កាបៃ ឈរសម្រាប់ថ្មសំខាន់នៃវត្ថុធាតុដើមទំនើប, រួមបញ្ចូលគ្នានូវមេកានិចដ៏អស្ចារ្យ, កម្ដៅ, និងលក្ខណៈសម្បត្តិឌីជីថល.

ជាមួយនឹងការគ្រប់គ្រងជាក់លាក់នៃ polytype, រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ, និងការដោះស្រាយ, SiC នៅតែអាចបង្កើតការច្នៃប្រឌិតបច្ចេកវិទ្យានៅក្នុងថាមពល, ដឹកជញ្ជូន, និងវិស្វកម្មការកំណត់ខ្លាំង.

5. អ្នកផ្គត់ផ្គង់

TRUNNANO គឺជាអ្នកផ្គត់ផ្គង់ម្សៅ Tungsten ស្វ៊ែរជាមួយនឹងជាង 12 បទពិសោធន៍ជាច្រើនឆ្នាំក្នុងការអភិរក្សថាមពលសំណង់ណាណូ និងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យាណាណូ. វាទទួលយកការទូទាត់តាមរយៈកាតឥណទាន, T/T, West Union និង Paypal. Trunnano នឹងដឹកជញ្ជូនទំនិញទៅកាន់អតិថិជននៅក្រៅប្រទេសតាមរយៈ FedEx, DHL, តាមអាកាស, ឬតាមសមុទ្រ. ប្រសិនបើអ្នកចង់ដឹងបន្ថែមអំពីម្សៅ Tungsten ស្វ៊ែរ, សូមមានអារម្មណ៍សេរីក្នុងការទាក់ទងមកយើងខ្ញុំ ហើយផ្ញើការសាកសួរ([email protected]).
ស្លាក: ស៊ីលីកុនកាបោនសេរ៉ាមិច,ផលិតផលសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន, សេរ៉ាមិចឧស្សាហកម្ម

អត្ថបទ និងរូបភាពទាំងអស់គឺមកពីអ៊ីនធឺណិត. ប្រសិនបើមានបញ្ហារក្សាសិទ្ធិ, សូមទាក់ទងមកយើងខ្ញុំទាន់ពេលដើម្បីលុប.

សាកសួរពួកយើង