1. Ko nga ahuatanga taketake me nga momo rereke o te Silicon Carbide
1.1 Hanganga ngota me te Rooputanga Polytypic
(Paura Silicon Carbide)
Silicon carbide (SiC) is a binary substance made up of silicon and carbon atoms set up in an extremely steady covalent latticework, identified by its extraordinary hardness, te kawe wera, me nga whare noho mamati.
Unlike conventional semiconductors such as silicon or germanium, SiC does not exist in a single crystal structure however manifests in over 250 distinctive polytypes– crystalline types that differ in the piling sequence of silicon-carbon bilayers along the c-axis.
The most highly relevant polytypes consist of 3C-SiC (pūtoru, zincblende framework), 4H-SiC, me te 6H-SiC (hexagonal e rua), each showing subtly various digital and thermal attributes.
Among these, 4H-SiC is especially preferred for high-power and high-frequency digital gadgets as a result of its higher electron flexibility and lower on-resistance contrasted to various other polytypes.
The strong covalent bonding– comprising about 88% covalent and 12% ionic personality– e whakarato ana i te uaua miihini whakamiharo, koretake matū, me te ātete ki te pakaru iraruke, te hanga SiC e tika ana mo nga mahi i roto i nga taiao tino nui.
1.2 Huanga Hiko me te Weariki
Ko te mana hiko o SiC i ahu mai i tana whanui whanui, e awhe mai ana 2.3 eV (3C-SiC) ki 3.3 eV (4H-SiC), tino nui atu i te silicon 1.1 eV.
Ma tenei waahi nui ka taea e nga taputapu SiC te mahi i nga taumata teitei ake o te pāmahana– rite nui rite 600 ° C– karekau he whakatipuranga o te kaiwhakarato tuuturu e kaha ana te taputapu, he herenga nui i roto i nga taputapu hiko-a-kirika.
I tua atu, Kei a SiC te kaha nui o te mara hiko (~ 3 MV/cm), tata ki te tekau nga wa o te silicon, te whakaahei i nga papa angiangi me te pakaru ngaohiko teitei i roto i nga taputapu hiko.
Ko tōna kawe werawera (~ 3.7– 4.9 W/cm · K mō te 4H-SiC) nui atu i te parahi, te awhina i te whakamaarama pai me te whakaheke i te hiahia mo nga punaha whakamahana uaua i roto i nga tono hiko teitei..
Kua whakauruhia ki te tere irahiko waiwai nui (~ 2 × 10 ⁷ cm/s), ko enei whare ka taea e nga transistors me nga diodes te huri tere ake, mahi ki ngaohiko teitei ake, me te mahi me te pai ake o te mahi kaha atu i o raatau hoa mahi silicon.
Ko enei huanga ka tuu tahi te SiC hei rauemi turanga mo nga hikohiko hiko o muri mai, ina koa i roto i nga motuka hiko, pūnaha pūngao whakahou, me nga hangarau aerospace.
( Paura Silicon Carbide)
2. Ko te Whakakotahitanga me te Hanganga o nga Tioata Waariki Silicon Carbide Kounga-nui
2.1 Whakawhanaketanga Tioata Papatipu na roto i te Kawenga Kohu Kohu tinana
Ko te hanga o te parakore teitei, Ko te SiC kirikiri kotahi tetahi o nga ahuatanga tino uaua o tana tukunga hangarau, te nuinga no te mea o tona pāmahana sublimation tiketike (~ 2700 ° C )me te mana whakahaere polytype.
Ko te tikanga matua mo te tipu nui ko te kawe kohu tinana (PVT) rautaki, ka kiia ko te tikanga Lely kua whakarereketia, kei roto nei te paura SiC tino parakore i roto i te hau argon i nga wera nui atu 2200 ° C ka tukuna ano ki runga i te karaihe kakano.
Te whakahaere tika i runga i nga pikinga pāmahana, tohanga hau, he mea nui te pehanga ki te whakaheke i nga koha penei i nga paipa moroiti, dislocations, me nga taapiri polytype e whakaheke ana i te pai o te taputapu.
Ahakoa te ahu whakamua, kei te puhoi tonu te tipu o nga tioata SiC– te tikanga 0.1 ki 0.3 mm/h– hanga te tukanga pūngao-kaha me te utu whakaritea ki te hanga ingot silicon.
Ko te rangahau tonu e aro ana ki te whakaniko i te whakatakotoranga kakano, te whakakotahitanga doping, me te whakatakotoranga para hei whakarei ake i te kounga teitei o te karaihe me te tauine.
2.2 Whakatakoto Paparanga Epitaxial me nga Substratums kua Riri-Whakaritea
Mo te hanga taputapu matihiko, he paparanga epitaxial angiangi o SiC kua whakaroahia ki runga i te tïpako nui ma te whakamahi i te waipara kohu matū (CVD), te nuinga o te whakamahi i te silane (SiH ₄) me te lp (C ₃ H WARU) hei tohu tuatahi i roto i te hauwai hauwai.
Ko tenei paparanga epitaxial me whakaatu te mana kiato tika, iti kiato koha, me te doping kua whakaritea (me te hauota mo te momo-n, konumohe marama ranei mo te momo-p) ki te hanga i nga rohe kaha o nga taputapu hiko penei i nga MOSFET me nga diodes Schottky.
Ko te kore riterite o te mahanga i waenga i te paparanga me te paparanga epitaxial, me te ahotea hoki mai i nga rereketanga o te tipu waiariki, Ka taea e koe te whakaatu i nga hapa o te puranga me nga wehenga wiri e pa ana ki te pono o nga taputapu.
Ko te maataki i roto i te waahi me te arotautanga tukanga kua tino heke iho nga koha koha, ka taea te hanga pakihi o nga taputapu SiC tino mahi me te roa o te mahi.
I tua atu, te ahunga whakamua o nga tikanga tukatuka hototahi-silicon– penei i te tarai tino maroke, whakaurunga katote, me te waiora teitei-mahana– kua awhina i te whakakotahitanga ki nga raina hangahanga semiconductor.
3. Nga tono i roto i nga taputapu hiko hiko me te otinga hiko
3.1 Te Hurihuri Hiko-Kairangi me te Mahinga Hiko
Ko te Silicon carbide kua tino noho hei taonga matua mo nga taputapu hiko hiko hou, ko tana kaha ki te huri i nga iarere teitei me te iti rawa o nga mate ka whakamaoritia ki te iti ake, mama, me nga punaha pono ake.
I roto i nga waka hiko (Nga EV), Ko nga kaitahuri-a-SiC ka huri i te mana pākahiko DC ki te whakamahana hau mo te motuka hiko, rere i iarere rite nui rite 100 kHz– tino nui ake i nga inverters-a-silicon– te whakaheke i te rahi o nga waahanga haungi penei i te inductors me te capacitors.
Ka hua tenei i te matotoru o te kaha, momo taraiwa roa, me te whakapai ake i te whakahaerenga waiariki, te haere tika ki nga aukati tino nui i roto i te momo EV.
Ko nga kaihanga miihini nui me nga kaiwhakarato kua mau ki nga SiC MOSFET i roto i o raatau punaha taraiwa, te whakatutuki i te mana penapena putea 5– 10% he rereke ki nga whiringa e pa ana ki te silicon.
Waihoki, i roto i nga riihi o runga me nga kaitahuri DC-DC, Ko nga taputapu SiC ka taea te utu tere me te mahi teitei ake, te whakatere i te whakawhiti ki te kawe waka pumau.
3.2 Rauemi Whakahou me te Anga Matiti
I roto i te photovoltaic (PV) hurihanga solar, Ko nga waahanga hiko SiC e whakanui ana i nga mahi hurihanga ma te whakaiti i nga huringa me nga mate whakaheke, otira i raro i nga raru toni e kitea ana i roto i te whakangao hiko solar.
Ma tenei whakanikotanga ka piki ake te hokinga mai o te kaha o nga setup solar me te whakaheke i nga whakaritenga whakamahana, te whakaiti i nga utu o te punaha me te whakarei ake i te pono.
I roto i nga kaihanga hau, Ko nga kaitahuri-a-SiC he pai ake te mahi ki nga putanga auau rereke mai i nga kaihanga, kia pai ake te whakakotahitanga matiti me te mana kounga teitei.
Reanga o mua, Kei te horahia a SiC ki nga ngaohiko teitei o naianei (HVDC) nga punaha tuku me nga kaitahuri ahua totoka, kei te tautoko te ngaohiko kino nui me te whakamarumaru waiariki kiato, te tohatoha hiko kaha nui me te iti o nga mate i tawhiti.
He mea nui enei ahunga whakamua mo te whakapai ake i nga matiti hiko tawhito me te whakauru i te waahanga whanui o nga rauemi marara me nga rauemi taiao..
4. Te Putanga o nga Mahi i roto i te Taiao-Tino me nga Hangarau Quantum
4.1 Mahi i roto i nga Raruraru Nui: Aerospace, Nuclear, me nga tono Pai-Hohonu
Ko te pakari o te SiC ka roa te hikohiko o mua ki roto i nga hau ka taka nga hua paerewa.
I roto i te aerospace me nga punaha tiaki, Ko nga puoro SiC me nga taputapu hiko e mahi tika ana i roto i te wera-teitei, nga tikanga irirangi teitei e tata ana ki nga miihini jet, taraka whakauru ano, me nga tirotiro ruma.
Ko te pakari o te iraruke e tino pai ana mo te tirotiro i nga tipu hiko ngota me nga taputapu hiko amiorangi, i reira ka taea e te rongo ki te iraruke katote te ngoikore i nga taputapu silicon.
I te maakete hinu me te hau, Ko nga waeine tairongo-a-SiC e whakamahia ana i roto i nga taputapu keri o raro ki te tu atu i nga taumata pāmahana ki tua atu 300 ° C me nga taiao matū pirau, e tuku ana i te hoko raraunga tuuturu mo te pai ake o te mahi tango.
Ka whakamahia e enei tono te kaha o SiC ki te pupuri i te pono o te hoahoanga me te mahi hiko i raro i te miihini, waiariki, me te ahotea matū me te awangawanga.
4.2 Whakakotahitanga tika ki te Photonics me te Quantum Sensing Operating System
Nga taputapu hiko o mua, Kei te puta ake a SiC hei punaha whakatenatena mo nga hangarau quantum na te kitea o nga koha o nga waahanga mahi mata.– penei i nga watea me nga waahi kirikiri– e whakaatu ana i te photoluminescence e whakawhirinaki ana ki te hurihuri.
Ko enei hapa ka taea te whakatika i te taumata pāmahana rūma, te mahi hei moka kuantum (qubits) he kaiwhakaputa whakaahua-kotahi ranei mo te taunekeneke me te kohi.
Ko te aputa whanui me te iti o te arotahi o te kaiwhakarato ratonga ka taea te roa o nga wa honohono, he mea nui mo te tukatuka raraunga quantum.
I tua atu, He hototahi a SiC ki nga rautaki hanga miihini, te tuku i te whakaurunga o nga kaiwhakaputa quantum ki nga iahiko whakaahua me nga resonator.
Ko tenei whakakotahitanga o te kaha o te rahi me nga tuunga tauineine arumoni SiC hei hua motuhake hei hono i te mokowhiti i waenga i te putaiao matua me te miihini taputapu whaihua..
Hei whakarāpopototanga, Ko te carbide silicon te tohu mo te huringa paerewa i roto i nga hangarau hou o te semiconductor, te whakamahi i nga mahi kore e rite ki te kaha o te mana, whakahaere waiariki, me te mauroa rauropi.
Mai i te whai waahi mo nga punaha hiko kaakaariki ki te whakapumau i te tuhura i te waahi me te ao nui, Ka noho tonu a SiC ki te tautuhi ano i nga rohe o nga mea ka taea.
Kaihoko
Ko RBOSCHCO he kaiwhakarato rawa matū o te ao & kaihanga ki runga 12 tau te wheako ki te whakarato i nga matū tino kounga teitei me nga Nanomaterials. Ka kaweake e te kamupene ki nga whenua maha, penei i te USA, Kanata, Uropi, UAE, Āwherika ki te Tonga, Tanzania, Kenya, Ihipa, Nigeria, Cameroon, Uganda, Tureke, Mehiko, Azerbaijan, Belgium, Kaiperu, Czech Republic, Paratira, Chile, Argentina, Dubai, Hapani, Korea, Vietnam, Thailand, Mareia, Indonesia, Ahitereiria,Tiamana, Parani, Itari, Potukara etc. Hei kaihanga whanaketanga nanotechnology matua, Ko RBOSCHCO te rangatira o te maakete. Ka whakaratohia e ta maatau roopu mahi ngaio nga otinga tino pai hei awhina i te whakapai ake i te pai o nga momo ahumahi, hanga uara, me te ngawari ki te whakatutuki i nga momo wero. Mena kei te rapu koe pūhui sic, tukuna mai he imeera ki: [email protected]
Tohu: carbide silicon,mosfet carbide silicon,mosfet sic
Ko nga tuhinga me nga pikitia katoa no te Ipurangi. Mena he take mana pupuri, tena koa whakapiri mai ki a maatau ki te whakakore.
Uiui mai