1. Цахиурын карбидын үндсэн шинж чанар ба талстографийн төрөл зүйл
1.1 Атомын бүтэц ба политипийн нарийн төвөгтэй байдал
(Цахиурын карбидын нунтаг)
Цахиурын карбид (SiC) Энэ нь маш тогтвортой ковалент торонд тогтсон цахиур ба нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрдсэн хоёртын бодис юм., ер бусын хатуулагаараа тодорхойлогддог, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, болон дижитал орон сууцны өмч.
Цахиур эсвэл германий гэх мэт ердийн хагас дамжуулагчаас ялгаатай, SiC нь нэг талст бүтцэд байдаггүй, гэхдээ илүү их хэмжээгээр илэрдэг 250 өвөрмөц политипүүд– c тэнхлэгийн дагуу цахиур нүүрстөрөгчийн давхар давхаргын овоолгын дарааллаар ялгаатай талст хэлбэрүүд.
Хамгийн их хамааралтай политипүүд нь 3C-SiC-ээс бүрддэг (куб, цайрын блендын хүрээ), 4H-SiC, ба 6H-SiC (аль аль нь зургаан өнцөгт), тус бүр нь янз бүрийн дижитал болон дулааны шинж чанаруудыг харуулдаг.
Эдгээрийн дотор, 4H-SiC нь электроны илүү уян хатан чанар, бусад олон төрлийн политипүүдээс ялгаатай бага эсэргүүцэлтэй тул өндөр хүчин чадалтай, өндөр давтамжийн дижитал төхөөрөмжүүдэд илүүд үздэг..
Хүчтэй ковалент холбоо– тухай бүрдсэн 88% ковалент ба 12% ион шинж чанар– гайхалтай механик бат бөх чанарыг хангадаг, химийн идэвхгүй байдал, цацрагийн гэмтэлд тэсвэртэй байдал, SiC-ийг эрс тэс орчинд ажиллахад тохиромжтой болгох.
1.2 Электрон ба дулааны шинж чанарууд
SiC-ийн цахим давуу байдал нь түүний өргөн зурвасын зайнаас үүдэлтэй, -аас хамаарна 2.3 eV (3C-SiC) руу 3.3 eV (4H-SiC), цахиураас хамаагүй том 1.1 eV.
Энэхүү том зурвасын зай нь SiC гаджетуудыг илүү өндөр температурт ажиллах боломжтой болгодог– аль болох их 600 ° C– төхөөрөмжид хэт их ачаалал өгөх дотоод үйлчилгээ үзүүлэгч үүсгэхгүйгээр, цахиурт суурилсан электрон төхөөрөмжүүдийн амин чухал хязгаарлалт.
Цаашлаад, SiC нь өндөр чухал цахилгаан талбайн хүчийг эзэмшдэг (~ 3 МВ/см), цахиураас ойролцоогоор арав дахин их, цахилгаан төхөөрөмжүүдэд илүү нимгэн дрифт давхарга болон илүү их задралын хүчдэлийг идэвхжүүлдэг.
Түүний дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (~ 3.7– 4.9 Вт/см · 4H-SiC-ийн хувьд K) зэсээс давж гардаг, дулааныг үр ашигтайгаар тарааж, өндөр хүчин чадалтай хэрэглээний нарийн төвөгтэй хөргөлтийн системд тавигдах шаардлагыг бууруулна..
Өндөр ханасан электрон хурдтай (~ 2 × 10 ⁷ см/с), Эдгээр барилга нь SiC-д суурилсан транзистор ба диодыг илүү хурдан өөрчлөх боломжийг олгодог, илүү өндөр хүчдэлтэй ажиллах, мөн цахиуртай харьцуулахад илүү сайн эрчим хүчний үзүүлэлттэй ажилладаг.
Эдгээр чанарууд нь SiC-ийг дараагийн үеийн цахилгаан электроникийн үндсэн материал болгон байрлуулдаг, ялангуяа цахилгаан машинд, сэргээгдэх эрчим хүчний систем, болон сансрын технологи.
( Цахиурын карбидын нунтаг)
2. Өндөр чанартай цахиурын карбидын талстуудын нийлэгжилт ба бүтээц
2.1 Физик уурын тээвэрлэлтээр дамжуулан массын болор хөгжил
Өндөр цэвэршилттэй бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, нэг талст SiC нь түүний техникийн байршуулалтын хамгийн хэцүү талуудын нэг юм, ихэвчлэн сублимацийн өндөр температуртай байдаг (~ 2700 ° C )болон нарийн төвөгтэй политипийн хяналт.
Бөөн өсөлтийн тэргүүлэх арга бол физик уурын тээвэрлэлт юм (PVT) стратеги, нэмэлтээр өөрчилсөн Лели арга гэж нэрлэдэг, өндөр цэвэршилттэй SiC нунтаг нь аргоны агаар мандалд, түүнээс дээш температурт сублимация болдог 2200 ° C ба үрийн талст дээр дахин хадгална.
Температурын налууг нарийн хянах, хийн эргэлт, даралт нь бичил хоолой зэрэг согогийг багасгахад чухал ач холбогдолтой, мултрал, төхөөрөмжийн үр ашгийг бууруулдаг политип нэмэлтүүд.
Хөгжил дэвшлийг үл харгалзан, SiC талстуудын өсөлтийн хурд удаан хэвээр байна– ихэвчлэн 0.1 руу 0.3 мм/цаг– цахиурын ембүү үйлдвэрлэхтэй харьцуулахад энэ процессыг эрчим хүч их шаарддаг, үнэтэй болгодог.
Тасралтгүй судалгаа нь үрийн чиглэлийг сайжруулахад чиглэгддэг, допингийн эв нэгдэл, Болор дээд зэргийн чанар, өргөтгөх чадварыг сайжруулахын тулд тигелийн зохион байгуулалт.
2.2 Эпитаксиаль давхаргын тунадас ба төхөөрөмжид бэлэн субстратууд
Тоон төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд зориулагдсан, SiC-ийн нимгэн эпитаксиаль давхарга нь химийн уурын хуримтлалыг ашиглан задгай субстрат дээр өргөсдөг (ЗСӨ), ихэвчлэн силан хэрэглэдэг (SiH ₄) болон lp (C ₃ H НАЙМ) устөрөгчийн орчинд анхдагч болж.
Энэхүү эпитаксиаль давхарга нь нягтралын нарийн хяналтыг харуулах ёстой, согогийн нягтрал буурсан, болон тохируулсан допинг (n хэлбэрийн хувьд азоттой, эсвэл p хэлбэрийн хувьд хөнгөн жинтэй хөнгөн цагаан) MOSFET болон Schottky диод зэрэг цахилгаан хэрэгслийн эрчим хүчний бүсийг бий болгох.
Субстрат ба эпитаксиаль давхаргын хоорондох торны тэгш бус байдал, дулааны өсөлтийн зөрүүгээс үүсэх давтагдах стресстэй хамт, багажны найдвартай байдалд нөлөөлдөг овоолгын гэмтэл, шурагны мултрал зэргийг үзүүлж болно.
Сайжруулсан газар дээр нь тандалт хийх, үйл явцыг оновчтой болгох нь гажиг нягтралыг мэдэгдэхүйц бууруулсан., урт хугацааны ашиглалтын хугацаатай, өндөр хүчин чадалтай SiC гаджетуудыг бизнесийн үйлдвэрлэлд ашиглах боломжтой болгож байна.
Үүнээс гадна, цахиурт нийцсэн боловсруулах аргуудын дэвшил– бүрэн хуурай сийлбэр гэх мэт, ионы суулгац, болон өндөр температурт исэлдэлт– одоо байгаа хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн шугамыг нэгтгэхэд тусалсан.
3. Эрчим хүчний электрон төхөөрөмж болон эрчим хүчний шийдэл дэх хэрэглээ
3.1 Өндөр үр ашигтай цахилгаан хувиргалт ба цахилгаан хөдөлгөөн
Цахиурын карбид нь орчин үеийн цахилгаан төхөөрөмжүүдийн гол чулуу болсон материал болжээ, маш бага алдагдалтай өндөр давтамжтайгаар шилжих чадвар нь шууд жижиг хэмжээтэй болж хувирдаг, хөнгөн, болон нэмэлт найдвартай системүүд.
Цахилгаан машинд (цахилгаан машин), SiC-д суурилсан инвертер нь тогтмол гүйдлийн батерейны хүчийг цахилгаан моторын агааржуулагч болгон хувиргадаг, зэрэг давтамжтайгаар ажилладаг 100 кГц– цахиурт суурилсан инвертерүүдээс эрс илүү– индуктор ба конденсатор зэрэг идэвхгүй хэсгүүдийн хэмжээг багасгах.
Үүний үр дүнд эрчим хүчний зузаан нэмэгддэг, өргөтгөсөн жолоодлогын төрөл, болон сайжруулсан дулааны менежмент, EV загварын амин чухал саад бэрхшээлд шууд оролцдог.
Автомашины томоохон үйлдвэрлэгчид болон үйлдвэрлэгчид өөрсдийн жолоодлогын системд SiC MOSFET-ийг ашигласан., эрчим хүчний санхүүгийн хэмнэлтэд хүрэх 5– 10% цахиур дээр суурилсан сонголтуудаас ялгаатай.
Үүний нэгэн адил, цэнэглэгч болон DC-DC хувиргагчид, SiC гаджетууд нь илүү хурдан цэнэглэж, илүү өндөр гүйцэтгэлтэй байх боломжийг олгодог, удаан үргэлжлэх тээвэрт шилжих үйл явцыг хурдасгах.
3.2 Сэргээгдэх нөөц ба сүлжээний хүрээ
Фотоволтайкт (PV) нарны инвертерүүд, SiC тэжээлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь шилжих ба дамжуулалтын алдагдлыг бууруулж хувиргах гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлдэг, ялангуяа нарны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд түгээмэл тохиолддог хэсэгчилсэн тонн асуудлууд.
Энэхүү сайжруулалт нь нарны суурилуулалтын ерөнхий эрчим хүчний өгөөжийг нэмэгдүүлж, хөргөлтийн хэрэгцээг бууруулдаг, системийн үнийг бууруулж, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх.
Салхины генераторуудад, SiC-д суурилсан хувиргагч нь генераторуудын хувьсах давтамжийн үр дүнг илүү үр дүнтэй зохицуулдаг, илүү сайн сүлжээний хослол, эрчим хүчний өндөр чанарыг хангах.
Өнгөрсөн үе, SiC-ийг өндөр хүчдэлийн шууд сүлжээнд байрлуулж байна (HVDC) дамжуулах систем ба хатуу төлөвт трансформатор, хаана түүний өндөр эвдрэлийн хүчдэл болон дулааны аюулгүй байдлын дэмжлэг авсаархан, хол зайд хамгийн бага алдагдалтай өндөр хүчин чадалтай эрчим хүчний хуваарилалт.
Эдгээр дэвшил нь хуучирсан эрчим хүчний сүлжээг сайжруулах, тархай бутархай, үе үе байгальд ээлтэй нөөцийн өсөн нэмэгдэж буй хувийг хангахад чухал ач холбогдолтой юм..
4. Экстремаль орчин ба квант технологид шинээр гарч ирж буй үүрэг
4.1 Хэт их асуудалтай үед ажиллах: Сансар огторгуй, Цөмийн, болон гүний худгийн програмууд
SiC-ийн бат бөх чанар нь стандарт бүтээгдэхүүнүүд бүтэлгүйтдэг агаар мандалд өнгөрсөн электроникийг уртасгадаг.
Сансрын болон хамгаалалтын системд, SiC мэдрэгч болон электрон төхөөрөмжүүд нь өндөр температурт үнэн зөв ажилладаг, тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ойролцоо өндөр цацрагийн нөхцөл, ачааны машинуудыг дахин оруулах, болон өрөөний мэдрэгч.
Цацрагийн хатуу чанар нь атомын цахилгаан станцын хяналт, хиймэл дагуулын электрон төхөөрөмжүүдэд оновчтой болгодог, ионжуулагч цацрагт өртөх нь цахиурын төхөөрөмжийг сулруулдаг.
Газрын тос, байгалийн хийн зах зээлд, SiC-д суурилсан мэдрэгч төхөөрөмжүүд нь температурын түвшингээс хэтрэхийг тэсвэрлэхийн тулд цооногийн өрөмдлөгийн төхөөрөмжид ашиглагддаг. 300 ° C ба идэмхий химийн орчин, устгах гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд бодит цагийн өгөгдөл худалдан авах боломжийг олгодог.
Эдгээр програмууд нь механик хүчин чадлаар архитектурын үнэнч шударга байдал, цахилгаан функцийг хадгалах SiC-ийн чадварыг хөшүүрэг болгодог., дулааны, мөн химийн стресс, түгшүүр.
4.2 Фотоник ба квант мэдрэгч үйлдлийн системүүдтэй шууд хослуулсан
Өнгөрсөн сонгодог электрон төхөөрөмжүүд, SiC нь оптик идэвхтэй хүчин зүйлийн дутагдлыг харагдуулдаг тул квант технологид урам зориг өгөх систем болж байна.– divacancy, цахиурын сул орон тоо гэх мэт– эргэх хамааралтай фотолюминесценцийг харуулдаг.
Эдгээр согогийг өрөөний температурын түвшинд тохируулж болно, квант битийн үүрэг гүйцэтгэдэг (кубит) эсвэл квантын харилцан үйлчлэл болон хүлээн авахад зориулсан нэг фотон ялгаруулагч.
Өргөн хүрээний зай, төрөлхийн үйлчилгээ үзүүлэгчийн анхаарал төвлөрөл нь урт эргэлтийн уялдаа холбоог бий болгодог, квант өгөгдөл боловсруулахад зайлшгүй шаардлагатай.
Цаашлаад, SiC нь бичил үйлдвэрлэлийн стратегид нийцдэг, квант ялгаруулагчийг фотоник хэлхээ ба резонаторт нэгтгэх боломжийг олгодог.
Энэхүү квантын чадвар ба арилжааны өргөтгөх чадварын холимог SiC нь үндсэн квантын шинжлэх ухаан болон ашигтай төхөөрөмжийн инженерчлэлийн хоорондох зайг холбодог тусгай бүтээгдэхүүн юм..
Товчхондоо, Цахиурын карбид нь хагас дамжуулагч орчин үеийн технологийн стандарт өөрчлөлтийг илэрхийлдэг, эрчим хүчний үр ашгийн хувьд хосгүй гүйцэтгэлийг ашиглах, дулааны менежмент, болон экологийн бат бөх байдал.
Ногоон эрчим хүчний системийг бий болгохоос эхлээд сансар огторгуй, квант ертөнц дэх хайгуулыг үргэлжлүүлэх хүртэл, SiC нь хэрэгжүүлэх боломжтой зүйлсийн хязгаарыг дахин тодорхойлох хэвээр байна.
Худалдагч
RBOSCHCO бол дэлхийн химийн материалын найдвартай ханган нийлүүлэгч юм & гаруй нь үйлдвэрлэгч 12 өндөр чанартай химийн бодис, наноматериал нийлүүлэх олон жилийн туршлагатай. Тус компани нь олон оронд экспортлодог, АНУ гэх мэт, Канад, Европ, АНЭУ, Өмнөд Африк, Танзани, Кени, Египет, Нигери, Камерун, Уганда, Турк, Мексик, Азербайжан, Бельги, Кипр, Чех, Бразил, Чили, Аргентин, Дубай, Япон, Солонгос, Вьетнам, Тайланд, Малайз, Индонез, Австрали,Герман, Франц, Итали, Португал гэх мэт. Нанотехнологийн хөгжлийн тэргүүлэх үйлдвэрлэгчийн хувьд, RBOSCHCO зах зээлд ноёрхож байна. Манай мэргэжлийн ажлын баг нь янз бүрийн салбарын үр ашгийг дээшлүүлэхэд туслах төгс шийдлүүдийг санал болгодог, үнэ цэнийг бий болгох, янз бүрийн сорилт бэрхшээлийг амархан даван туулах. Хэрэв та хайж байгаа бол sic нэгдэл, хаяг руу имэйл илгээнэ үү: [email protected]
Шошго: цахиурын карбид,цахиурын карбид мосфет,mosfet sic
Бүх нийтлэл, зургийг интернетээс авсан болно. Зохиогчийн эрхийн асуудал байвал, устгахын тулд бидэнтэй холбоо барина уу.
Биднээс асуугаарай