1. Awọn ẹya ipilẹ ati Awọn oriṣiriṣi Crystallographic ti Silicon Carbide
1.1 Atomic Be ati Polytypic Intricacy
(Silikoni Carbide lulú)
Silikoni carbide (SiC) jẹ nkan alakomeji ti o jẹ ti ohun alumọni ati awọn ọta erogba ti a ṣeto sinu iṣẹ lattice covalent ti o duro gaan, mọ nipasẹ awọn extraordinary líle rẹ, gbona elekitiriki, ati awọn ohun-ini ibugbe oni-nọmba.
Ko dabi awọn semikondokito mora gẹgẹbi ohun alumọni tabi germanium, SiC ko si tẹlẹ ninu ẹyọ kristali kan sibẹsibẹ farahan ni ipari 250 pato polytypes– awọn oriṣi kirisita ti o yatọ ni ọna piling ti ohun alumọni-erogba bilayers lẹgbẹẹ c-axis.
Awọn polytypes ti o ni ibatan pupọ julọ ni 3C-SiC (onigun, zincblende ilana), 4H-SiC, ati 6H-SiC (mejeji hexagonal), ọkọọkan n ṣe afihan ọpọlọpọ oni-nọmba ati awọn abuda gbona.
Lara awon wonyi, 4H-SiC jẹ pataki ni pataki fun agbara-giga ati awọn ohun elo oni-igbohunsafẹfẹ giga bi abajade ti irọrun elekitironi ti o ga julọ ati isalẹ lori-resistance ni iyatọ si ọpọlọpọ awọn oriṣiriṣi miiran..
Awọn lagbara covalent imora– ti o ni ninu 88% covalent ati 12% ionic eniyan– pese o lapẹẹrẹ darí toughness, ailagbara kemikali, ati resistance to Ìtọjú bibajẹ, ṣiṣe SiC yẹ fun ilana ni awọn agbegbe to gaju.
1.2 Itanna ati Gbona eroja
Agbara itanna ti SiC jẹ lati inu bandgap jakejado rẹ, eyi ti awọn sakani lati 2.3 eV (3C-SiC) si 3.3 eV (4H-SiC), bosipo tobi ju silikoni ká 1.1 eV.
Bandgap nla yii jẹ ki o ṣee ṣe fun awọn irinṣẹ SiC lati ṣiṣẹ ni awọn ipele iwọn otutu ti o ga pupọ– bi Elo bi 600 ° C– lai ojulowo olupese iran lagbara ẹrọ, idiwọ pataki ni awọn ẹrọ itanna ti o da lori silikoni.
Siwaju sii, SiC ni agbara aaye itanna pataki giga (~ 3 MV/cm), to igba mẹwa ti silikoni, muu awọn fẹlẹfẹlẹ fiseete tinrin ati awọn foliteji fifọ ga julọ ni awọn ẹrọ agbara.
Awọn oniwe-gbona elekitiriki (~ 3.7– 4.9 W/cm · K fun 4H-SiC) surpasses ti bàbà, ṣe iranlọwọ ni itusilẹ igbona daradara ati idinku ibeere fun awọn eto itutu agbaiye ni awọn ohun elo agbara giga.
Ṣepọ pẹlu iyara elekitironi itẹlọrun giga (~ 2 × 10 cm/s), awọn ile wọnyi jẹ ki o ṣee ṣe fun awọn transistors ti o da lori SiC ati awọn diodes lati yipada ni iyara, wo pẹlu ti o ga foliteji, ati ṣiṣẹ pẹlu iṣẹ agbara to dara julọ ju awọn ẹlẹgbẹ ohun alumọni wọn.
Awọn agbara wọnyi ni apapọ gbe SiC gẹgẹbi ohun elo ipilẹ fun ẹrọ itanna agbara iran atẹle, paapaa ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna, sọdọtun agbara awọn ọna šiše, ati awọn imọ-ẹrọ afẹfẹ.
( Silikoni Carbide lulú)
2. Akọpọ ati Ikole ti Awọn kirisita Silicon Carbide Didara to gaju
2.1 Idagbasoke Crystal Mass nipasẹ Gbigbe Ooru Ti ara
Isejade ti ga-ti nw, SiC-crystal nikan wa laarin awọn aaye ti o nira julọ ti imuṣiṣẹ imọ-ẹrọ rẹ, okeene nitori ti awọn oniwe-giga sublimation otutu (~ 2700 ° C )ati eka polytype Iṣakoso.
Ilana asiwaju fun idagbasoke olopobobo ni gbigbe gbigbe ti ara (PVT) nwon.Mirza, afikun ohun ti tọka si bi awọn títúnṣe ọna Lely, ninu eyiti SiC ti nw ga ti wa ni sublimated ni ohun argon bugbamu ni awọn iwọn otutu surpassing 2200 ° C ati ki o tun-idogo pẹlẹpẹlẹ irugbin gara.
Iṣakoso gangan lori awọn oke iwọn otutu, gaasi san, ati titẹ jẹ pataki lati dinku awọn abawọn gẹgẹbi awọn micropipes, dislocations, ati polytype afikun ti o degrade ẹrọ ṣiṣe.
Pelu awọn ilọsiwaju, oṣuwọn idagba ti awọn kirisita SiC tẹsiwaju lati lọra– nigbagbogbo 0.1 si 0.3 mm/h– ṣiṣe ilana agbara-lekoko ati idiyele ni akawe si iṣelọpọ ohun alumọni ingot.
Iwadi lemọlemọle lori imudara iṣalaye irugbin, doping isokan, ati ipilẹ crucible lati jẹki didara oke gara ati scalability.
2.2 Ifilọlẹ Layer Epitaxial ati Awọn Substratums Ṣetan Ẹrọ
Fun iṣelọpọ ẹrọ oni-nọmba, Layer epitaxial tẹẹrẹ ti SiC ti fẹ sii lori ipilẹ olopobobo nipa lilo isọsọ ikemika (CVD), nigbagbogbo lilo silane (SiH ₄) ati lp (C ₃ H Mẹjọ) bi awọn ṣaaju ni a hydrogen ambience.
Layer epitaxial yii gbọdọ ṣe afihan iṣakoso iwuwo deede, iwuwo abawọn ti o dinku, ati ki o sile doping (pẹlu nitrogen fun n-type tabi aluminiomu iwuwo ina fun p-type) lati ṣẹda awọn agbegbe ti o ni agbara ti awọn irinṣẹ agbara bii MOSFETs ati awọn diodes Schottky.
Aidogba iṣẹ lattice laarin substratum ati Layer epitaxial, papọ pẹlu aapọn loorekoore lati awọn iyatọ idagbasoke igbona, le ṣe afihan awọn aṣiṣe piling ati awọn dislocations dabaru ti o ni ipa igbẹkẹle ọpa.
Ilọsiwaju inu-ipo ati iṣapeye ilana ti dinku awọn iwuwo abawọn ni gaan, jẹ ki o ṣee ṣe fun iṣelọpọ iṣowo ti awọn ohun elo SiC iṣẹ ṣiṣe giga pẹlu awọn igbesi aye ṣiṣe gigun.
Ni afikun, ilosiwaju ti awọn ọna ṣiṣe silikoni-ibaramu– gẹgẹ bi awọn etching gbẹ patapata, ifisinu ion, ati ki o ga-otutu ifoyina– ti ṣe iranlọwọ pẹlu apapọ sinu awọn laini iṣelọpọ semikondokito ti o wa.
3. Awọn ohun elo ni Awọn ẹrọ Itanna Agbara ati Solusan Agbara
3.1 Iyipada Agbara Iṣe-giga ati Iṣipopada Itanna
Ohun alumọni carbide ti wa ni kosi lati jẹ ohun elo bọtini pataki ni awọn ẹrọ itanna agbara ode oni, nibiti agbara rẹ lati yipada ni awọn igbohunsafẹfẹ giga pẹlu awọn adanu kekere pupọ tumọ si ọtun sinu iwọn kekere, fẹẹrẹfẹ, ati afikun gbẹkẹle awọn ọna šiše.
Ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ itanna (EVs), Awọn inverters ti o da lori SiC yi agbara batiri DC pada si amuletutu fun ọkọ ina, nṣiṣẹ ni awọn igbohunsafẹfẹ bi Elo bi 100 kHz– bosipo diẹ ẹ sii ju ohun alumọni-orisun inverters– dinku iwọn awọn ẹya palolo bi awọn inductor ati awọn capacitors.
Eleyi a mu abajade agbara sisanra, o gbooro sii awakọ orisirisi, ati imudara gbona isakoso, wiwa taara si awọn idiwọ pataki ni aṣa EV.
Awọn aṣelọpọ ọkọ ayọkẹlẹ to ṣe pataki ati awọn olupese ti mu lori SiC MOSFETs ninu awọn ọna ṣiṣe awakọ wọn, iyọrisi awọn ifowopamọ owo agbara ti 5– 10% ṣe iyatọ si awọn aṣayan orisun silikoni.
Bakanna, ninu awọn ṣaja inu ọkọ ati awọn oluyipada DC-DC, Awọn irinṣẹ SiC gba gbigba agbara yiyara pupọ ati iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ, iyarasare awọn iyipada si pípẹ transportation.
3.2 Ohun elo isọdọtun ati Ilana Grid
Ni fọtovoltaic (PV) oorun inverters, Awọn paati agbara SiC ṣe alekun iṣẹ iyipada nipasẹ idinku iyipada ati awọn adanu adaṣe, paapa labẹ apa kan toonu isoro wọpọ ni oorun agbara iran.
Imudara yii ṣe alekun ipadabọ agbara gbogbogbo ti awọn iṣeto oorun ati dinku awọn ibeere itutu agbaiye, idinku awọn idiyele eto ati imudara igbẹkẹle.
Ni awọn olupilẹṣẹ afẹfẹ, Awọn oluyipada ti o da lori SiC ṣe pẹlu abajade igbohunsafẹfẹ oniyipada lati awọn olupilẹṣẹ pupọ diẹ sii ni imunadoko, gbigba dara akoj apapo ati agbara ga didara.
Ti o ti kọja iran, SiC ti wa ni ransogun ni ga-foliteji taara tẹlẹ (HVDC) awọn ọna gbigbe ati awọn Ayirapada-ipinle, nibiti foliteji aiṣedeede giga rẹ ati iwapọ atilẹyin aabo gbona, Pinpin agbara agbara-giga pẹlu awọn adanu kekere lori awọn ọna jijin.
Awọn ilọsiwaju wọnyi jẹ pataki fun imudarasi awọn akoj agbara ti ogbo ati ibamu ipin ti o pọ si ti tuka ati awọn orisun ore-ọrẹ igbakọọkan.
4. Awọn ipa Nyoju ni Ayika-lailopin ati Awọn Imọ-ẹrọ kuatomu
4.1 Išišẹ ni awọn iṣoro to gaju: Ofurufu, iparun, ati Awọn ohun elo Jin-daradara
Agbara ti SiC ṣe gigun awọn ẹrọ itanna ti o kọja sinu awọn oju-aye nibiti awọn ọja boṣewa kuna.
Ni Ofurufu ati Idaabobo awọn ọna šiše, Awọn sensọ SiC ati awọn ẹrọ itanna ṣiṣẹ ni deede ni iwọn otutu giga, ga-radiation ipo nitosi oko oko enjini, tun-titẹsi lorries, ati awọn iwadii yara.
Agbara itankalẹ rẹ jẹ ki o dara julọ fun iṣọwo ọgbin agbara atomiki ati awọn ẹrọ itanna satẹlaiti, nibiti ifihan si itankalẹ ionizing le ṣe irẹwẹsi awọn ẹrọ ohun alumọni.
Ni ọja epo ati gaasi, Awọn ẹya ti o da lori SiC ni a lo ninu awọn ẹrọ liluho isalẹ lati koju awọn ipele iwọn otutu ti o kọja 300 ° C ati awọn agbegbe kemikali ibajẹ, gbigba data gidi-akoko rira fun ilọsiwaju iṣẹ yiyọ kuro.
Awọn ohun elo wọnyi lo agbara SiC lati ṣetọju ooto ayaworan ati iṣẹ ṣiṣe ina labẹ ẹrọ, gbona, ati wahala kemikali ati aibalẹ.
4.2 Apapọ ọtun sinu Photonics ati kuatomu Sensing Awọn ọna šiše
Awọn ẹrọ itanna kilasika ti o ti kọja, SiC n farahan bi eto iwuri fun awọn imọ-ẹrọ kuatomu nitori hihan ti awọn abawọn ifosiwewe ti nṣiṣe lọwọ optically– gẹgẹ bi awọn ayeraye ati awọn aye silikoni– ti o ṣe afihan photoluminescence ti o gbẹkẹle alayipo.
Awọn abawọn wọnyi le ṣe atunṣe ni iwọn otutu yara, sise bi kuatomu die-die (qubits) tabi awọn emitters fọto-ọkan fun ibaraenisepo kuatomu ati gbigba soke.
Bandgap gbooro ati idojukọ olupese iṣẹ inherent kekere jẹ ki awọn akoko isọdọkan gigun gun, pataki fun kuatomu data processing.
Siwaju sii, SiC ni ibamu pẹlu awọn ilana microfabrication, gbigba isọdọkan ti kuatomu emitters sinu photonic iyika ati resonators.
Ijọpọ ti agbara kuatomu ati awọn aye igbelewọn iṣowo SiC bi ọja pataki kan ti n ṣajọpọ aaye laarin imọ-jinlẹ kuatomu ipilẹ ati imọ-ẹrọ ẹrọ to wulo.
Ni soki, ohun alumọni carbide duro fun iyipada boṣewa ni imọ-ẹrọ igbalode semikondokito, lilo unequaled išẹ ni agbara ndin, gbona isakoso, ati abemi agbara.
Lati jẹ ki o ṣee ṣe fun awọn eto agbara alawọ ewe si imuduro iṣawakiri ni aaye ati awọn agbaye kuatomu, SiC wa lati tun ṣe awọn opin ti ohun ti o ṣeeṣe gaan.
Olutaja
RBOSCHCO jẹ olupese ohun elo kemikali agbaye ti o gbẹkẹle & olupese pẹlu lori 12 iriri awọn ọdun ni ipese awọn kemikali didara giga ati Awọn ohun elo Nanomaterials. Ile-iṣẹ okeere si ọpọlọpọ awọn orilẹ-ede, bii USA, Canada, Yuroopu, UAE, gusu Afrika, Tanzania, Kenya, Egipti, Nigeria, Cameroon, Uganda, Tọki, Mexico, Azerbaijan, Belgium, Cyprus, Apapọ Ilẹ Ṣẹẹki, Brazil, Chile, Argentina, Dubai, Japan, Koria, Vietnam, Thailand, Malaysia, Indonesia, Australia,Jẹmánì, France, Italy, Portugal ati be be lo. Gẹgẹbi olupilẹṣẹ idagbasoke nanotechnology asiwaju, RBOSCHCO jẹ gaba lori ọja naa. Ẹgbẹ iṣẹ alamọdaju wa pese awọn solusan pipe lati ṣe iranlọwọ mu ilọsiwaju ti awọn ile-iṣẹ lọpọlọpọ, ṣẹda iye, ati irọrun koju pẹlu ọpọlọpọ awọn italaya. Ti o ba n wa sic agbo, jọwọ fi imeeli ranṣẹ si: [email protected]
Awọn afi: ohun alumọni carbide,ohun alumọni carbide mosfet,mosfet sic
Gbogbo awọn nkan ati awọn aworan wa lati Intanẹẹti. Ti o ba wa eyikeyi awọn ọran aṣẹ lori ara, jọwọ kan si wa ni akoko lati parẹ.
Beere wa