Garraztasun handiko silizio-karburo hautsa sintetizatzea

Nola lortzen du SiC-k bere protagonismoa erdieroaleen eremuan? 

Batez ere, bere aparteko banda zabaleko ezaugarriengatik da, 2,3 eta 3,3 eV bitartekoak, eta horrek material ezin hobea da maiztasun handiko eta potentzia handiko gailu elektronikoak fabrikatzeko. Ezaugarri hau seinale elektronikoetarako autobide zabal bat eraikitzearekin pareka daiteke, maiztasun handiko seinaleei igarobide leuna bermatuz eta datuen prozesaketa eta transmisio eraginkor eta azkarragoetarako oinarri sendoak ezarriz.

Bere banda zabala, 2,3 eta 3,3 eV bitartekoa, funtsezko faktorea da, maiztasun handiko eta potentzia handiko gailu elektronikoetarako aproposa da. Seinale elektronikoetarako autobide zabal bat asfaltatu balitz bezala da, oztoporik gabe bidaiatzeko aukera emanez, eta, horrela, datuen kudeaketan eta transferentzian eraginkortasun eta abiadura hobetzeko oinarri sendo bat ezarriz.

Bere eroankortasun termiko handia, 3,6 eta 4,8 W·cm⁻¹·K⁻¹ irits daitekeena. Horrek esan nahi du beroa azkar xahutu dezakeela, gailu elektronikoetarako hozte "motor" eraginkor gisa jokatuz. Ondorioz, SiC-k bikain funtzionatzen du erradiazioarekiko eta korrosioarekiko erresistentzia eskatzen duten gailu elektronikoen aplikazio zorrotzetan. Espazio-esplorazioan izpi kosmikoen erradiazioen erronkari aurre egin edo industria-ingurune gogorretan higadura korrosiboari aurre egin, SiC-k egonkor funtziona dezake eta tinko egon daiteke.

Eramailearen saturazio handiko mugikortasuna, 1,9 eta 2,6 × 10⁷ cm·s⁻¹ bitartekoa. Ezaugarri honek are gehiago zabaltzen du erdieroaleen domeinuan duen aplikazio-potentziala, gailu elektronikoen errendimendua eraginkortasunez hobetuz, gailuen barruan elektroien mugimendu azkarra eta eraginkorra bermatuz, eta, horrela, funtzionalitate indartsuagoak lortzeko laguntza sendoa eskaintzen du.

Nola eboluzionatu da SiC (silizio-karburoa) kristal materialaren garapenaren historia? 

SiC kristalezko materialen garapenari erreparatzea aurrerapen zientifiko eta teknologikoko liburu baten orrialdeak pasatzea bezalakoa da. 1892an, Achesonek sintetizatzeko metodo bat asmatu zuenSiC hautsasilizetik eta karbonotik, horrela SiC materialen azterketari hasiera emanez. Hala eta guztiz ere, garai hartan lortutako SiC materialen purutasuna eta tamaina mugatuak ziren, arropa jantzitako haur baten antzera, potentzial infinitua izan arren, etengabeko hazkuntza eta fintasuna behar zuen.

1955ean izan zen Lely-k SiC kristal puru samarrak hazi zituenean sublimazio-teknologiaren bidez, SiC-ren historian mugarri garrantzitsu bat markatuz. Hala ere, metodo honetatik lortutako SiC plaka-itxurako materialak tamaina txikikoak ziren eta errendimendu-aldaera handiak zituzten, soldadu irregularren talde baten antzera.

1978 eta 1981 artean izan zen Tairov eta Tsvetkov-ek Lely-ren metodoa eraiki zutenean, hazi-kristalak sartuz eta tenperatura-gradienteak arretaz diseinatuz materialaren garraioa kontrolatzeko. Mugimendu berritzaile honek, gaur egun Lely metodo hobetua edo haziak lagundutako sublimazioa (PVT) metodoa bezala ezagutzen dena, SiC kristalen hazkuntzarako egun berria ekarri zuen, SiC kristalen kalitatea eta tamaina kontrola nabarmen hobetuz eta oinarri sendoak ezarriz. SiC-aren aplikazio zabala hainbat esparrutan.

Zeintzuk dira SiC kristal bakarren hazkuntzan oinarrizko elementuak? 

SiC hautsaren kalitateak funtsezko zeregina du SiC kristal bakarren hazkuntza-prozesuan. Erabiltzerakoanβ-SiC hautsaSiC kristal bakarrak hazteko, α-SiCrako fase-trantsizioa gerta daiteke. Trantsizio honek Si/C erlazio molarrari eragiten dio lurrun-fasean, orekatze kimiko delikatu baten antzera; behin eten ondoren, kristalen hazkundea kaltegarria izan daiteke, eraikin oso baten okertzea eragiten duen zimendu baten ezegonkortasunaren antzera.

Batez ere SiC hautsetik datoz, haien artean erlazio lineal estua dagoelarik. Beste era batera esanda, hautsaren garbitasuna zenbat eta handiagoa izan, orduan eta hobea izango da kristal bakarreko kalitatea. Hori dela eta, purutasun handiko SiC hautsa prestatzea kalitate handiko SiC kristal bakarrak sintetizatzeko gakoa bihurtzen da. Honek hautsaren sintesia prozesuan ezpurutasun-edukia zorrotz kontrolatzea eskatzen digu, "lehengai molekula" bakoitzak estandar altuak betetzen dituela ziurtatuz kristalen hazkuntzarako oinarri onena emateko.

Zeintzuk dira sintetizatzeko metodoakpurutasun handiko SiC hautsa? 

Gaur egun, garbitasun handiko SiC hautsa sintetizatzeko hiru ikuspegi nagusi daude: lurrun-fasea, fase likidoa eta fase solidoaren metodoak.

Gas-iturriaren ezpurutasun-edukia adimenez kontrolatzen du, CVD (Lurrun Kimikoen Deposizioa) eta plasma metodoak barne. CVD-k tenperatura altuko erreakzioen "magia" erabiltzen du SiC hauts ultrafina eta purutasun handikoa lortzeko. Esate baterako, lehengai gisa (CH₃)₂SiCl₂ erabiliz, purutasun handiko eta oxigeno gutxiko nano silizio-karburo hautsa arrakastaz prestatzen da "labe" batean 1100 eta 1400 ℃ bitarteko tenperaturan, artelan bikainak zehatz-mehatz zizelkatzean bezala. mundu mikroskopikoa. Plasma-metodoek, berriz, energia handiko elektroien talken boterean oinarritzen dira SiC hautsaren purutasun handiko sintesia lortzeko. Mikrouhin-labeen plasma erabiliz, tetrametilsilanoa (TMS) erreakzio gas gisa erabiltzen da purutasun handiko SiC hautsa sintetizatzeko energia handiko elektroien "eragin"pean. Lurrun-fasearen metodoak purutasun handia lor dezakeen arren, bere kostu altuak eta sintesi-tasa motelak asko kobratzen duen eta poliki lan egiten duen artisau trebe baten antzekoa da, eta horrek zaildu egiten du eskala handiko ekoizpenaren eskakizunak asetzea.

Sol-gel metodoa fase likidoaren metodoan nabarmentzen da, purutasun handiko sintetizatzeko gai denaSiC hautsa. Silizio-sol industriala eta ur-disolbagarria den erretxina fenolikoa lehengai gisa erabiliz, erredukzio karbotermiko erreakzio bat egiten da tenperatura altuetan, azkenean SiC hautsa lortzeko. Hala ere, fase likidoaren metodoak kostu handiko eta sintesi prozesu konplexu baten arazoei ere aurre egiten die, arantzaz betetako errepide baten antzera, zeina, helburua hel daitekeen arren, erronkaz beteta baitago.

Metodo hauen bidez, ikertzaileek SiC hautsaren purutasuna eta etekina hobetzen saiatzen jarraitzen dute, silizio karburo kristal bakarren hazkuntza teknologia maila altuagoetara sustatuz.

Semicorex eskaintzakHpurutasun handiko SiC hautsaprozesu erdieroaleetarako. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com