Silikon Karbid, Ana Yarım iletken malzemesi olarak ortaya çıkıyor

Bir zamanlar öncelikle endüstriyel bir abrasif malzeme olarak bilinen silikon karbid (SiC), gelişmiş yarı iletken teknolojilerinde kritik bir bileşen haline gelmek için dikkat çekici bir dönüşüme uğradı.Silikon ve karbonun bu bileşimi güç elektroniklerinde çok önemli bir rol oynamaktadır, yüksek sıcaklıklı cihazlar ve diğer ileri uygulamalar.

Başlangıçta olağanüstü sertliği nedeniyle değerlendirilen silikon karbid, endüstriyel uygulamalarda "karborundum" lakabını kazandı.Temel olarak öğütme tekerleklerinde aşındırıcı bir malzeme olarak kullanıldıMetal işleme, taş işleme ve cam imalatında tarihi kullanımı dayanıklı bir endüstriyel malzeme olarak itibarını sağladı.

Yarım iletken teknolojisi ilerledikçe, araştırmacılar silikon karbidinin zorlu uygulamalarda geleneksel silikondan üstün hale getiren benzersiz özelliklerini keşfettiler:

• Yüksek arıza voltajı:Silikonun 10 katı daha fazla bozulma voltajı ile SiC cihazları daha yüksek güç seviyelerine dayanabilir.
• Düşük direniş:Çalışma sırasında azaltılan enerji kaybı verimliliği artırır.
• Yüksek anahtarlama sıklığı:Daha hızlı yanıt sürelerini ve daha yüksek kontrol hassasiyetini sağlar.
• Isı iletkenliği:Silikondan üç kat daha iyi, ısı dağılımı için.
• Sıcaklık direnci:Silikonun başarısız olduğu aşırı ortamlarda istikrarını korur.

Silikon karbid, tipik olarak sarı, yeşil veya mavi-siyah şekillerde parıltılı bir parıltı ile görünür. Kristal yapısı birden fazla politipte bulunur,en yaygın olan α-SiC (hexagonal) ve β-SiC (kubik).

• Molar kütle: 40.096 g/mol
• yoğunluk: 3.16 g/cm3 (altıgen)
• Erime noktası: 2,830°C (bozulma ile)
• Suda çözünmez, fakat erimiş alkali ve demirde çözünür
• Elektron hareketliliği: ~900 cm2/(V·s)

SiC tabanlı cihazlar, enerji dönüşüm verimliliğini artırarak ve kayıpları azaltarak elektrikli araçlarda, güneş inverterlerinde ve güç kaynaklarında devrim yaratıyor.

Olağanüstü termal istikrarına sahip olan SiC bileşenleri, geleneksel malzemelerin başarısız olduğu havacılık, petrol araştırması ve metalürji uygulamalarında kullanılır.

Substrat malzemesi olarak, SiC, üstün termal yönetim ve kimyasal istikrar yoluyla ışık yayıcı diyot performansını arttırır.

Malzeme, abrazifler ve ateşe dayanıklı ürünlerde rolünü koruyor ve endüstriyel uygulamalarda çok yönlülüğünü gösteriyor.

Toplu silikon karbürü minimum risk oluştururken, lifli formlar dikkatli bir şekilde kullanılması gerekir. Küresel Uyumlu Sistem, SiC liflerini özel güvenlik protokolleriyle sağlık tehlikeleri olarak sınıflandırır (GHS08):

• Havadaki liflere karşı solunum koruması
• Eldiven ve giysi dahil olmak üzere koruyucu ekipman
• Çalışma alanlarında uygun havalandırma

Küresel enerji verimliliğine vurgu yoğunlaştıkça, silikon karbid şu alanlarda genişletilmeye hazır:

• Son nesil elektrikli araçlar
• Akıllı ağ altyapısı
• Gelişmiş demiryolu sistemleri

Devam eden teknolojik ilerlemeler, endüstriler arasında entegrasyonu hızlandıran üretim maliyetlerini azaltmaya devam ediyor.Malzemenin kendiliğinden sahip olduğu avantajlar, onu sürdürülebilir teknolojik gelişmenin anahtar bir aracı olarak konumlandırır..

Silikon karbidinin endüstriyel aşırıcıdan yarı iletken temel taşına dönüşümü, malzeme bilimi yeniliklerinin tüm endüstrileri nasıl yeniden şekillendirebileceğini göstermektedir.Fiziksel özelliklerinin ve genişleyen uygulama potansiyelinin eşsiz kombinasyonu ileSiC, elektronik bileşen teknolojisinde önemli bir ilerlemeyi temsil eder.Bu olağanüstü malzeme muhtemelen gelecekteki teknolojik ilerlemeyi güçlendirmek için gittikçe daha önemli bir rol oynayacak.