2024-03-25
Cairbíd sileacain (SIC)is ábhar é a bhfuil cobhsaíocht eisceachtúil teirmeach, fisiceach agus ceimiceach aige, a thaispeánann airíonna a théann níos faide ná airíonna na ngnáthábhar. Is é an seoltacht teirmeach iontach 84W/(m·K), atá ní hamháin níos airde ná copar ach freisin trí huaire níos mó ná sileacain. Léiríonn sé seo an poitéinseal ollmhór atá aige le húsáid in feidhmeanna bainistíochta teirmeach. Tá bandgap SiC thart ar thrí huaire níos mó ná sileacain, agus tá a neart réimse leictrigh miondealaithe ord méide níos airde ná sileacain. Ciallaíonn sé seo gur féidir le SiC iontaofacht agus éifeachtúlacht níos airde a sholáthar in iarratais ardvoltais. Ina theannta sin, is féidir le SiC seoltacht mhaith leictreach a choinneáil fós ag teochtaí arda 2000 ° C, atá inchomparáide le graifít. Déanann sé seo ábhar leathsheoltóra idéalach i dtimpeallachtaí ardteochta. Tá friotaíocht creimeadh SiC thar a bheith iontach freisin. Coscann an ciseal tanaí SiO2 a fhoirmítear ar a dhromchla go héifeachtach ocsaídiú breise, rud a fhágann go bhfuil sé resistant do bheagnach gach gníomhairí creimneach ar a dtugtar ag teocht an tseomra. Cinntíonn sé seo go gcuirtear i bhfeidhm é i dtimpeallachtaí crua.
I dtéarmaí struchtúr criostail, léirítear éagsúlacht SiC ina níos mó ná 200 foirm dhifriúil criostail, tréith a chuirtear i leith na bealaí éagsúla ina ndéantar adaimh a phacáil go dlúth laistigh dá chriostail. Cé go bhfuil go leor foirmeacha criostail ann, is féidir na foirmeacha criostail seo a roinnt go garbh ina dhá chatagóir: β-SiC le struchtúr ciúbach (struchtúr cumasc since) agus α-SiC le struchtúr heicseagánach (struchtúr wurtzite). Ní hamháin go saibhríonn an éagsúlacht struchtúrach seo airíonna fisiceacha agus ceimiceacha SiC, ach cuireann sé níos mó roghanna agus solúbthachta ar fáil do thaighdeoirí agus iad ag dearadh agus ag barrfheabhsú ábhair leathsheoltóra SiC-bhunaithe.
I measc na bhfoirmeacha criostail SiC iomadúla, cuimsíonn na cinn is coitianta3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, agus 15R-SiC. Léirítear an difríocht idir na foirmeacha criostail seo go príomha ina struchtúr criostail. Taispeánann 3C-SiC, ar a dtugtar freisin mar chomhdhúile sileacain ciúbach, tréithe struchtúr ciúbach agus is é an struchtúr is simplí i measc SiC. Is féidir SiC le struchtúr heicseagánach a fhoroinnt tuilleadh i 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC agus cineálacha eile de réir socruithe adamhach éagsúla. Léiríonn na haicmithe seo an bealach a phacáiltear adaimh taobh istigh den chriostail, chomh maith le siméadracht agus castacht na laitíse.
Is príomh-pharaiméadar é an bhearna banna a chinneann an raon teochta agus an leibhéal voltais inar féidir le hábhair leathsheoltóra oibriú. I measc na bhfoirmeacha criostail éagsúla de SiC, tá an leithead bandgap is airde de 3.33 eV ag 2H-SiC, rud a léiríonn a chobhsaíocht agus a fheidhmíocht den scoth faoi choinníollacha foircneacha; Leanann 4H-SiC go dlúth, agus leithead bandgap 3.26 eV; Tá bandgap beagán níos ísle ag 6H-SiC de 3.02 eV, agus tá an bandgap is ísle de 2.39 eV ag 3C-SiC, rud a fhágann go n-úsáidtear é níos forleithne ag teochtaí agus voltais níos ísle.
Is fachtóir tábhachtach é mais éifeachtach na bpoll a dhéanann difear do shoghluaisteacht poll na n-ábhar. Is é 1.1m0 mais éifeachtach poll 3C-SiC, atá réasúnta íseal, rud a léiríonn go bhfuil a shoghluaisteacht poll maith. Is é mais éifeachtach poll 4H-SiC ná 1.75m0 ar phlána bonn an struchtúir heicseagánach agus 0.65m0 nuair atá ingearach leis an bplána bonn, ag taispeáint an difríocht ina airíonna leictreacha i dtreonna difriúla. Tá mais éifeachtach poll 6H-SiC cosúil le mais 4H-SiC, ach beagán níos ísle ar an iomlán, a bhfuil tionchar aige ar a shoghluaisteacht iompróra. Athraíonn mais éifeachtach an leictreoin sa raon 0.25-0.7m0, ag brath ar an struchtúr criostail ar leith.
Is éard atá i soghluaisteacht iompróra ná tomhas ar chomh tapa agus a ghluaiseann leictreoin agus poill laistigh d’ábhar. Feidhmíonn 4H-SiC go maith maidir leis seo. Tá a soghluaisteacht poll agus leictreon i bhfad níos airde ná 6H-SiC, rud a fhágann go bhfuil feidhmíocht níos fearr ag 4H-SiC i bhfeistí leictreonacha cumhachta.
Ó thaobh na feidhmíochta cuimsitheach, gach foirm criostailSiCTá a buntáistí uathúla. Tá 6H-SiC oiriúnach do mhonarú feistí optoelectronic mar gheall ar a chobhsaíocht struchtúrach agus a n-airíonna luminescence maith.3C-SiCoiriúnach le haghaidh feistí ard-minicíochta agus ardchumhachta mar gheall ar a luas srutha leictreoin ard sáithithe. Tá 4H-SiC tagtha chun bheith ina rogha iontach do ghléasanna leictreonacha cumhachta mar gheall ar a shoghluaisteacht leictreon ard, ar fhriotaíocht íseal agus dlús ard reatha. Go deimhin, ní hamháin gurb é 4H-SiC an t-ábhar leathsheoltóra tríú glúin leis an fheidhmíocht is fearr, an leibhéal tráchtálaithe is airde, agus an teicneolaíocht is aibí, is é an t-ábhar is fearr freisin le haghaidh déantúsaíochta feistí leathsheoltóra cumhachta i ard-bhrú, ard-. teocht, agus timpeallachtaí radaíocht-resistant.