Te Whanaketanga me nga Whakamahinga o Silicon Carbide (SiC)
1. A Century of Innovation in SiC
I timata te haerenga o te carbide silicon (SiC) i te tau 1893, i te wa i hangaia e Edward Goodrich Acheson te oumu Acheson, ma te whakamahi i nga rawa waro ki te whakatutuki i te hanga ahumahi o SiC ma te whakamahana hiko o te kiripaka me te waro. Ko tenei hangahanga i tohu i te tiimatanga o te mahi ahumahi a SiC ka riro i a Acheson he patent.
I te timatanga o te rautau 1900, i whakamahia te SiC hei abrasive na te kaha o tona pakeke me te mau atete. I te waenganui o te rau tau 1900, na te ahu whakamua o te hangarau whakapoipoi matū (CVD) i whakatuwhera nga huarahi hou. Ko nga Kairangahau i Bell Labs, na Rustum Roy i arahi, i whakatakoto te turanga mo te CVD SiC, ka eke ki nga paninga SiC tuatahi i runga i nga papa kauwhata.
I te tekau tau atu i 1970 i kite i te pakaruhanga nui i te tono a Union Carbide Corporation i te kauwhata kua pania ki te SiC i roto i te tipu epitaxial o nga rauemi semiconductor gallium nitride (GaN). Ko tenei ahunga whakamua he mahi nui i roto i nga LED me nga laser e hangai ana ki te GaN. I roto i nga tekau tau, kua piki ake nga paninga SiC ki tua atu i nga semiconductors ki nga tono i roto i te aerospace, automotive, me te hiko hiko, he mihi ki te whakapai ake i nga tikanga whakangao.
I tenei ra, ko nga mahi hou penei i te pupuhi waiariki, te PVD, me te nanotechnology kei te whakanui ake i te mahi me te whakamahinga o nga paninga SiC, e whakaatu ana i tona kaha ki nga mara tapahi.
2. Te Maramatanga ki nga Hanganga Kiriata a SiC me nga Whakamahinga
Neke atu i te 200 nga momo polytypes e whakanui ana a SiC, ka whakarōpūhia e o raatau whakaritenga ngota ki roto i nga hanganga kubiko (3C), hexagonal (H), me te rhombohedral (R). I roto i enei, ko te 4H-SiC me te 6H-SiC e whakamahia nuitia ana i roto i nga taputapu hiko teitei me te optoelectronic, ia, ko te β-SiC e whakanuia ana mo te pai ake o te kawe wera, te aukati kakahu, me te aukati waikura.
β-SiC'sāhuatanga ahurei, pērā i te kawe wera o120-200 W/m·Kme te whakarea roha waiariki e rite ana ki te kauwhata, ka waiho hei papanga pai mo te paninga mata i roto i nga taputapu epitaxy wafer.
3. SiC Coatings: Nga Taonga me nga Tikanga Whakaritenga
Ko nga paninga SiC, ko te nuinga o te β-SiC, e whakamahia whanuitia ana ki te whakarei ake i nga ahuatanga o te mata penei i te pakeke, te aukati mau, me te pumau o te waiariki. Ko nga tikanga whakarite noa ko:
- Whakapae Kohu Matū (CVD):Ka whakarato i nga paninga o te kounga teitei me te pai o te whakapiri me te riterite, he pai mo nga taputapu nui me te uaua.
- Kohu Kohu Tino (PVD):Ka tuku mana tika mo te hanganga whakakikorua, e tika ana mo nga tono tino tika.
- Nga Tikanga Mapu, Te Whakapae Hiko, me te paninga Puta: Mahi hei utu utu mo nga tono motuhake, ahakoa he rereke nga here o te piri me te riterite.
Ko ia tikanga ka tohua i runga i nga ahuatanga o te taputapu me nga whakaritenga tono.
4. Ko nga Kaihanga Kawhata kua pania a SiC i MOCVD
He mea tino nui nga kaitapahi graphite whakakikoruatia a SiC i roto i te Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), he mahinga matua i roto i te hangahanga hiko me te optoelectronic.
Ko enei kaitarai he tautoko kaha mo te tipu o te kiriata epitaxial, te whakarite kia mau tonu te waiariki me te whakaiti i te pokenga poke. Ko te paninga SiC ka whakarei ake i te aukati o te waikura, nga ahuatanga o te mata, me te kounga atanga, e taea ai te whakahaere tika i te tipu o te kiriata.
5. Te anga whakamua ki te heke mai
I roto i nga tau tata nei, kua kaha te kaha ki te whakapai ake i nga mahi whakaputa o nga taputapu kauwhata kua pania ki te SiC. Kei te aro nga Kairangahau ki te whakapai ake i te pokekore o te paninga, te riterite me te roa o te oranga i te wa e whakahekehia ana nga utu. I tua atu, ko te torotoro i nga rauemi auaha peneipaninga tantalum carbide (TaC).he whakapai ake pea i roto i te kawe waiariki me te aukati waikura, e para ana te huarahi mo nga otinga whakatipuranga.
I te mea kei te tipu haere tonu te tono mo nga kaitao graphite pania SiC, ko te ahunga whakamua i roto i nga mahi whakangao mohio me te hanga-ahumahi-ahumahi ka tautoko tonu i te whanaketanga o nga hua-kounga teitei hei whakatutuki i nga hiahia tipu o te ahumahi semiconductor me te optoelectronics.
Te wa tuku: Noema-24-2023