Tuiscint a fháil ar an saol atá caite de chomhdhúile sileacain!

Déantar carbide sileacain (SiC) a bhruithniú ag teocht ard i bhfoirnéis friotaíochta ag baint úsáide as gaineamh Grianchloch, cóc peitriliam (nó cóc guail), agus sceallóga adhmaid mar amhábhair. Tá chomhdhúile sileacain ann freisin sa nádúr mar mhianra annamh, moissanite. Tugtar moissanite ar chomhdhúile sileacain freisin. I measc na n-amhábhar teasfhulangacha ardteicneolaíochta neamh-ocsaíde comhaimseartha mar C, N, agus B, is é cairbíd sileacain an ceann is mó a úsáidtear agus is eacnamaí. Is féidir gaineamh emery nó gaineamh teasfhulangach a thabhairt air.

1. Saol anuas agus reatha chomhdhúile sileacain
Mar gheall ar a n-airíonna ceimiceacha cobhsaí, seoltacht teirmeach ard, comhéifeacht leathnú teirmeach beag, agus friotaíocht caitheamh maith, tá go leor úsáidí eile ag chomhdhúile sileacain seachas é a úsáid mar scríobach, mar shampla sciath púdar chomhdhúile sileacain le próiseas speisialta Ar bhalla istigh an impeller tuirbín nó bloc sorcóra, is féidir leis a fhriotaíocht chaitheamh a fheabhsú agus a shaol seirbhíse a leathnú 1 go 2 uair; tá an t-ábhar teasfhulangach chun cinn déanta as resistant turraing teirmeach, beag i méid, éadrom i meáchan, ard i neart, agus tá éifeacht mhaith coigilte fuinnimh. Is díocsaídeoir den scoth é chomhdhúile sileacain íseal-ghrád (ina bhfuil thart ar 85% SiC). Féadann sé déanamh cruach a bhrostú, rialú comhdhéanamh ceimiceach a éascú, agus cáilíocht cruach a fheabhsú. Ina theannta sin, úsáidtear chomhdhúile sileacain go forleathan freisin i dtáirgeadh slata chomhdhúile sileacain le haghaidh eilimintí teasa leictreacha.
Tá cairbíd sileacain an-chrua, le cruas Mohs de 9.5, sa dara háit ar an diamant is deacra ar domhan (leibhéal 10). Tá seoltacht theirmeach den scoth aige, is leathsheoltóir é, agus féadann sé ocsaídiú a sheasamh ag teochtaí arda.

2. Saintréithe buntáistí a bhaineann le feistí chomhdhúile sileacain
Is é carbide sileacain (SiC) an t-ábhar leathsheoltóra leathanbhanda is aibí faoi láthair. Tá tábhacht mhór ag tíortha ar fud an domhain le taighde SiC agus tá go leor daonchumhachta agus acmhainní ábhartha infheistithe acu i bhforbairt ghníomhach. Ní hamháin go bhfuil na Stáit Aontaithe, an Eoraip, an tSeapáin, etc., ach tá pleananna taighde comhfhreagracha curtha le chéile ag an leibhéal náisiúnta, agus tá roinnt fathach leictreonaic idirnáisiúnta tar éis infheistíocht mhór a dhéanamh freisin i bhforbairt feistí leathsheoltóra chomhdhúile sileacain.
I gcomparáid le gnáth-sileacain, tá na tréithe seo a leanas ag comhpháirteanna a úsáideann cairbíd sileacain:

Saintréithe ardvoltais:
Tá feistí chomhdhúile sileacain 10 n-uaire an fhriotaíocht voltais de fheistí sileacain coibhéiseacha.
Is féidir le friotaíocht voltas feadáin Schottky chomhdhúile sileacain 2400V a bhaint amach.
Is féidir le feadáin éifeacht réimse chomhdhúile sileacain voltais de na mílte volta a sheasamh, agus níl a bhfriotaíocht ar an stát an-mhór.

Saintréithe ardmhinicíochta:

Saintréithe ardteochta:
Sa lá atá inniu ann, nuair a bhíonn ábhair Si gar don teorainn feidhmíochta teoiriciúil, breathnaíodh ar fheistí cumhachta SiC i gcónaí mar "fheistí idéalach" agus táthar ag súil go mór mar gheall ar a n-ardvoltas withstand, caillteanas íseal, éifeachtacht ard agus tréithe eile. Mar sin féin, i gcomparáid le feistí ábhar Si roimhe seo, beidh an t-iarmhéid idir feidhmíocht agus costas feistí cumhachta SiC agus a n-éileamh ar ardteicneolaíocht an eochair maidir le cibé an mbeidh tóir ar fheistí cumhachta SiC i ndáiríre.

Faoi láthair, tá feistí chomhdhúile sileacain ísealchumhachta tar éis dul isteach sa chéim táirgthe feiste phraiticiúil ón saotharlann. Faoi láthair, tá praghas na sliseog chomhdhúile sileacain fós sách ard, agus tá go leor lochtanna acu freisin. Trí thaighde agus forbairt leanúnach, táthar ag súil go mbeidh tionchar ag feistí chomhdhúile sileacain ar mhargadh na bhfeistí cumhachta thart ar 2010. Ach ní hé seo an cás.

3. Cad é an staid forbartha reatha feistí chomhdhúile sileacain?
1. Paraiméadair theicniúla: Mar shampla, méadaíonn voltas dé-óid Schottky ó 250 volta go dtí níos mó ná 1, 000 volta, tá an limistéar sliseanna níos lú, ach níl an sruth ach cúpla deich amps. Méadaítear an teocht oibriúcháin go 180 céim, atá i bhfad ó thabhairt isteach 600 céim. Tá an titim voltais níos míshásúil fós, níl sé difriúil ó ábhar sileacain, agus caithfidh an titim ardvoltais ar aghaidh 2V a bhaint amach.
2. Praghas an mhargaidh: thart ar 5 go 6 huaire níos mó ná déantúsaíocht ábhar sileacain.

4. Cad iad na deacrachtaí a bhaineann le forbairt chomhdhúile sileacaingléasanna SiC )?Níl an fhadhb i bhforbairt feistí chomhdhúile sileacain ná dearadh prionsabal na sliseanna, go háirithe dearadh struchtúr sliseanna. Níl sé deacair é a réiteach. Baineann an deacracht le próiseas déantúsaíochta an struchtúir sliseanna a bhaint amach. Seo a leanas na samplaí: 1. Dlús lochta micreaphíopaí de sliseog chomhdhúile sileacain. 2. Tá éifeachtacht an phróisis epitaxial íseal. 3. Tá ceanglais speisialta ag an bpróiseas dópála.

4. Teagmháil ohmic a tháirgeadh. 5. Friotaíocht teocht na n-ábhar tacaíochta.

Níl iontu thuas ach roinnt samplaí, ní léir. Tá go leor fadhbanna próiseas fós ann nach bhfuil aon réitigh idéalach ann, mar shampla próiseas trinse dromchla leathsheoltóra chomhdhúile sileacain, próiseas pasivation críochfoirt, agus tionchar staid comhéadan an chiseal ocsaíd geata ar chobhsaíocht fhadtéarmach feistí MOSFET chomhdhúile sileacain. An bhfuil comhdhearcadh bainte amach ag an tionscal fós? Chuir conclúidí comhsheasmhacha, etc., bac mór ar fhorbairt tapa feistí cumhachta chomhdhúile sileacain.

5. Forbhreathnú forbartha ar phríomhréimsí iarratais chomhdhúile sileacain

Faoi láthair, tá an tríú glúin d'ábhair leathsheoltóra ag cruthú réabhlóid ar fhuinneamh glan agus ar ghlúin nua de theicneolaíocht faisnéise leictreonacha. Cibé an soilsiú, fearais tí, trealamh leictreonaice tomhaltóra, feithiclí nua fuinnimh, greillí cliste, nó soláthairtí míleata é, tá éileamh mór ar na leathsheoltóirí ardfheidhmíochta seo. De réir forbairt leathsheoltóirí tríú glúin, is iad a phríomhfheidhmchláir soilsiú leathsheoltóra, feistí leictreonacha cumhachta, léasair agus brathadóirí, agus ceithre réimse eile.
1. Soilsiú leathsheoltóra
I measc na gceithre réimse iarratais, d'fhorbair an tionscal soilsithe leathsheoltóra an ceann is tapúla agus tá scála tionscail de na mílte dollar déanta aige.
2. Feistí leictreonacha cumhachta
I réimse na leictreonaice cumhachta, tá cur i bhfeidhm leathsheoltóirí bandgap leathan díreach tosaithe, agus níl méid an mhargaidh ach cúpla céad milliún dollar SAM. Tá a chur i bhfeidhm dírithe go príomha i réimse na trealaimh nua-aimseartha míleata agus tá sé ag leathnú de réir a chéile chuig an réimse sibhialta.
3. Léasair agus brathadóirí
I réimse na n-iarratas léasair agus braite, is féidir le léasair GaN-bhunaithe raon leathan speictrim a chlúdach agus déantúsaíocht léasair gorm, glas agus ultraivialait agus braite ultraivialait a bhaint amach.
4. Feidhmchláir eile
I réimse an taighde ceannródaíoch, is féidir leathsheoltóirí bandgap leathan a úsáid i gcealla gréine, bithbhraiteoirí, meáin táirgthe hidrigine uisce-bhunaithe, agus iarratais eile atá ag teacht chun cinn. Faoi láthair, tá na réimsí te seo fós sa chéim taighde agus forbartha saotharlainne.