Fausia ma tekinolosi tuputupu aʻe o le silikon carbide (Ⅰ)

Muamua, o le fausaga ma meatotino o le tioata SiC.

O le SiC o se mea faʻapipiʻi e fausia e le elemene Si ma le elemene C i le 1: 1 ratio, o lona uiga, 50% silicon (Si) ma le 50% carbon (C), ma o lona fausaga faavae o le SI-C tetrahedron.

Ata fa'ata'ita'i o le fausaga tetrahedron silicon carbide

 Mo se fa'ata'ita'iga, o Si atoma e lapopo'a le lautele, e tutusa ma le apu, ma C atoms e la'ititi le lautele, e tutusa ma le moli, ma o le aofa'i tutusa o moli ma apu e fa'aputu fa'atasi e fai ai se tioata SiC.

O le SiC o se mea faʻapipiʻi, lea o le Si-Si bond atom spacing e 3.89 A, faʻafefea ona malamalama i lenei avanoa? I le taimi nei, o le masini lithography sili ona lelei i luga o le maketi o loʻo i ai le saʻo o le lithography o le 3nm, o le mamao o le 30A, ma le saʻo o le lithography e 8 taimi nai lo le mamao atomic.

O le malosi o le Si-Si o le 310 kJ / mol, o lea e mafai ai ona e malamalama o le malosi o le malosi o le malosi lea e toso ese ai nei atoma e lua, ma o le tele o le malosi o le fusifusia, o le tele foi lea o le malosi e te manaʻomia e toso ese ai.

 Mo se fa'ata'ita'iga, o Si atoma e lapopo'a le lautele, e tutusa ma le apu, ma C atoms e la'ititi le lautele, e tutusa ma le moli, ma o le aofa'i tutusa o moli ma apu e fa'aputu fa'atasi e fai ai se tioata SiC.

O le SiC o se mea faʻapipiʻi, lea o le Si-Si bond atom spacing e 3.89 A, faʻafefea ona malamalama i lenei avanoa? I le taimi nei, o le masini lithography sili ona lelei i luga o le maketi o loʻo i ai le saʻo o le lithography o le 3nm, o le mamao o le 30A, ma le saʻo o le lithography e 8 taimi nai lo le mamao atomic.

O le malosi o le Si-Si o le 310 kJ / mol, o lea e mafai ai ona e malamalama o le malosi o le malosi o le malosi lea e toso ese ai nei atoma e lua, ma o le tele o le malosi o le fusifusia, o le tele foi lea o le malosi e te manaʻomia e toso ese ai.

Ata fa'ata'ita'i o le fausaga tetrahedron silicon carbide

 Mo se fa'ata'ita'iga, o Si atoma e lapopo'a le lautele, e tutusa ma le apu, ma C atoms e la'ititi le lautele, e tutusa ma le moli, ma o le aofa'i tutusa o moli ma apu e fa'aputu fa'atasi e fai ai se tioata SiC.

O le SiC o se mea faʻapipiʻi, lea o le Si-Si bond atom spacing e 3.89 A, faʻafefea ona malamalama i lenei avanoa? I le taimi nei, o le masini lithography sili ona lelei i luga o le maketi o loʻo i ai le saʻo o le lithography o le 3nm, o le mamao o le 30A, ma le saʻo o le lithography e 8 taimi nai lo le mamao atomic.

O le malosi o le Si-Si o le 310 kJ / mol, o lea e mafai ai ona e malamalama o le malosi o le malosi o le malosi lea e toso ese ai nei atoma e lua, ma o le tele o le malosi o le fusifusia, o le tele foi lea o le malosi e te manaʻomia e toso ese ai.

 Mo se fa'ata'ita'iga, o Si atoma e lapopo'a le lautele, e tutusa ma le apu, ma C atoms e la'ititi le lautele, e tutusa ma le moli, ma o le aofa'i tutusa o moli ma apu e fa'aputu fa'atasi e fai ai se tioata SiC.

O le SiC o se mea faʻapipiʻi, lea o le Si-Si bond atom spacing e 3.89 A, faʻafefea ona malamalama i lenei avanoa? I le taimi nei, o le masini lithography sili ona lelei i luga o le maketi o loʻo i ai le saʻo o le lithography o le 3nm, o le mamao o le 30A, ma le saʻo o le lithography e 8 taimi nai lo le mamao atomic.

O le malosi o le Si-Si o le 310 kJ / mol, o lea e mafai ai ona e malamalama o le malosi o le malosi o le malosi lea e toso ese ai nei atoma e lua, ma o le tele o le malosi o le fusifusia, o le tele foi lea o le malosi e te manaʻomia e toso ese ai.

Matou te iloa o mea uma e faia i atoms, ma o le fausaga o se tioata o se faatulagaga masani o atoms, lea e taʻua o se faasologa umi, e pei o mea nei. O le vaega tioata la'ititi e ta'ua o le sela, pe afai o le sela o se fausaga kupita, e ta'ua o se pusa fa'apipi'i, ma o le sela o se fausaga hexagonal, e ta'ua o se fa'amea fa'afa'afano.

O ituaiga tioata SiC masani e aofia ai le 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, ma isi. O lo latou fa'aputuga fa'asologa i le c axis direction o lo'o fa'aalia i le ata.

 

Faatasi ai ma i latou, o le faʻasologa faʻapipiʻi faavae o le 4H-SiC o le ABCB ... ; O le fa'asologa fa'aputuga autu o le 6H-SiC o le ABCACB... ; O le fa'asologa fa'aputuga autu o le 15R-SiC o le ABCACBCABACABCB... .

 

E mafai ona vaʻaia o se piliki mo le fausiaina o se fale, o nisi o piliki fale e tolu auala e tuʻu ai, o nisi e fa auala e tuʻu ai, o nisi e ono auala.
O fa'amaufa'ailoga autu o nei ituaiga tioata SiC masani o lo'o fa'aalia i le laulau:

O le a le uiga o le a, b, c ma tulimanu? O le faʻatulagaina o le laʻititi laʻititi laʻititi i totonu ole SiC semiconductor o loʻo faʻamatalaina e faapea:

I le tulaga o le sela lava e tasi, o le fausaga tioata o le a ese foi, e pei o le tatou faatauina le lotoa, o le numera manumalo o le 1, 2, 3, na e faatauina 1, 2, 3 tolu numera, ae afai o le numera e faavasegaina. ese, o le aofaiga manumalo e ese, o lea o le numera ma le faasologa o le tioata tutusa, e mafai ona taʻua o le tioata tutusa.
O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai auala masani faʻapipiʻi e lua, naʻo le eseesega i le faʻapipiʻiina o le faʻapipiʻiina o atoms pito i luga, e ese le fausaga tioata.

O le fausaga tioata na faia e le SiC e matua fesoʻotaʻi ma le vevela. I lalo o le gaioiga o le maualuga o le vevela o le 1900 ~ 2000 ℃, 3C-SiC o le a faasolosolo malie ona liua i le hexagonal SiC polyform e pei o le 6H-SiC ona o lona le lelei o le mautu. E mafua ona o le malosi o le fesoʻotaʻiga i le va o le avanoa e fausia ai le SiC polymorphs ma le vevela, ma le le mautonu o le 3C-SiC lava ia, o le tuputupu aʻe o le 3C-SiC e faigata ona faʻaleleia, ma e faigata le sauniuniga. O le hexagonal system o le 4H-SiC ma le 6H-SiC e sili ona taatele ma faigofie ona saunia, ma o loʻo suʻesuʻeina lautele ona o latou lava uiga.

 O le umi o le fusi o le SI-C bond i le tioata SiC e naʻo le 1.89A, ae o le malosi faʻamau e maualuga e pei o le 4.53eV. O le mea lea, o le maualuga o le malosi o le va i le va o le tulaga faʻapipiʻi ma le setete e tetee i le fusifusia e matua tele lava, ma e mafai ona fausia se va lautele, lea e tele taimi o Si ma GaAs. O le maualuga o le lautele o le fusi o lona uiga o le fausaga tioata maualuga-vevela e mautu. Le fesoʻotaʻiga eletise eletise e mafai ona iloa uiga o le faʻaogaina mautu i le maualuga o le vevela ma faʻafaigofie le faʻaogaina o le vevela.

O le fusifusia mau o le sootaga Si-C e maua ai e le lattice le maualuga o le vibration, o lona uiga, o le maualuga o le malosi o le telefoni, o lona uiga o le tioata SiC o loʻo i ai le maualuga o le eletise eletise ma le faʻaogaina o le vevela, ma o masini eletise eletise e fesoʻotai i ai. maualuga le suiga o le saoasaoa ma le faʻamaoni, lea e faʻaitiitia ai le lamatiaga o le le lelei o le masini. E le gata i lea, o le maualuga o le malepelepe o le malosi o le SiC e mafai ai ona ausia le maualuga o le doping concentrations ma maua ai le maualalo o le tetee.

 Lona lua, o le talafaasolopito o le atinaʻeina o tioata SiC

 I le 1905, na maua ai e Dr. Henri Moissan se tioata faanatura SiC i totonu o le lua, lea na ia mauaina e pei o se taimane ma faaigoa o le taimane Mosan.

 O le mea moni, i le amataga o le 1885, na maua ai e Acheson le SiC e ala i le faʻafefiloi o coke ma le silica ma faʻamafanafanaina i totonu o se ogaumu eletise. I lena taimi, na faaseseina e tagata o se fefiloi o taimane ma faaigoa o le emery.

 I le 1892, na faʻaleleia ai e Acheson le faʻagasologa o le faʻaogaina, na ia faʻafefiloi le oneone quartz, coke, se vaega itiiti o fasi laupapa ma NaCl, ma faʻamafanafanaina i totonu o se ogaumu eletise eletise i le 2700 ℃, ma maua manuia ai tioata SiC scaly. O lenei metotia o le faʻapipiʻiina o tioata SiC ua taʻua o le Acheson method ma o loʻo avea pea ma auala masani o le gaosia o SiC abrasives i alamanuia. Ona o le maualalo o le mama o mea faʻapipiʻi faʻapipiʻi ma faiga faʻapipiʻi faigata, o le auala Acheson e maua ai le tele o mea leaga SiC, le lelei o le tioata ma le laʻititi tioata laʻititi, lea e faigata ona faʻamalieina manaʻoga o le semiconductor alamanuia mo le tele-tele, maualuga-mama ma maualuga. - tioata lelei, ma e le mafai ona faʻaaogaina e gaosia ai masini eletise.

 Lely o le Philips Laboratory na tuʻuina atu se auala fou mo le faʻatupuina o tioata taʻitasi SiC i le 1955. I lenei metotia, o loʻo faʻaaogaina le graphite crucible e avea ma vaʻa tuputupu aʻe, SiC powder crystal o loʻo faʻaaogaina e fai ma mea mata mo le totoina o tioata SiC, ma faʻaaogaina graphite porous e vavae ese ai. se vaega gaogao mai le totonugalemu o le mea mata o le tuputupu ae. A oʻo ina tuputupu aʻe, o le graphite crucible e vevela i le 2500 ℃ i lalo o le atemosifia o Ar poʻo le H2, ma o le paʻu SiC lautele e faʻafefeteina ma faʻaleagaina i le Si ma C vapor phase substances, ma le tioata SiC e tupu aʻe i le ogatotonu o le vaeluaga o le kesi. o lo'o fa'asalalauina le tafe e ala i le graphite porous.

Lona tolu, SiC tioata tuputupu aʻe tekinolosi

Ole tuputupu ae tioata tasi ole SiC e faigata ona o ona lava uiga. O lenei mea e mafua ona o le mea moni e leai se vaega vai ma se fua faatatau stoichiometric o Si: C = 1: 1 i le mamafa o le ea, ma e le mafai ona tupu e ala i auala tuputupu aʻe matua faʻaaogaina e le faʻagasologa o le tuputupu aʻe o le semiconductor. alamanuia - auala cZ, auala pa'u pa'u ma isi metotia. E tusa ai ma le faʻatusatusaga faʻapitoa, naʻo le taimi e sili atu ai le mamafa nai lo le 10E5atm ma le vevela e maualuga atu nai lo le 3200 ℃, e mafai ona maua le fua faatatau stoichiometric o Si: C = 1: 1 fofo. Ina ia foia lenei faʻafitauli, ua faia e saienitisi ni taumafaiga faʻapitoa e tuʻuina atu auala eseese e maua ai le maualuga o le tioata, lapoa tetele ma taugofie SiC tioata. I le taimi nei, o auala autu o le PVT metotia, faʻaogaina o le vai ma le maualuga o le vevela o le vailaʻau vailaʻau.