Sản phẩm khác

Silicon Carbide (SiC): Lịch sử và Tương lai
Cacbua silic xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng một khoáng chất cực kỳ quý hiếm được gọi là moissanite, được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 1893 tại miệng núi lửa sao băng Canyon Diablo của Arizona. Tuy nhiên, hai năm trước đó, nhà phát minh người Mỹ Edward G. Acheson đã vô tình phát hiện ra SiC mà ông đặt tên là carborundum khi đang tìm cách sản xuất kim cương nhân tạo. Trong những năm tiếp theo, Acheson đã được cấp bằng sáng chế cho phương pháp sản xuất bột cacbua silic và cũng phát triển công nghệ vẫn được sử dụng cho đến ngày nay để tạo ra SiC bằng cách khử silica bằng cacbon ở nhiệt độ cao trong lò điện.
Nhờ độ cứng của hợp chất mới – mà cho đến khi phát minh ra cacbua boron vào năm 1929 là vật liệu tổng hợp cứng nhất được biết đến – cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 đã chứng kiến ​​SiC nhanh chóng trở nên phổ biến ở quy mô công nghiệp như một chất mài mòn hiệu quả cao, một ứng dụng mà nó vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Trong những năm gần đây, SiC cũng được sử dụng làm cơ sở cho gốm sứ có độ bền cao dùng trong phanh và ly hợp ô tô.
Thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 chứng kiến ​​SiC được sử dụng làm điốt dò tìm cho các bộ vô tuyến tinh thể sơ khai, về mặt lý thuyết khiến nó trở thành vật liệu bán dẫn quan trọng về mặt thương mại đầu tiên. Vào thời điểm này, người ta cũng quan sát thấy vật liệu này sẽ phát sáng và đổi màu khi có dòng điện tác dụng, nghĩa là nó cũng là tiền thân ban đầu của điốt phát sáng. Cuối thế kỷ đó, đặc tính điện của vật liệu (điện trở cao đến một ngưỡng điện áp nhất định giảm xuống điện trở thấp hơn nhiều so với ngưỡng đó) cho thấy nó được triển khai trong các bộ cách ly sét cho hệ thống phân phối điện, trong đó các cột viên SiC được kết nối giữa các điện áp cao. đường dây điện và đất đảm bảo sét truyền xuống trái đất chứ không phải dọc theo đường dây điện.

Silicon Carbide (SiC) so sánh với Gallium Nitride (GaN) như thế nào?
So với silicon có dải cấm 1,12 eV (electron-volt), GaN và SiC là các chất bán dẫn phức hợp có dải cấm cao hơn khoảng ba lần lần lượt là 3,39 eV và 3,26 eV. Điều này có nghĩa là cả hai đều có thể hỗ trợ điện áp cao hơn và tần số cao hơn, mặc dù có một số khác biệt giữa hai công nghệ ảnh hưởng đến cách chúng hoạt động và nơi chúng được sử dụng.
Một điểm khác biệt giữa GaN và SiC là tốc độ xét về độ linh động của điện tử – tốc độ các điện tử có thể di chuyển qua vật liệu bán dẫn. Ở mức 2,000 cm²/Vs, độ linh động của điện tử GaN nhanh hơn 30% so với silicon, trong khi SiC có độ linh động của điện tử là 650 cm²/Vs. Những khác biệt này góp phần quyết định lợi ích mà mỗi công nghệ mang lại cho ứng dụng mục tiêu.
Ví dụ, độ linh động điện tử cao hơn của GaN khiến nó phù hợp hơn nhiều cho các ứng dụng tần số cao, hiệu suất cao, thứ được hỗ trợ thêm nhờ một tỷ lệ rất rất nhỏ của chip thực sự được tiêu thụ bởi điện cực cổng. Điều này đảm bảo điện dung rất thấp, nghĩa là dễ dàng đạt được tần số cao hơn (đó là lý do tại sao chất bán dẫn GaN được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị RF chuyển đổi ở phạm vi gigahertz).
Mặt khác, SiC với độ dẫn nhiệt cao hơn và hoạt động ở tần số thấp hơn sẽ phù hợp hơn cho các ứng dụng có công suất cao hơn bao gồm điện áp cao cấp hơn cần thiết trong xe điện và trung tâm dữ liệu, một số thiết kế năng lượng mặt trời, lực kéo đường sắt, tua bin gió , phân phối lưới và hình ảnh công nghiệp và y tế không phải lúc nào cũng yêu cầu chuyển đổi tần số cao mà cần hoạt động ở điện áp cao hơn và cải thiện khả năng tản nhiệt.