Таҳия ва татбиқи карбиди кремний (SiC)
1. Асри навоварӣ дар SiC
Сафари карбиди кремний (SiC) дар соли 1893 оғоз ёфт, вақте Эдвард Гудрих Ачесон кӯраи Ачесонро тарҳрезӣ карда, бо истифода аз маводи карбон барои ноил шудан ба истеҳсоли саноатии SiC тавассути гармкунии барқии кварц ва карбон оғоз ёфт. Ин ихтироъ оғози индустриализатсияи SiC-ро нишон дод ва Ачесонро патент гирифт.
Дар ибтидои асри 20, SiC аз сабаби сахтии назаррас ва муқовимат ба фарсудашавӣ асосан ҳамчун абразив истифода мешуд. Дар нимаи асри 20, пешрафтҳо дар технологияи таҳшинсозии буғи химиявӣ (CVD) имкониятҳои навро боз карданд. Тадқиқотчиёни Bell Labs бо роҳбарии Рустам Рой барои CVD SiC замина гузоштанд ва ба аввалин қабатҳои SiC дар сатҳи графит ноил шуданд.
Солҳои 1970 як пешрафти бузургро мушоҳида кард, вақте ки Union Carbide Corporation графити бо SiC-ро дар афзоиши эпитаксиалии маводи нимноқили нитриди галлий (GaN) истифода бурд. Ин пешрафт дар LEDҳо ва лазерҳои баландсифати GaN нақши муҳим бозид. Дар тӯли даҳсолаҳо, пӯшишҳои SiC ба шарофати такмил додани техникаи истеҳсолӣ аз нимноқилҳо ба барномаҳои аэрокосмосӣ, автомобилсозӣ ва электроникаи энергетикӣ васеъ шуданд.
Имрӯз, навовариҳо ба монанди пошидани термикӣ, PVD ва нанотехнология фаъолият ва татбиқи пӯшишҳои SiC-ро боз ҳам беҳтар карда, иқтидори онро дар соҳаҳои пешрафта нишон медиҳанд.
2. Фаҳмидани сохторҳои кристаллӣ ва истифодабарии SiC
SiC дорои зиёда аз 200 политипҳо мебошад, ки аз рӯи сохторҳои атомии худ ба сохторҳои кубӣ (3C), шашкунҷа (H) ва ромбоэдралӣ (R) гурӯҳбандӣ шудаанд. Дар байни инҳо, 4H-SiC ва 6H-SiC мутаносибан дар дастгоҳҳои пуриқтидор ва оптоэлектронӣ ба таври васеъ истифода мешаванд, дар ҳоле ки β-SiC барои гармии баланд, муқовимати фарсудашавӣ ва муқовимат ба зангзании он қадр карда мешавад.
β-SiCхосиятҳои беназир, ба монанди гузаронии гармӣ120-200 Вт/м·Ква коэффисиенти тавсеаи гармии ба графит зич мувофиқат мекунад, онро ба маводи афзалиятнок барои рӯйпӯшҳои рӯизаминӣ дар таҷҳизоти эпитаксионии вафли табдил медиҳад.
3. Coatings SiC: Хусусиятҳо ва техникаи омодасозӣ
Қабати SiC, маъмулан β-SiC, барои баланд бардоштани хосиятҳои рӯизаминӣ ба монанди сахтӣ, муқовимат ба фарсудашавӣ ва устувории гармӣ васеъ истифода мешаванд. Усулҳои маъмули омодагӣ инҳоянд:
- Ҷойгиршавии буғи кимиёвӣ (CVD):Қабатҳои баландсифатро бо часпиши аъло ва якранг таъмин мекунад, ки барои субстратҳои калон ва мураккаб беҳтарин аст.
- Ҷойгиршавии буғи ҷисмонӣ (PVD):Назорати дақиқи таркиби рӯйпӯшро пешниҳод мекунад, ки барои барномаҳои дақиқи баланд мувофиқ аст.
- Усулҳои пошидани, пошидани электрохимиявӣ ва пӯшонидани slurry: Ҳамчун алтернативаҳои камхарҷ барои барномаҳои мушаххас хидмат кунед, гарчанде ки бо маҳдудиятҳои гуногун дар пайвастшавӣ ва якрангӣ.
Ҳар як усул дар асоси хусусиятҳои субстрат ва талаботи татбиқ интихоб карда мешавад.
4. Сусепторҳои графити бо SiC-пӯшонидашуда дар MOCVD
Ҳасбкунандаҳои графити бо SiC-пӯшонидашуда дар таҳшини буғи химиявии металлӣ (MOCVD), як раванди калидӣ дар истеҳсоли маводи нимноқил ва оптоэлектроникӣ ҳатмӣ мебошанд.
Ин ҳассосиятҳо барои афзоиши филми эпитаксиалӣ, таъмини устувории гармӣ ва коҳиш додани ифлосшавии наҷосат кӯмаки устувор медиҳанд. Сарпӯши SiC инчунин муқовимати оксидшавӣ, хосиятҳои рӯизаминӣ ва сифати интерфейсро беҳтар мекунад ва имкон медиҳад, ки ҳангоми афзоиши филм назорати дақиқ дошта бошанд.
5. Пешравӣ ба сӯи оянда
Дар солхои охир барои такмил додани процессхои истехсоли субстратхои графитии бо SiC фаро гирифташуда чидду чахди калон равона карда шудааст. Тадқиқотчиён диққати худро ба баланд бардоштани тозагӣ, якрангӣ ва давомнокии пӯшиш ҳангоми кам кардани хароҷот равона мекунанд. Илова бар ин, кашфи маводи инноватсионӣ ба монандирӯйпӯшҳои карбиди танталӣ (TaC).беҳбудиҳои эҳтимолиро дар гузариши гармӣ ва муқовимат ба зангзанӣ пешниҳод мекунад, ки роҳро барои ҳалли насли оянда боз мекунад.
Азбаски талабот ба ҳассосиятҳои графитӣ бо SiC рӯ ба афзоиш аст, пешрафтҳо дар истеҳсолоти интеллектуалӣ ва истеҳсоли миқёси саноатӣ минбаъд рушди маҳсулоти баландсифатро барои қонеъ кардани ниёзҳои рушдёбандаи саноати нимноқилҳо ва оптоэлектроника дастгирӣ мекунанд.
Вақти фиристодан: Ноябр-24-2023