An toiseach, structar agus feartan criostal SiC.
Is e stuth binary a th’ ann an SiC a chaidh a chruthachadh le eileamaid Si agus eileamaid C ann an co-mheas 1: 1, is e sin, 50% silicon (Si) agus 50% carbon (C), agus is e an aonad structarail bunaiteach aige tetrahedron SI-C.
Diagram sgeamach de structar tetrahedron silicon carbide
Mar eisimpleir, tha na dadaman Si mòr ann an trast-thomhas, co-ionann ri ubhal, agus tha na h-ataman C beag ann an trast-thomhas, co-ionann ri orains, agus tha an aon àireamh de dh’ orain agus ùbhlan air an càrnadh còmhla gus criostal SiC a chruthachadh.
Is e companaidh binary a th’ ann an SiC, anns a bheil eadar-dhealachadh eadar atom banna Si-Si aig 3.89 A, ciamar a thuigeas tu am beàrn seo?Aig an àm seo, tha cruinneas lithography de 3nm aig an inneal lithography as sàr-mhath air a’ mhargaidh, a tha astar 30A, agus tha cruinneas lithography 8 tursan nas àirde na an astar atamach.
Is e an lùth ceangail Si-Si 310 kJ / mol, gus an tuig thu gur e an lùth ceangail am feachd a tharraingeas an dà atom sin bho chèile, agus mar as motha an lùth ceangail, is ann as motha am feachd a dh’ fheumas tu a tharraing às a chèile.
Mar eisimpleir, tha na dadaman Si mòr ann an trast-thomhas, co-ionann ri ubhal, agus tha na h-ataman C beag ann an trast-thomhas, co-ionann ri orains, agus tha an aon àireamh de dh’ orain agus ùbhlan air an càrnadh còmhla gus criostal SiC a chruthachadh.
Is e companaidh binary a th’ ann an SiC, anns a bheil eadar-dhealachadh eadar atom banna Si-Si aig 3.89 A, ciamar a thuigeas tu am beàrn seo?Aig an àm seo, tha cruinneas lithography de 3nm aig an inneal lithography as sàr-mhath air a’ mhargaidh, a tha astar 30A, agus tha cruinneas lithography 8 tursan nas àirde na an astar atamach.
Is e an lùth ceangail Si-Si 310 kJ / mol, gus an tuig thu gur e an lùth ceangail am feachd a tharraingeas an dà atom sin bho chèile, agus mar as motha an lùth ceangail, is ann as motha am feachd a dh’ fheumas tu a tharraing às a chèile.
Diagram sgeamach de structar tetrahedron silicon carbide
Mar eisimpleir, tha na dadaman Si mòr ann an trast-thomhas, co-ionann ri ubhal, agus tha na h-ataman C beag ann an trast-thomhas, co-ionann ri orains, agus tha an aon àireamh de dh’ orain agus ùbhlan air an càrnadh còmhla gus criostal SiC a chruthachadh.
Is e companaidh binary a th’ ann an SiC, anns a bheil eadar-dhealachadh eadar atom banna Si-Si aig 3.89 A, ciamar a thuigeas tu am beàrn seo?Aig an àm seo, tha cruinneas lithography de 3nm aig an inneal lithography as sàr-mhath air a’ mhargaidh, a tha astar 30A, agus tha cruinneas lithography 8 tursan nas àirde na an astar atamach.
Is e an lùth ceangail Si-Si 310 kJ / mol, gus an tuig thu gur e an lùth ceangail am feachd a tharraingeas an dà atom sin bho chèile, agus mar as motha an lùth ceangail, is ann as motha am feachd a dh’ fheumas tu a tharraing às a chèile.
Mar eisimpleir, tha na dadaman Si mòr ann an trast-thomhas, co-ionann ri ubhal, agus tha na h-ataman C beag ann an trast-thomhas, co-ionann ri orains, agus tha an aon àireamh de dh’ orain agus ùbhlan air an càrnadh còmhla gus criostal SiC a chruthachadh.
Is e companaidh binary a th’ ann an SiC, anns a bheil eadar-dhealachadh eadar atom banna Si-Si aig 3.89 A, ciamar a thuigeas tu am beàrn seo?Aig an àm seo, tha cruinneas lithography de 3nm aig an inneal lithography as sàr-mhath air a’ mhargaidh, a tha astar 30A, agus tha cruinneas lithography 8 tursan nas àirde na an astar atamach.
Is e an lùth ceangail Si-Si 310 kJ / mol, gus an tuig thu gur e an lùth ceangail am feachd a tharraingeas an dà atom sin bho chèile, agus mar as motha an lùth ceangail, is ann as motha am feachd a dh’ fheumas tu a tharraing às a chèile.
Tha fios againn gu bheil a h-uile stuth air a dhèanamh suas de dadaman, agus tha structar criostal na rèiteachadh cunbhalach de dadaman, ris an canar òrdugh fad-raon, mar a leanas.Canar cealla ris an aonad criostail as lugha, mas e structar ciùbach a th’ anns a’ chill, canar ciùbach làn phasgan ris, agus is e structar sia-thaobhach a th’ anns a’ chill, canar heicseagag dlùth ris.
Tha seòrsaichean criostail SiC cumanta a’ toirt a-steach 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, msaa.
Nam measg, is e ABCB an t-sreath cruachadh bunaiteach de 4H-SiC;Is e an t-sreath cruachadh bunaiteach de 6H-SiC ABCACB... ;Is e an sreath cruachadh bunaiteach de 15R-SiC ABCACBCABACABCB... .
Faodar seo fhaicinn mar bhreigichean airson taigh a thogail, tha trì dòighean aig cuid de bhreigichean taighe air an cur, tha ceithir dòighean aig cuid air an cur, tha sia dòighean aig cuid.
Tha paramadairean cealla bunaiteach nan seòrsachan criostail SiC cumanta sin air an sealltainn sa chlàr:
Dè tha a, b, c agus ceàrnan a’ ciallachadh?Tha structar na cealla aonad as lugha ann an semiconductor SiC air a mhìneachadh mar a leanas:
Ann an cùis an aon chealla, bidh an structar criostail cuideachd eadar-dhealaichte, tha seo mar gum biodh sinn a 'ceannach a' chrannchuir, is e an àireamh a bhuannaich 1, 2, 3, cheannaich thu 1, 2, 3 trì àireamhan, ach ma tha an àireamh air a rèiteachadh ann an dòigh eadar-dhealaichte, tha an t-suim a bhuannaicheas eadar-dhealaichte, agus mar sin faodar an àireamh agus òrdugh an aon chriostail a ghairm mar an aon chriostail.
Tha am figear a leanas a’ sealltainn an dà dhòigh cruachadh àbhaisteach, dìreach an eadar-dhealachadh ann am modh cruachadh nan dadaman àrda, tha an structar criostail eadar-dhealaichte.
Tha an structar criostail a chruthaich SiC gu làidir ceangailte ri teòthachd.Fo ghnìomhachd teòthachd àrd 1900 ~ 2000 ℃, atharraichidh 3C-SiC gu slaodach gu polyform SiC sia-thaobhach leithid 6H-SiC air sgàth cho dona sa tha e structarail.Tha e dìreach air sgàth co-dhàimh làidir eadar coltachd cruthachadh polymorphs SiC agus teòthachd, agus neo-sheasmhachd 3C-SiC fhèin, tha an ìre fàis de 3C-SiC duilich a leasachadh, agus tha an ullachadh duilich.Is e an siostam sia-thaobhach de 4H-SiC agus 6H-SiC an fheadhainn as cumanta agus as fhasa ullachadh, agus tha iad air an sgrùdadh gu farsaing air sgàth am feartan fhèin.
Chan eil fad bann bann SI-C ann an criostal SiC ach 1.89A, ach tha an lùth ceangail cho àrd ri 4.53eV.Mar sin, tha am beàrn ìre lùtha eadar an stàit ceangail agus an stàit an-aghaidh ceangail glè mhòr, agus faodar beàrn còmhlan farsaing a chruthachadh, a tha grunn thursan nas motha na Si agus GaAs.Tha an leud beàrn bann nas àirde a 'ciallachadh gu bheil an structar criostail àrd-teòthachd seasmhach.Faodaidh an dealanach cumhachd co-cheangailte feartan obrachadh seasmhach aig teòthachd àrd agus structar sgaoilidh teas nas sìmplidhe a thoirt gu buil.
Tha ceangal teann a’ cheangail Si-C a’ fàgail gu bheil tricead crathaidh àrd aig an leusair, is e sin, fonon àrd-lùth, a tha a’ ciallachadh gu bheil gluasaid dealanach àrd shàthaichte agus seoltachd teirmeach aig a’ chriostail SiC, agus tha cumhachd aig na h-innealan dealanach cumhachd co-cheangailte riutha. astar tionndaidh nas àirde agus earbsachd, a lughdaicheas cunnart fàilligeadh inneal overtemperature.A bharrachd air an sin, tha neart raon brisidh nas àirde SiC a’ leigeil leis dùmhlachdan dopaidh nas àirde a choileanadh agus seasmhachd nas ìsle a bhith aige.
San dàrna h-àite, eachdraidh leasachadh criostail SiC
Ann an 1905, lorg an Dotair Henri Moissan criostal SiC nàdarrach anns an t-sloc, a lorg e a bha coltach ri daoimean agus thug e daoimean Mosan air.
Gu dearbh, cho tràth ri 1885, fhuair Acheson SiC le bhith a’ measgachadh còc le silica agus ga theasachadh ann am fùirneis dealain.Aig an àm, bha daoine ga ionndrainn airson measgachadh de daoimeanan agus thug iad emery air.
Ann an 1892, leasaich Acheson am pròiseas synthesis, mheasg e gainmheach èiteag, còc, beagan de chips fiodha agus NaCl, agus theth e ann am fùirneis arc dealain gu 2700 ℃, agus fhuair e criostalan sgàileil SiC gu soirbheachail.Canar modh Acheson ris an dòigh seo airson criostalan SiC a cho-chur agus is e fhathast am prìomh dhòigh air sgrìoban SiC a thoirt gu buil ann an gnìomhachas.Air sgàth purrachd ìosal de stuthan amh synthetigeach agus pròiseas synthesis garbh, bidh dòigh Acheson a ’toirt a-mach barrachd neo-chunbhalachd SiC, ionracas criostail truagh agus trast-thomhas beag criostail, a tha duilich coinneachadh ri riatanasan a’ ghnìomhachais semiconductor airson meud mòr, àrd-ghlan agus àrd. - càileachd criostalan, agus chan urrainnear an cleachdadh airson innealan dealanach a dhèanamh.
Mhol Lely of Philips Laboratory dòigh ùr airson criostalan singilte SiC fhàs ann an 1955. Anns an dòigh seo, thathas a’ cleachdadh breusadh grafait mar shoitheach fàis, thathas a’ cleachdadh criostal pùdar SiC mar an stuth amh airson criostal SiC fhàs, agus thathas a’ cleachdadh grafait porous airson dealachadh. àite lag bho mheadhan an stuth amh a tha a 'fàs.Nuair a bhios e a’ fàs, tha an t-searbhag grafait air a theasachadh gu 2500 ℃ fo àile Ar no H2, agus tha am pùdar SiC iomaill air a sublimed agus air a lobhadh a-steach do stuthan ìre bhalbhaichean Si agus C, agus tha an criostal SiC air fhàs anns an sgìre lag meadhanach às deidh a’ ghas. tha sruth air a ghluasad tron ghrafite porous.
San treas àite, teicneòlas fàs criostail SiC
Tha fàs criostail singilte SiC duilich air sgàth a fheartan fhèin.Tha seo gu ìre mhòr mar thoradh air nach eil ìre leaghaidh ann le co-mheas stoichiometric de Si: C = 1: 1 aig cuideam àile, agus chan urrainn dha a bhith air fhàs leis na dòighean fàis nas aibidh a chleachdas pròiseas fàis gnàthach gnàthach an semiconductor. gnìomhachas - modh cZ, modh ceusaidh tuiteam agus dòighean eile.A rèir àireamhachadh teòiridheach, is ann dìreach nuair a tha an cuideam nas àirde na 10E5atm agus an teòthachd nas àirde na 3200 ℃, gheibhear an co-mheas stoichiometric de fhuasgladh Si: C = 1: 1.Gus faighinn thairis air an duilgheadas seo, tha luchd-saidheans air oidhirpean gun stad a dhèanamh gus diofar dhòighean a mholadh gus criostalan SiC de chàileachd àrd, meud mòr agus saor fhaighinn.Aig an àm seo, is e na prìomh dhòighean modh PVT, modh ìre leaghaidh agus dòigh tasgaidh ceimigeach ceò teòthachd àrd.
Ùine puist: Faoilleach-24-2024