Muut tuotteet

Piikarbidi (SiC): historia ja tulevaisuus
Piikarbidia esiintyy luonnossa äärimmäisen harvinaisena mineraalina, joka tunnetaan nimellä moissanite, joka löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1893 Arizonan Canyon Diablo meteorikraatterista. Kuitenkin kaksi vuotta ennen tätä amerikkalainen keksijä Edward G. Acheson oli vahingossa löytänyt piikarbidin, jolle hän antoi nimen carborundum, etsiessään tapaa tuottaa keinotekoisia timantteja. Seuraavina vuosina Acheson patentoi menetelmänsä piikarbidijauheen valmistamiseksi ja kehitti myös teknologian, jota käytetään edelleen nykyäänkin piikarbidin tuottamiseen pelkistämällä piidioksidia hiilellä korkeissa lämpötiloissa sähköuunissa.
Uuden yhdisteen kovuuden ansiosta – joka boorikarbidin keksimiseen saakka vuonna 1929 oli kovin tunnettu synteettinen materiaali – 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa piikarbidi tuli hyvin nopeasti suosituksi teollisessa mittakaavassa erittäin tehokkaana hioma-aineena. sovellus, johon sitä käytetään edelleen. Viime vuosina piikarbidia on käytetty myös autojen jarruissa ja kytkimissä käytetyn pitkäikäisen keramiikan pohjana.
1900-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä piikarbidia käytettiin ilmaisindiodeina varhaisissa kideradioissa, mikä tekee siitä teoriassa ensimmäisen kaupallisesti tärkeän puolijohdemateriaalin. Tällä hetkellä havaittiin myös, että materiaali hehkui ja vaihtaisi väriä sähkövirran vaikutuksesta, mikä tarkoittaa, että se on myös valodiodin varhainen edelläkävijä. Myöhemmin samalla vuosisadalla materiaalin sähköiset ominaisuudet (suuri resistanssi tiettyyn kynnysjännitteeseen asti, joka putoaa paljon alhaisempaan vastukseen tämän kynnysarvon yläpuolella) näkivät sen käyttöönoton sähkönjakelujärjestelmien salamaeristimissä, joissa piikarbidipellettien pylväät kytkettiin suurjännitteiden väliin. voimalinjat ja maa varmistivat salaman iskun kulkemisen maahan pikemminkin kuin voimalinjoja pitkin.

Miten piikarbidi (SiC) vertaa galliumnitridiä (GaN)?
Verrattuna piihin, jonka kaistaväli on 1,12 eV (elektronivolttia), GaN ja SiC ovat yhdistelmäpuolijohteita, joiden kaistavälit ovat noin kolme kertaa suuremmat, vastaavasti 3,39 eV ja 3,26 eV. Tämä tarkoittaa, että molemmat voivat tukea korkeampia jännitteitä ja korkeampia taajuuksia, vaikka näiden kahden tekniikan välillä on useita eroja, jotka vaikuttavat niiden toimintaan ja käyttöpaikkaan.
Yksi ero GaN:n ja SiC:n välillä on nopeus elektronien liikkuvuuden suhteen – kuinka nopeasti elektronit voivat liikkua puolijohdemateriaalin läpi. Nopeudella 2,000 cm²/Vs GaN:n elektronien liikkuvuus on 30 % nopeampi kuin piin, kun taas SiC:n elektronien liikkuvuus on 650 cm²/Vs. Näillä eroilla on osuuttaan kunkin tekniikan kohdesovelluksen tarjoamat edut.
Esimerkiksi GaN:n suurempi elektronien liikkuvuus tekee siitä paljon sopivamman korkean suorituskyvyn korkeataajuisiin sovelluksiin, mikä on edelleen tuettu, koska hilaelektrodi kuluttaa hyvin, hyvin pienen osan sirusta. Tämä varmistaa erittäin alhaisen kapasitanssin, mikä tarkoittaa, että on helppo saavuttaa korkeampia taajuuksia (siksi GaN-puolijohteita käytetään laajalti RF-laitteissa, jotka kytkeytyvät gigahertsialueella).
Toisaalta piikarbidi soveltuu korkeamman lämmönjohtavuuden ja alhaisemman taajuuden ansiosta paremmin suuritehoisiin sovelluksiin, mukaan lukien sähköautoissa ja datakeskuksissa vaadittavat korkeammat jännitteet, jotkin aurinkovoimarakenteet, kiskoveto, tuuliturbiinit , verkkojakelu ja teollinen ja lääketieteellinen kuvantaminen, jotka eivät aina vaadi suurtaajuista vaihtoa, mutta vaativat korkeamman jännitteen toiminnan ja parannetun lämmönpoiston.