Okamoto in drugi so izmerili prevodnost silicijevega karbida pri razli\u010dnih temperaturah in ugotovili, da majhne koli\u010dine dodatka Si ne pove\u010dajo prevodnosti za dva do tri velikostne rede, vendar se zaradi preseganja 5 mol% prevodnost pove\u010da za tri velikostne rede.<\/p>\n
Silicijev karbid je polprevodni\u0161ki material, ki ga je mogo\u010de z dopiranjem z aluminijevimi, borovimi, galijevimi, fosforjevimi ali du\u0161ikovimi ioni spremeniti v n-tip ali p-tip.<\/p>\n
Silicijev karbid je polprevodni\u0161ki material, kar pomeni, da se nahaja nekje med kovinami (ki prevajajo elektri\u010dni tok) in izolatorji (ki se upirajo toku). Pri ni\u017ejih temperaturah se silicijev karbid obna\u0161a bolj kot izolator, saj se upira pretoku elektri\u010dne energije, pri vi\u0161jih temperaturah pa postane bolj podoben prevodniku, saj prepu\u0161\u010da elektri\u010dni tok. Obna\u0161anje silicijevega karbida je odvisno od temperature in ne\u010disto\u010d: dodatek aluminija, bora in galija lahko ustvari polprevodnik tipa N, dodatek du\u0161ika ali fosforja pa polprevodni\u0161ki u\u010dinek tipa N; dodatno nadzorovano dopiranje lahko v tem materialu ustvari superprevodnost.<\/p>\n
SiC je elektri\u010dno polprevodni material z za\u010detno upornostjo med 105 in 107 Ohm*cm v \u010distem stanju, \u010deprav lahko dodajanje elektri\u010dno prevodnih drugih faz to upornost dovolj zmanj\u0161a za uporabo v grelnikih; celotna upornost je odvisna od morfologije in pogojev obdelave samega materiala.<\/p>\n
Komercialni prah SiC ima pogosto nestehiometri\u010dno sestavo; obi\u010dajno vsebuje prese\u017eek aluminija in silicija. To sicer ne predstavlja te\u017eav pri sintranju \u017eelenih kristalnih struktur, vendar pa je zaradi njegove prisotnosti ta naloga na zraku preprostej\u0161a zaradi ni\u017eje pasovne vrzeli b-SiC. Ker N2 zagotavlja ve\u010djo odpornost proti temu procesu transformacije in tudi proti dopiranju SiC-a, bi lahko zmanj\u0161ali u\u010dinke dopiranja z N-jem.<\/p>\n
Silicijev karbid (SiC) ima izjemne lastnosti toplotne prevodnosti, zaradi katerih je klju\u010dni material v mo\u010dnostni elektroniki in optoelektroniki1,2. \u017dal je zaradi visokega lokaliziranega toplotnega toka naprav iz SiC toplotno upravljanje zahtevno, kar povzro\u010da pregrevanje naprav, ki ogro\u017ea zmogljivost in zanesljivost, zlasti pri mo\u010dnostnih napravah, ki delujejo pri temperaturah, vi\u0161jih od temperature okolice. Zato je globlje razumevanje mikrostrukture, fazne sestave in toplotne prevodnosti SiC klju\u010dnega pomena za oblikovanje materialov s \u0161e vi\u0161jo toplotno prevodnostjo.<\/p>\n
V okviru raziskave vpliva fazne sestave, mikrostrukture in defektne strukture na toplotno prevodnost SiC-a je bil pra\u0161ek b-SiC submikronske velikosti zgo\u0161\u010den s sintranjem v teko\u010di fazi v iskrivi plazmi (L-SPS) z razli\u010dnimi koncentracijami Y2O3 in Yb2O3, za izdelavo gostih vzorcev, ki vsebujejo do 20% grafenovih nanodelcev (GNP), z enoosnim tlakom stiskanja med postopkom L-SPS, kar povzro\u010di prednostno poravnavo GNP pravokotno na os stiskanja in s tem ve\u010djo toplotno prevodnost vzdol\u017e te smeri; v vzporedni smeri pa se toplotna prevodnost ni izbolj\u0161ala.<\/p>\n
Poleg tega je bila za ocenjevanje defektnih struktur v atomskem merilu v teh vzorcih b-SiC skupaj z difrakcijo s povratnim sipanjem elektronov uporabljena skenirna transmisijska elektronska mikroskopija visoke lo\u010dljivosti (HR-STEM). Zaradi prisotnih naravnih napak ni bilo opaziti nobenega vpliva, vendar je dodatek Yb2O3 veliko bolj vplival na toplotno prevodnost, kar morda ka\u017ee na to, da je kot odgovor na prese\u017eno vsebnost Yb2O3 v njegovi mre\u017eni strukturi nastala raven ne\u010disto\u010d.<\/p>\n
Silicijev karbid (SiC) je izjemna kemijska spojina, sestavljena iz enakih delov silicija in ogljika, povezanih z mo\u010dnimi kovalentnimi vezmi, podobno kot diamant, s trdoto 9 po Mohsovi lestvici, zaradi \u010desar je izjemno trpe\u017een in odporen na ekstremne temperature.<\/p>\n
SiC je znan po svojih lastnostih polprevodnika s \u0161iroko pasovno vrzeljo, ki omogo\u010da prosto gibanje elektronov po njegovi materialni strukturi in s tem prevajanje elektri\u010dne energije pri segrevanju; pri ni\u017ejih temperaturah pa njegova struktura deluje bolj kot izolator in se upira elektri\u010dnemu toku.<\/p>\n
Elektri\u010dne in toplotne lastnosti silicijevega karbida se lahko spremenijo z dodajanjem ne\u010disto\u010d. Z dodajanjem aluminija, bora in galija nastane polprevodnik tipa p, z dodajanjem du\u0161ika in fosforja pa postane polprevodnik tipa n; te spremembe lahko znatno pove\u010dajo njegovo elektri\u010dno prevodnost.<\/p>\n
Monokristalni SiC zaradi svoje goste strukture v prakti\u010dnih aplikacijah ne more v celoti izkoristiti svoje odli\u010dne toplotne prevodnosti. Polikristalna keramika, pridobljena iz komercialno dostopnih pra\u0161kov, ima pogosto ni\u017ejo toplotno prevodnost zaradi naklju\u010dne usmerjenosti zrn, nepopolnosti mre\u017ee in sekundarnih faz z zmanj\u0161ano prevodnostjo na mejah zrn.<\/p>\n
Pred nalo\u017ebo je klju\u010dnega pomena, da se izpolnijo \u017eelene lastnosti materiala iz silicijevega karbida. Poleg tega se lahko razumevanje njegovega delovanja skozi \u010das izka\u017ee za \u0161e posebej pomembno pri aplikacijah, kot so grelniki, kjer je lahko njegova \u017eivljenjska doba mo\u010dno omejena zaradi u\u010dinkov obrabe in obrabe materiala, ki lahko bistveno spremenijo njegovo delovanje.<\/p>\n
Silicijev karbid je izjemno trdna kemi\u010dna spojina s heksagonalno strukturo in \u0161iroko pasovno vrzeljo ter polprevodni\u0161kimi lastnostmi. Vrzel med energijo spro\u0161\u010danja elektronov in najve\u010djo energijo valen\u010dnega pasu je skoraj trikrat ve\u010dja kot pri siliciju, zaradi \u010desar se ga je oprijel vzdevek material s \u0161iroko pasovno vrzeljo in je primeren za mo\u010dnostno elektroniko in visokonapetostne aplikacije, kot so sistemi za upravljanje baterij elektri\u010dnih vozil.<\/p>\n
\u010cisti SiC je brezbarven, v industrijski proizvodnji pa se kombinira s fosforjem, tako da nastane karborundum - rjav do \u010drn prah z mavri\u010dnim leskom, ki nastane iz tankih plasti pasivacije, ki \u0161\u010diti kristale -, po katerem je ta material dobil ime. Sprva se je karborund najpogosteje uporabljal za detektorske diode v ladijskih radijskih sprejemnikih, danes pa se uporablja predvsem kot trdi izolatorji, kot so rezalna orodja in zavorne plo\u0161\u010dice.<\/p>\n
Pri sobni temperaturi ima SiC tipa n lastno prevodnost pribli\u017eno 2 10-6 ohm-cm. Njegovo elektri\u010dno prevodnost pa je mogo\u010de pove\u010dati z dopiranjem z du\u0161ikom, fosforjem ali berilijem, da dobimo material tipa p, in z oblikovanjem akceptorjev bora na mestih Si, kar pove\u010da tako elektri\u010dno prevodnost kot elektri\u010dno upornost.<\/p>\n
Dopiranje lahko ogrozi toplotno stabilnost SiC tipa n, ker elektroni in luknje uhajajo iz re\u0161etke in ustvarjajo vro\u010de to\u010dke v strukturi materiala.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Okamoto et al. measured the conductivity of silicon carbide at various temperatures and found that small amounts of Si additive did not increase conductivity by two to three orders of magnitude, but exceeding 5 mol% caused conductivity levels to soar by up to three orders of magnitude. Silicon carbide is a semiconductor material, capable of […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-370","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/370","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=370"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/370\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":371,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/370\/revisions\/371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=370"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=370"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=370"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}