Ni akọkọ, eto ati awọn ohun-ini ti SiC crystal.
SiC jẹ alakomeji alakomeji ti a ṣẹda nipasẹ ipin Si ati ipin C ni ipin 1: 1, iyẹn ni, 50% silikoni (Si) ati 50% erogba (C), ati ẹyọ ipilẹ ipilẹ rẹ jẹ SI-C tetrahedron.
Aworan atọka ti ohun alumọni carbide tetrahedron be
Fun apẹẹrẹ, awọn ọta Si tobi ni iwọn ila opin, deede si apple kan, ati awọn ọta C jẹ kekere ni iwọn ila opin, deede si osan kan, ati pe nọmba dogba ti awọn oranges ati apples ni a kojọpọ papọ lati ṣe kristali SiC kan.
SiC jẹ agbopọ alakomeji, ninu eyiti aaye Si-Si bond atomu jẹ 3.89 A, bawo ni a ṣe le loye aye yii?Lọwọlọwọ, ẹrọ lithography ti o dara julọ lori ọja ni iṣedede lithography ti 3nm, eyiti o jẹ ijinna ti 30A, ati pe deede lithography jẹ awọn akoko 8 ti ijinna atomiki.
Agbara asopọ Si-Si jẹ 310 kJ / mol, nitorinaa o le loye pe agbara ifunmọ jẹ agbara ti o fa awọn ọta meji wọnyi yato si, ati pe agbara mimu pọ si, agbara ti o nilo lati fa yato si.
Fun apẹẹrẹ, awọn ọta Si tobi ni iwọn ila opin, deede si apple kan, ati awọn ọta C jẹ kekere ni iwọn ila opin, deede si osan kan, ati pe nọmba dogba ti awọn oranges ati apples ni a kojọpọ papọ lati ṣe kristali SiC kan.
SiC jẹ agbopọ alakomeji, ninu eyiti aaye Si-Si bond atomu jẹ 3.89 A, bawo ni a ṣe le loye aye yii?Lọwọlọwọ, ẹrọ lithography ti o dara julọ lori ọja ni iṣedede lithography ti 3nm, eyiti o jẹ ijinna ti 30A, ati pe deede lithography jẹ awọn akoko 8 ti ijinna atomiki.
Agbara asopọ Si-Si jẹ 310 kJ / mol, nitorinaa o le loye pe agbara ifunmọ jẹ agbara ti o fa awọn ọta meji wọnyi yato si, ati pe agbara mimu pọ si, agbara ti o nilo lati fa yato si.
Aworan atọka ti ohun alumọni carbide tetrahedron be
Fun apẹẹrẹ, awọn ọta Si tobi ni iwọn ila opin, deede si apple kan, ati awọn ọta C jẹ kekere ni iwọn ila opin, deede si osan kan, ati pe nọmba dogba ti awọn oranges ati apples ni a kojọpọ papọ lati ṣe kristali SiC kan.
SiC jẹ agbopọ alakomeji, ninu eyiti aaye Si-Si bond atomu jẹ 3.89 A, bawo ni a ṣe le loye aye yii?Lọwọlọwọ, ẹrọ lithography ti o dara julọ lori ọja ni iṣedede lithography ti 3nm, eyiti o jẹ ijinna ti 30A, ati pe deede lithography jẹ awọn akoko 8 ti ijinna atomiki.
Agbara asopọ Si-Si jẹ 310 kJ / mol, nitorinaa o le loye pe agbara ifunmọ jẹ agbara ti o fa awọn ọta meji wọnyi yato si, ati pe agbara mimu pọ si, agbara ti o nilo lati fa yato si.
Fun apẹẹrẹ, awọn ọta Si tobi ni iwọn ila opin, deede si apple kan, ati awọn ọta C jẹ kekere ni iwọn ila opin, deede si osan kan, ati pe nọmba dogba ti awọn oranges ati apples ni a kojọpọ papọ lati ṣe kristali SiC kan.
SiC jẹ agbopọ alakomeji, ninu eyiti aaye Si-Si bond atomu jẹ 3.89 A, bawo ni a ṣe le loye aye yii?Lọwọlọwọ, ẹrọ lithography ti o dara julọ lori ọja ni iṣedede lithography ti 3nm, eyiti o jẹ ijinna ti 30A, ati pe deede lithography jẹ awọn akoko 8 ti ijinna atomiki.
Agbara asopọ Si-Si jẹ 310 kJ / mol, nitorinaa o le loye pe agbara ifunmọ jẹ agbara ti o fa awọn ọta meji wọnyi yato si, ati pe agbara mimu pọ si, agbara ti o nilo lati fa yato si.
A mọ pe gbogbo nkan jẹ ti awọn ọta, ati ilana ti kristali jẹ eto eto deede ti awọn ọta, eyiti a pe ni aṣẹ gigun, bii atẹle.Ẹyọ kristali ti o kere julọ ni a npe ni sẹẹli, ti sẹẹli naa ba jẹ ẹya onigun, a npe ni onigun ti o sunmọ, ati pe sẹẹli naa jẹ ẹya onigun mẹrin, o ni a npe ni hexagonal ti o sunmọ.
Awọn oriṣi mọto SiC ti o wọpọ pẹlu 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, bbl Ọkọọkan akopọ wọn ni itọsọna axis c ti han ni eeya naa.
Lara wọn, awọn ipilẹ stacking ọkọọkan ti 4H-SiC ni ABCB... ;Awọn ipilẹ stacking ọkọọkan ti 6H-SiC ni ABCACB... ;Awọn ipilẹ stacking ọkọọkan ti 15R-SiC ni ABCACBCABACABCB... .
Eyi ni a le rii bi biriki fun kikọ ile, diẹ ninu awọn biriki ile ni ọna mẹta ti gbigbe wọn, diẹ ninu awọn ọna mẹrin lati gbe wọn, diẹ ninu awọn ọna mẹfa.
Awọn ipilẹ sẹẹli ipilẹ ti awọn oriṣi SiC gara ti o wọpọ ni a fihan ninu tabili:
Kini a, b, c ati awọn igun tumọ si?Eto ti sẹẹli ẹyọkan ti o kere julọ ni semikondokito SiC jẹ apejuwe bi atẹle:
Ninu ọran ti sẹẹli kanna, ilana gara yoo tun yatọ, eyi dabi a ra lotiri, nọmba ti o bori jẹ 1, 2, 3, o ra awọn nọmba mẹta 1, 2, 3, ṣugbọn ti nọmba naa ba jẹ lẹsẹsẹ. otooto, awọn ti gba iye ti o yatọ si, ki awọn nọmba ati awọn ibere ti kanna gara, le ti wa ni a npe ni kanna gara.
Nọmba ti o tẹle yii fihan awọn ipo iṣakojọpọ aṣoju meji, iyatọ nikan ni ipo iṣakojọpọ ti awọn ọta oke, eto gara yatọ.
Ilana gara ti a ṣẹda nipasẹ SiC jẹ ibatan si iwọn otutu.Labẹ iṣẹ ti iwọn otutu giga ti 1900 ~ 2000 ℃, 3C-SiC yoo yipada laiyara sinu polyform hexagonal SiC gẹgẹbi 6H-SiC nitori iduroṣinṣin igbekalẹ ti ko dara.O jẹ deede nitori ibaramu ti o lagbara laarin iṣeeṣe ti iṣelọpọ ti SiC polymorphs ati iwọn otutu, ati aisedeede ti 3C-SiC funrararẹ, oṣuwọn idagbasoke ti 3C-SiC nira lati ni ilọsiwaju, ati igbaradi naa nira.Eto hexagonal ti 4H-SiC ati 6H-SiC jẹ eyiti o wọpọ julọ ati rọrun lati mura, ati pe a ṣe iwadi lọpọlọpọ nitori awọn abuda tiwọn.
Ipari iwe adehun ti SI-C mnu ni SiC crystal jẹ 1.89A nikan, ṣugbọn agbara abuda jẹ giga bi 4.53eV.Nitoribẹẹ, aafo ipele agbara laarin ipo isunmọ ati ipo isunmọ egboogi jẹ eyiti o tobi pupọ, ati pe o le ṣẹda aafo ẹgbẹ jakejado, eyiti o jẹ igba pupọ ti Si ati GaAs.Iwọn aafo iye ti o ga julọ tumọ si pe ọna iwọn otutu giga jẹ iduroṣinṣin.Awọn ẹrọ itanna agbara ti o ni nkan ṣe le mọ awọn abuda ti iṣiṣẹ iduroṣinṣin ni awọn iwọn otutu giga ati eto sisọnu ooru ni irọrun.
Isopọ wiwọ ti iwe adehun Si-C jẹ ki lattice ni igbohunsafẹfẹ gbigbọn giga, iyẹn ni, phonon agbara giga, eyiti o tumọ si pe okuta SiC gara ni arinbo elekitironi ti o ni itẹlọrun giga ati adaṣe igbona, ati awọn ẹrọ itanna ti o ni ibatan ni a iyara iyipada ti o ga julọ ati igbẹkẹle, eyiti o dinku eewu ti ikuna iwọn otutu ti ẹrọ.Ni afikun, awọn ti o ga didenukole aaye agbara ti SiC faye gba o lati se aseyori ti o ga doping awọn ifọkansi ati ki o ni kekere on-resistance.
Keji, awọn itan ti SiC gara idagbasoke
Lọ́dún 1905, Dókítà Henri Moissan ṣàwárí SiC kristali kan nínú kòtò kòtò, èyí tí ó rí bí dáyámọ́ńdì, ó sì sọ ọ́ ní Mosan diamond.
Ni otitọ, ni kutukutu bi ọdun 1885, Acheson gba SiC nipa didapọ coke pẹlu silica ati igbona rẹ ninu ileru ina.Ni akoko naa, awọn eniyan ṣe aṣiṣe fun adalu awọn okuta iyebiye ati pe o ni emery.
Ni ọdun 1892, Acheson ṣe ilọsiwaju ilana iṣelọpọ, o dapọ iyanrin quartz, coke, iye diẹ ti awọn eerun igi ati NaCl, o si kikan ninu ina arc ileru si 2700 ℃, ati ni aṣeyọri gba awọn kirisita SiC scaly.Ọna yii ti sisọpọ awọn kirisita SiC ni a mọ si ọna Acheson ati pe o tun jẹ ọna akọkọ ti iṣelọpọ SiC abrasives ni ile-iṣẹ.Nitori mimọ kekere ti awọn ohun elo aise sintetiki ati ilana iṣelọpọ ti o ni inira, ọna Acheson ṣe agbejade awọn idoti SiC diẹ sii, iduroṣinṣin gara ti ko dara ati iwọn ila opin gara, eyiti o nira lati pade awọn ibeere ti ile-iṣẹ semikondokito fun iwọn nla, mimọ-giga ati giga. -awọn kirisita didara, ati pe a ko le lo lati ṣe awọn ẹrọ itanna.
Lely of Philips Laboratory dabaa ọna tuntun fun idagbasoke awọn kirisita ẹyọkan SiC ni ọdun 1955. Ni ọna yii, a ti lo crucible graphite gẹgẹbi ohun elo idagba, SiC lulú garawa ni a lo bi ohun elo aise fun dagba SiC crystal, ati pe a lo graphite laya lati ya sọtọ. agbegbe ti o ṣofo lati aarin ti awọn ohun elo aise ti ndagba.Nigbati o ba n dagba, crucible graphite jẹ kikan si 2500 ℃ labẹ oju-aye ti Ar tabi H2, ati pe agbegbe SiC lulú jẹ sublimed ati ti bajẹ sinu awọn nkan apakan Si ati C oru, ati okuta SiC ti dagba ni agbegbe ṣofo aarin lẹhin gaasi. sisan ti wa ni tan nipasẹ awọn la kọja lẹẹdi.
Ẹkẹta, imọ-ẹrọ idagbasoke kirisita SiC
Idagba kristali ẹyọkan ti SiC nira nitori awọn abuda tirẹ.Eyi jẹ nipataki nitori otitọ pe ko si ipele omi pẹlu ipin stoichiometric ti Si: C = 1: 1 ni titẹ oju aye, ati pe ko le dagba nipasẹ awọn ọna idagbasoke ti ogbo diẹ sii ti a lo nipasẹ ilana idagbasoke akọkọ lọwọlọwọ ti semikondokito. ile ise - cZ ọna, ja bo crucible ọna ati awọn miiran awọn ọna.Gẹgẹbi iṣiro imọ-jinlẹ, nikan nigbati titẹ ba tobi ju 10E5atm ati iwọn otutu ti o ga ju 3200 ℃, ipin stoichiometric ti Si: C = 1: 1 ojutu le ṣee gba.Lati bori iṣoro yii, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣe awọn igbiyanju ailopin lati daba ọpọlọpọ awọn ọna lati gba didara gara ga, iwọn nla ati awọn kirisita SiC olowo poku.Ni bayi, awọn ọna akọkọ jẹ ọna PVT, ọna ipele omi ati ọna fifisilẹ kemikali otutu otutu otutu.
Akoko ifiweranṣẹ: Jan-24-2024