Domovská stránka

Základné informácie o SiC

Atómové číslo	14 (Si) / 6 (C)
Elektronický obal	3s² 3p² / 2s²2p²
Hmotnosť	40.096 g.mol^-1
Kryštalografická štruktúra	Zinc blende (3C), Hexagonálna (2H, 4H, 6H)
Hustota	3.16 g.cm^-3
Bod topenia	2,830 °C (3100 K)
Bod varu	- °C ( - K)
Tepelná vodivosť	360 - 490 W·m⁻¹·K⁻¹
Šírka zakázaného pásma	2.36 - 3.23 eV
Objavil	1893 - Ferdinand Henri Moissan

Zdroj: wikipedia.org

Karbid kremíka je polovodič obsahujúci kremík a uhlík. Vyskytuje sa v prírode ako mimoriadne vzácny minerál, moissanit. Syntetický prášok SiC sa vyrába od roku 1893 na vyrábanie brúsiva. Používa sa v aplikáciách vyžadujúcich vysokú vytrvalosť, ako sú automobilové brzdy, automobilové spojky a keramické dosky. SiC sa používa v polovodičových elektronických zariadeniach, ktoré pracujú pri vysokých teplotách a/alebo napätiach.

Prakticky všetok karbid kremíka predávaný na svete je syntetický. Karbid kremíka existuje v asi 250 kryštalických formách. Polymorfizmus SiC sa vyznačuje veľkou rodinou podobných kryštalických štruktúr nazývaných polytypy. Najčastejšie sú: 3C, 4H, 6H. Alfa karbid kremíka (6H-SiC) je najčastejšie sa vyskytujúcim polymorfom a tvorí sa pri teplotách vyšších ako 1700 °C. Modifikácia beta (3C-SiC) s kryštálovou štruktúrou sa tvorí pri teplotách pod 1700 °C.

V súčasnosti existuje veľký záujem o jeho použitie v elektronike kvôli jeho vysokej tepelnej vodivosti, vysokej odolnosti proti elektrickému poľu a vysokej maximálnej prúdovej hustote.

Štruktúra 2H - polytyp SiC

Legenda

– Atóm kremíka

– Atóm uhlíka

– Väzba medzi atómami

– Väzba na znázornenie elementárnej bunky

Návod na použitie

⭯ ⭮ Držaním a následným hýbaním kurzoru sa štruktúra otáča

zoom Kolieskom na myši a taktiež pohybom dvomi prstami na touchpade sa dá zoomovať/unzoomovat

Poznámka

2H-SiC nie je najčastejšie používaný polytyp, ale z neho sa skladá 4H-SiC a 6H-SiC.

Hoci existuje veľké množstvo variácií SiC, len niekoľko z nich sa vyrába v reprodukovateľnej forme a ešte menej je vhodných ako polovodiče pre elektronický priemysel. Dostupné polytypy SiC používané v priemysle sú 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC. Z dostupných polytypov je 4H-SiC v súčasnosti najpoužívanejším. Hlavnými dôvodmi sú cenová a technologická zrelosť z pomädzi ostatných polytypov.

polytypy
Zdroj: api.intechopen.com

Medzná intenzita prierazného poľa pre SiC je 10-krát vyššia ako pre Si. Táto vlastnosť umožňuje použitie prvkov na báze SiC vo vysoko výkonných aplikáciách s vyššími napájacími napätiami. Väčšia šírka zakázaného pásma ďalej umožňuje SiC prvkom pracovať pri vyšších teplotách. Garantovaná prevádzková teplota súčasných SiC prvkov je v rozsahu od 150 °C do 175 °C kde je limitným parametrom materiál zapuzdrenia prvku. Správnym zapuzdrením môžu pracovať SiC prvky aj pri teplote vyššej ako 200 °C.

Elektronické aplikácie karbidu kremíka, ako sú diódy vyžarujúce svetlo (LED) a detektory sa prvýkrát demonštrovali okolo roku 1907.
Prvé použitie SiC bolo ako brúsivo, neskôr elektronické aplikácie.
Prírodný moissanit bol prvýkrát nájdený v roku 1893 ako malá súčasť meteoritu Canyon Diablo v Arizone.
Najčastejšie sa nachádza okolo hviezd bohatých na uhlík v medziplanetárnom vesmírnom prachu.
Poskytuje výhody pre rýchle, vysokoteplotné a / alebo vysokonapäťové zariadenia.
Z karbidu kremíka vyrábajú zrkadlový materiál pre astronomické teleskopy.
Vlákna z karbidu kremíka sa používajú na meranie teploty plynu.
Je podobný diamantu v niekoľkých dôležitých ohľadoch: je priehľadný a tvrdý (9–9,5 na Mohsovej stupnici v porovnaní s 10 pre diamant).

Zdroje: blog.st.com, sciencedirect.com, fei.stuba.sk, arxiv.org, wikipedia.org