نۆۋەتتە ،كرېمنىي كاربون (SiC)دۆلەت ئىچى ۋە سىرتىدا ئاكتىپ تەتقىق قىلىنىدىغان ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچ ساپال ماتېرىيال. SiC نىڭ نەزەرىيىۋى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئىنتايىن يۇقىرى ، بەزى خرۇستال شەكىللەر 270W / mK غا يېتىدۇ ، بۇ ئاللىبۇرۇن ئۆتكۈزگۈچسىز ماتېرىياللارنىڭ باشلامچىسى. مەسىلەن ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەرنىڭ يەر ئاستى ماتېرىياللىرى ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچان ساپال ساپال ماتېرىياللار ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ پىششىقلاپ ئىشلەشكە ئىشلىتىدىغان ئىسسىقلىق تەمىنلەش ئۈسكۈنىلىرى ، يادرو يېقىلغۇسىنىڭ كاپسۇل ماتېرىياللىرى ۋە پىرىسلاش پومپىسىنىڭ گاز پېچەتلەش ھالقىلىرىدا SiC ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنىڭ قوللىنىلىشىنى كۆرگىلى بولىدۇ.
قوللىنىشكرېمنىي كاربونيېرىم ئۆتكۈزگۈچ ساھەسىدە
گىرىم قىلىش دىسكىسى ۋە زاپچاسلىرى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ساھەسىدىكى كرېمنىي ۋافېر ئىشلەپچىقىرىشتىكى مۇھىم جەريان ئۈسكۈنىلىرى. ئەگەر ئۇۋىلاش دىسكىسى قۇيۇلغان تۆمۈر ياكى كاربون پولاتتىن ياسالغان بولسا ، ئۇنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرى قىسقا ، ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى چوڭ بولىدۇ. كرېمنىيلىق ۋافېرنى پىششىقلاپ ئىشلەش جەريانىدا ، بولۇپمۇ تېز سۈرئەتلىك ئۇۋىلاش ياكى سىلىقلاش جەريانىدا ، ئۇۋاق دېسكىنىڭ ئۇپرىشى ۋە ئىسسىقلىق ئۆزگىرىشى سەۋەبىدىن ، كرېمنىي ۋافېرنىڭ تەكشىلىكى ۋە پاراللېللىقىغا كاپالەتلىك قىلىش تەس. گىرىم قىلىش دېسكىسى ياسالغانكرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىقاتتىقلىقى يۇقىرى بولغاچقا ، ئۇپراش نىسبىتى تۆۋەن ، ئۇنىڭ ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى كرېمنىيلىق ۋافېر بىلەن ئاساسەن ئوخشاش ، شۇڭا ئۇ يەر يۈزىنى تېز سۈرئەتتە سىلىقلىيالايدۇ.
ئۇنىڭدىن باشقا ، كرېمنىيلىق ۋافېر ئىشلەپچىقىرىلغاندا ، ئۇلار يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىقنى بىر تەرەپ قىلىشى كېرەك ، دائىم كرېمنىي كاربون قۇرۇلمىسىدىن پايدىلىنىپ توشۇلىدۇ. ئۇلار ئىسسىققا چىداملىق ۋە بۇزغۇنچىلىققا ئۇچرىمايدۇ. ئالماسقا ئوخشاش كاربون (DLC) ۋە باشقا سىرلارنى يۈزىگە سۈرۈپ ، ئىقتىدارنى يۇقىرى كۆتۈرگىلى ، ۋافېرنىڭ زىيىنىنى پەسەيتىپ ، بۇلغىنىشنىڭ تارقىلىشىنىڭ ئالدىنى ئالغىلى بولىدۇ.
ئۇندىن باشقا ، ئۈچىنچى ئەۋلاد كەڭ بەلۋاغلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارنىڭ ۋەكىلى بولۇش سۈپىتى بىلەن ، كرېمنىي كاربون يەككە خرۇستال ماتېرىيالنىڭ كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى (سىنىڭ ئۈچ ھەسسىسىگە تەڭ) ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى (سىنىڭ تەخمىنەن 3.3 ھەسسىسىگە ياكى 10 ھەسسىسىگە تەڭ) قاتارلىق خۇسۇسىيەتكە ئىگە. GaAs نىڭ) ، ئېلېكترونلۇق تويۇنۇشنىڭ كۆچۈش نىسبىتى (سىنىڭ تەخمىنەن 2.5 ھەسسىسىگە تەڭ) ۋە يۇقىرى پارچىلىنىش ئېلېكتر مەيدانى (سىنىڭكىدىن 10 ھەسسە ياكى GaAs نىڭ 5 ھەسسىسىگە تەڭ). SiC ئۈسكۈنىلىرى ئەمەلىي قوللىنىشچان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال ئۈسكۈنىلىرىنىڭ كەمچىلىكىنى تولۇقلاپ ، ئاستا-ئاستا ئېلېكتر يېرىم ئۆتكۈزگۈچنىڭ ئاساسىي ئېقىمىغا ئايلىنىۋاتىدۇ.
يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىغا بولغان ئېھتىياج زور دەرىجىدە ئاشتى
پەن-تېخنىكىنىڭ ئۈزلۈكسىز تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ساھەسىدە كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىنى ئىشلىتىشكە بولغان ئېھتىياج زور دەرىجىدە ئاشتى ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئۇنىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىش ئۈسكۈنىلىرى زاپچاسلىرىدا قوللىنىلىشىدىكى مۇھىم كۆرسەتكۈچ. شۇڭلاشقا ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرى تەتقىقاتىنى كۈچەيتىش تولىمۇ مۇھىم. رېشاتكا ئوكسىگىن مىقدارىنى ئازايتىش ، زىچلىقىنى ياخشىلاش ۋە رېشاتكىدا ئىككىنچى باسقۇچنىڭ تارقىلىشىنى مۇۋاپىق تەڭشەش كىرىمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇشنىڭ ئاساسلىق ئۇسۇلى.
ھازىر دۆلىتىمدە يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچان كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرى تەتقىقاتى ئاز ، دۇنيا سەۋىيىسىگە سېلىشتۇرغاندا يەنىلا چوڭ پەرق بار. كەلگۈسى تەتقىقات يۆنىلىشى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
Sil كرېمنىي كاربون ساپال پاراشوكىنىڭ تەييارلىق جەريانى تەتقىقاتىنى كۈچەيتىش. يۇقىرى ساپلىق ، تۆۋەن ئوكسىگېنلىق كرېمنىي كاربون پاراشوكى تەييارلاش يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىنى تەييارلاشنىڭ ئاساسى.
Sin گۇناھكارلار ۋە مۇناسىۋەتلىك نەزەرىيەۋى تەتقىقاتلارنى تاللاشنى كۈچەيتىش.
High ئالىي دەرىجىلىك گۇناھكار ئۈسكۈنىلەرنى تەتقىق قىلىش ۋە تەرەققىي قىلدۇرۇشنى كۈچەيتىش. مۇۋاپىق مىكرو قۇرۇلمىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ، پىرىسلاش جەريانىنى تەڭشەش ئارقىلىق ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچان كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىغا ئېرىشىش زۆرۈر شەرت.
كرېمنىي كاربون ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇش تەدبىرلىرى
SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇشنىڭ ئاچقۇچى فونوننىڭ چېچىلىش چاستوتىنى ئازايتىش ۋە فونوننىڭ ئەركىن يولنى ئاشۇرۇش. SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئۈنۈملۈك ھالدا يۇقىرى كۆتۈرۈلۈپ ، SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ قويۇقلۇقى ۋە ئاشلىق چېگرا زىچلىقى تۆۋەنلەپ ، SiC ئاشلىق چىگرىسىنىڭ ساپلىقى يۇقىرى كۆتۈرۈلۈپ ، SiC رېشاتكىسىدىكى بۇلغانمىلار ياكى رېشاتكا كەمتۈكلىكى ئازايتىلىپ ، SiC دىكى ئىسسىقلىق ئېقىمى توشۇغۇچى كۆپەيتىلىدۇ. ھازىر ، سىنتلاش ئەسۋابىنىڭ تۈرى ۋە مەزمۇنىنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىقنى بىر تەرەپ قىلىش SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇشتىكى ئاساسلىق تەدبىر.
Sin گۇناھكارلارنىڭ تۈرى ۋە مەزمۇنىنى ئەلالاشتۇرۇش
يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى SiC ساپال بۇيۇملىرىنى تەييارلىغاندا دائىم تۈرلۈك سىنتقۇچلار قوشۇلىدۇ. بۇنىڭ ئىچىدە ، سىيرىلما ئەسۋابلارنىڭ تۈرى ۋە مەزمۇنى SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشىگە زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. مەسىلەن ، Al2O3 سىستېمىسى سىنتلاش ئەسۋابىدىكى Al ياكى O ئېلېمېنتلىرى ئاسانلا SiC رېشاتكىسىغا ئېرىپ ، بوش ئورۇن ۋە نۇقسانلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، بۇ فونوننىڭ چېچىلىش چاستوتىسىنىڭ ئېشىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، ئەگەر گۇناھكارلارنىڭ ياردىمى تۆۋەن بولسا ، ماتېرىيالنى سىناش ۋە قويۇقلاشتۇرۇش تەس ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، كۆپ مىقداردا ياردەمچى ئەسۋابلار بۇلغىنىش ۋە نۇقسانلارنىڭ كۆپىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ھەددىدىن زىيادە سۇيۇقلۇق فازا سىنتلاش ئەسۋابى يەنە SiC دانچىلىرىنىڭ ئۆسۈشىنى تورمۇزلاپ ، فونوننىڭ ئوتتۇرىچە ئەركىن يولىنى ئازايتىشى مۇمكىن. شۇڭلاشقا ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى SiC ساپال بۇيۇملىرىنى تەييارلاش ئۈچۈن ، گۇناھ ئۆتكۈزۈش زىچلىقىنىڭ تەلىپىنى قاندۇرۇش بىلەن بىللە ، ئىمكانقەدەر گۇناھكار ماددىلارنىڭ مىقدارىنى ئازايتىش ھەمدە SiC رېشاتكىسىدا ئېرىتىش تەس بولغان گۇناھكار دورىلارنى تاللاش كېرەك.
* ئوخشىمىغان گۇناھكارلار قوشقاندا SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتى
ھازىر ، ئىسسىق بېسىلغان SiC ساپال ساپال بۇيۇملىرى BeO بىلەن گۇناھكار بولۇپ ، ئەڭ يۇقىرى ئۆي تېمپېراتۇرىسىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئەڭ يۇقىرى (270W · m-1 · K-1). قانداقلا بولمىسۇن ، BeO ئىنتايىن زەھەرلىك ماتېرىيال ۋە راك پەيدا قىلغۇچى ماددا بولۇپ ، تەجرىبىخانا ياكى سانائەت ساھەسىدە كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىشكە ماس كەلمەيدۇ. Y2O3-Al2O3 سىستېمىسىنىڭ ئەڭ تۆۋەن ئېلىكترونلۇق نۇقتىسى 1760 is بولۇپ ، بۇ SiC فارفۇر بۇيۇملار ئۈچۈن ئورتاق سۇيۇقلۇق باسقۇچلۇق سىنئالغۇ ياردىمى. قانداقلا بولمىسۇن ، Al3 + ئاسانلا SiC رېشاتكىسىغا ئېرىپ كېتىدىغان بولغاچقا ، بۇ سىستېما گۇناھكار ياردەمچى سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەندە ، SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئۆي تېمپېراتۇرىسى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى 200W · m-1 · K-1 دىن تۆۋەن.
Y ، Sm ، Sc ، Gd ۋە La قاتارلىق ئاز ئۇچرايدىغان يەر ئېلېمېنتلىرى SiC رېشاتكىسىدا ئاسان ئېرىمەيدۇ ھەمدە ئوكسىگېننىڭ قويۇقلۇقى يۇقىرى بولۇپ ، SiC رېشاتكىسىنىڭ ئوكسىگېن مىقدارىنى ئۈنۈملۈك تۆۋەنلىتىدۇ. شۇڭلاشقا ، Y2O3-RE2O3 (RE = Sm, Sc, Gd, La) سىستېمىسى يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى (> 200W · m-1 · K-1) SiC ساپال بۇيۇملىرىنى تەييارلاشتا كۆپ ئۇچرايدىغان ياردەمچى گۇناھ. مىسالغا ئالساق ، Y2O3-Sc2O3 سىستېمىسىنىڭ سىنغا ئېلىش ياردىمى مىسالغا ئالساق ، Y3 + ۋە Si4 + نىڭ ئىئوننىڭ ئايلىنىش قىممىتى چوڭ بولۇپ ، ئىككىسى پۇختا ھەل قىلىش چارىسىنى قوللانمايدۇ. ساپ SiC دىكى Sc نىڭ ئېرىشچانلىقى 1800 ~ 2600 at كىچىك ، تەخمىنەن (2 ~ 3) × 1017atoms · cm-3.
② يۇقىرى تېمپېراتۇرا ئىسسىقلىقىنى بىر تەرەپ قىلىش
SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىق بىلەن داۋالاش رېشاتكا كەمتۈكلۈكى ، يۆتكىلىش ۋە قالدۇق بېسىمنى تۈگىتىشكە پايدىلىق بولۇپ ، بىر قىسىم ئامورفوس ماتېرىياللىرىنىڭ كىرىستالغا قۇرۇلمىلىق ئۆزگىرىشىنى ئىلگىرى سۈرۈپ ، فونوننىڭ چېچىلىش ئۈنۈمىنى ئاجىزلاشتۇرۇۋېتىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىش SiC دانچىلىرىنىڭ ئۆسۈشىنى ئۈنۈملۈك ئىلگىرى سۈرۈپ ، ئاخىرىدا ماتېرىيالنىڭ ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلايدۇ. مەسىلەن ، 1950 سېلسىيە گرادۇسلۇق يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىقنى بىر تەرەپ قىلغاندىن كېيىن ، SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئىسسىقلىق تارقىتىش كوئېففىتسېنتى 83.03mm2 · s-1 دىن 89.50mm2 · s-1 گە ئۆرلىدى ، ئۆي تېمپېراتۇرىسىنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى 180.94W · m دىن ئۆستى. -1 · K-1 دىن 192.17W · m-1 · K-1. يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىقنى بىر تەرەپ قىلىش SiC يۈزى ۋە رېشاتكىدىكى سىنتلاش ياردەمچىسىنىڭ ئوكسىدلىنىش ئىقتىدارىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلاپ ، SiC دانچىلىرى ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىشنى تېخىمۇ چىڭىتىدۇ. يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىنغاندىن كېيىن ، SiC ساپال بۇيۇملىرىنىڭ ئۆي تېمپېراتۇرىسى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى كۆرۈنەرلىك ياخشىلاندى.
يوللانغان ۋاقتى: 10-ئاينىڭ 24-كۈنىدىن 24-كۈنىگىچە