सिलिकॉन कार्बाइड प्रमुख अर्धचालक सामग्री के रूप में उभरा

एक बार मुख्य रूप से एक औद्योगिक घर्षण सामग्री के रूप में जाना जाता था, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) उन्नत अर्धचालक प्रौद्योगिकियों में एक महत्वपूर्ण घटक बनने के लिए एक उल्लेखनीय परिवर्तन से गुजरा है।सिलिकॉन और कार्बन का यह यौगिक अब पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, उच्च तापमान वाले उपकरण और अन्य अत्याधुनिक अनुप्रयोग।

प्रारंभ में अपनी असाधारण कठोरता के लिए मूल्यवान, सिलिकॉन कार्बाइड ने औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपनाम "कार्बोरुंडम" अर्जित किया।यह मुख्य रूप से पीस पहियों में एक घर्षण सामग्री के रूप में सेवा कीधातु, पत्थर और कांच के निर्माण में इसका ऐतिहासिक उपयोग एक टिकाऊ औद्योगिक सामग्री के रूप में इसकी प्रतिष्ठा स्थापित करता है।

जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर तकनीक आगे बढ़ी, शोधकर्ताओं ने सिलिकॉन कार्बाइड के अनूठे गुणों की खोज की जो इसे मांग वाले अनुप्रयोगों में पारंपरिक सिलिकॉन से बेहतर बना दिया:

• उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेजःसिलिकॉन के 10 गुना टूटने वाले वोल्टेज के साथ, SiC डिवाइस उच्च शक्ति स्तरों को संभाल सकते हैं।
• कम प्रतिरोधःऑपरेशन के दौरान कम ऊर्जा हानि से दक्षता में सुधार होता है।
• उच्च स्विचिंग आवृत्तिःतेजी से प्रतिक्रिया समय और अधिक नियंत्रण सटीकता को सक्षम करता है।
• थर्मल चालकता:बेहतर गर्मी फैलाव के लिए सिलिकॉन से तीन गुना बेहतर।
• तापमान प्रतिरोधःअत्यधिक वातावरण में स्थिरता बनाए रखता है जहां सिलिकॉन विफल हो जाता है।

सिलिकॉन कार्बाइड आम तौर पर पीले, हरे या नीले-काला रूपों में चमकदार चमक के साथ दिखाई देता है। इसकी क्रिस्टलीय संरचना कई पॉलीटाइप में मौजूद है,जिसमें α-SiC (हेक्सागोनल) और β-SiC (क्यूबिक) सबसे आम हैं.

• मोलर द्रव्यमानः 40.096 ग्राम/मोल
• घनत्वः 3.16 ग्राम/सेमी3 (हिक्सगोनल)
• पिघलने का बिंदुः 2,830°C (विघटन के साथ)
• पानी में अघुलनशील लेकिन पिघले हुए क्षार और लोहे में घुलनशील
• इलेक्ट्रॉन गतिशीलता: ~900 सेमी2/ ((V·s)

सीआईसी आधारित उपकरण बिजली के वाहनों, सौर इन्वर्टरों और बिजली की आपूर्ति में क्रांति ला रहे हैं, ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार और नुकसान को कम कर रहे हैं।

असाधारण थर्मल स्थिरता के साथ, सीआईसी घटक एयरोस्पेस, तेल अन्वेषण और धातु विज्ञान अनुप्रयोगों में काम करते हैं जहां पारंपरिक सामग्री विफल होती है।

एक सब्सट्रेट सामग्री के रूप में, SiC बेहतर थर्मल प्रबंधन और रासायनिक स्थिरता के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जक डायोड प्रदर्शन को बढ़ाता है।

यह सामग्री घर्षण और अग्निरोधक उत्पादों में अपनी भूमिका बरकरार रखती है, जिससे औद्योगिक अनुप्रयोगों में बहुमुखी प्रतिभा का प्रदर्शन होता है।

जबकि थोक सिलिकॉन कार्बाइड न्यूनतम जोखिम पैदा करता है, रेशेदार रूपों को सावधानीपूर्वक संभालने की आवश्यकता होती है। वैश्विक समन्वित प्रणाली विशेष सुरक्षा प्रोटोकॉल के साथ स्वास्थ्य खतरों (जीएचएस08) के रूप में सीआईसी फाइबर को वर्गीकृत करती हैः

• हवा में फैलने वाले फाइबर से श्वसन सुरक्षा
• दस्ताने और वस्त्र सहित सुरक्षा उपकरण
• कार्यक्षेत्रों में उचित वेंटिलेशन

जैसे-जैसे ऊर्जा दक्षता पर वैश्विक जोर बढ़ता है, सिलिकॉन कार्बाइड का व्यापक रूप से उपयोग करने के लिए तैयार हैः

• अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रिक वाहन
• स्मार्ट ग्रिड बुनियादी ढांचा
• उन्नत रेल प्रणाली

चल रहे तकनीकी प्रगति से उत्पादन लागत में कमी आती रहती है, जिससे उद्योगों में एकीकरण में तेजी आती है।सामग्री के अंतर्निहित फायदे इसे सतत तकनीकी विकास के लिए एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में स्थान देते हैं.

सिलिकॉन कार्बाइड का औद्योगिक घर्षण से अर्धचालक आधारशिला में परिवर्तन यह दर्शाता है कि सामग्री विज्ञान के नवाचार पूरे उद्योगों को कैसे बदल सकते हैं।इसके भौतिक गुणों और विस्तारित अनुप्रयोग क्षमता के अद्वितीय संयोजन के साथ, SiC इलेक्ट्रॉनिक घटक प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है।यह उल्लेखनीय सामग्री भविष्य की तकनीकी प्रगति में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी.