مادة أشباه الموصلات من كربيد السيليكون

كربيد السيليكون (SiC)تُعدّ مادة أشباه الموصلات من أكثر المواد نضجًا بين أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق الواسعة. تتمتع مواد أشباه الموصلات المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC) بإمكانيات تطبيقية هائلة في الأجهزة المقاومة للإشعاع، والتي تعمل في درجات حرارة وترددات وقدرات عالية، بالإضافة إلى تطبيقاتها في الإلكترونيات الضوئية. ويعود ذلك إلى فجوة النطاق الواسعة، وقوة مجال الانهيار الكهربائي العالية، والتوصيل الحراري العالي، وحركية الإلكترونات العالية عند التشبع، وصغر حجمها. يُستخدم كربيد السيليكون في نطاق واسع من التطبيقات: فبفضل فجوة النطاق الواسعة، يُمكن استخدامه في صناعة الثنائيات الباعثة للضوء الأزرق أو كاشفات الأشعة فوق البنفسجية التي لا تتأثر تقريبًا بأشعة الشمس. كما أنه يتحمل جهدًا أو مجالًا كهربائيًا أعلى بثماني مرات من السيليكون أو زرنيخيد الغاليوم، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لتصنيع الأجهزة عالية الجهد والطاقة، مثل الثنائيات عالية الجهد، وثلاثيات الطاقة، وأجهزة التحكم بالسيليكون، وأجهزة الميكروويف عالية الطاقة. وبفضل سرعة هجرة الإلكترونات العالية عند التشبع، يُمكن استخدامه في صناعة مجموعة متنوعة من الأجهزة عالية التردد (الترددات الراديوية والميكروويف).كربيد السيليكونيُعد موصلاً جيداً للحرارة، وينقل الحرارة بشكل أفضل من أي مادة شبه موصلة أخرى، مما يجعل أجهزة كربيد السيليكون تعمل في درجات حرارة عالية.

كمثالٍ محدد، تستعد شركة APEI حاليًا لتطوير نظام محرك التيار المستمر الخاص بها والمصمم للعمل في البيئات القاسية، وذلك لصالح مركبة استكشاف الزهرة التابعة لناسا (VISE)، باستخدام مكونات من كربيد السيليكون. ولا تزال الشركة في مرحلة التصميم، والهدف هو إنزال روبوتات الاستكشاف على سطح كوكب الزهرة.

بالإضافة إلى ذلك،كربيد السيليكونيتميز كربيد السيليكون برابطة أيونية تساهمية قوية، وصلابة عالية، وموصلية حرارية أعلى من النحاس، وقدرة جيدة على تبديد الحرارة، ومقاومة عالية للتآكل، ومقاومة للإشعاع، ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، واستقرار كيميائي ممتاز، وغيرها من الخصائص، مما يجعله ذا تطبيقات واسعة في مجال تكنولوجيا الفضاء. على سبيل المثال، يُستخدم كربيد السيليكون في صناعة المركبات الفضائية لرواد الفضاء، ولتوفير أماكن إقامة وعمل للباحثين.