Kiselkarbid som halvledare

Kiselkarbid som halvledare

Jakten på en ersättare till kisel fortsätter och frågan är om föreningen kiselkarbid är en kandidat? Jörgen Städje går igenom dess nuvarande och potentiella användningsområden.

Inledning

Kylfläktar surrar och bullrar och halvledare som blir varma leder ström sämre, processorer går långsammare och värmen är ett ständigt problem för både logik och switchelektronik. Så varför inte skaffa ett halvledarmaterial som tål värmen, så att kylning inte behövs?

Kiselkarbid (SiC, eng. silicon carbide) är ett sådant halvledarmaterial. Du har det säkert redan hemma. Vi brukar kalla det för karborundum eller slipsten. Ren kiselkarbid är mycket svår att skilja från diamant, har nästan samma brytningsindex och är nästan lika hårt. Som smyckesten kallas det moissanite.

Med kiselkarbid kan man tillverka halvledare som är unika på flera sätt. De tål väldigt höga temperaturer. De kan till exempel närapå glöda och ändå fungera. De tål också väldigt höga spänningar. Glödandet är till nytta i tillämpningar där omgivningstemperaturen redan är hög, till exempel inuti jetmotorer, eller varför inte i farkoster som ska landa på Venus?

Kiselkarbid tål också mycket höga strålnivåer, vilket är livsnödvändigt i rymdfart. Den höga överslagsspänningen kommer främst till nytta i strömriktare i lokomotiv och hybridbilar, där man vill kunna hantera höga spänningar och strömmar. Tiotusen volt är inte alls ovanligt i dagens tillämpningar, såsom frekvensomriktare för järnvägslok eller andra elfordon med höga effekter.

östling-zetterling.jpg

För att få reda på dagsläget inom forskningen tog vi en tripp till KTH i Kista och pratade med Mikael Östling, professor i nanoteknik (tv) och Carl-Mikael Zetterling, professor i fasta tillståndets elektronik (th) på avdelningen för integrerade komponenter och kretsar. De berättade om forskningen och radade glatt upp ett antal kretsar och tilltänkta rymdsonder.

Kommentarer till artikeln

46 debattinlägg

Skicka en rättelse
4

SweClockers firar skolstarten med gratis annonsering i Marknad

Som det gamla ordspråket säger; efter sommar kommer skolgång. För att hjälpa teknikälskande studenter på traven bjuder SweClockers under hela helgen på gratis annonsering. Läs mer

13

Quake Champions släpps i Early Access 22 augusti

Den PC-exklusiva actionskjutaren Quake Champions väntas släppas på riktigt först senare under året, men lanseras redan senare under månaden i en Early Access-version via Steam. Läs mer

4

Fredagspanelen 138: Ryzen Threadripper, Radeon RX Vega och Intel Coffee Lake

Fredagspanelen är tillbaka efter sommaruppehållet, med mängder av godis från AMD:s lansering av Ryzen Threadripper och Radeon RX Vega samt Intels stundande utrullning av Coffee Lake. Läs mer

171

AMD kör fult spel med prissättningen av Radeon RX Vega 64

Kort efter att Radeon RX Vega 64 hittat ut i butik höjdes priserna rejält, men redan innan misstänkte redaktionen att någonting inte stod rätt till när AMD aviserade den svenska prislappen. Läs mer

7

Alphacool visar vattenblock för AMD Ryzen Threadripper

För entusiaster som vill få ut det mesta ur sina AMD Ryzen Threadripper-processorer släpper Alphacool vattenblocket Eisblock Flatboy, skräddarsytt för sockel TR4. Läs mer

39

Test: Fractal Design Meshify C

Fractal Design skiftar fokus från tystnad till högt luftflöde med den nya chassiserien Meshify, där premiärmodellen Meshify C tar plats i SweClockers testlabb för en ordentlig genomgång. Läs mer

182

Intel: "Core i7-8700K är 51 procent snabbare än Core i7-7700K"

Efter en utbildning för återförsäljare läcker Intels officiella prestandasiffror för Coffee Lake ut på webben, där fler kärnor resulterar i rejäla prestandaökningar mot dagens Kaby Lake. Läs mer

56

HMD tillkännager flaggskeppstelefonen Nokia 8

Telefontillverkaren HMD har tidigare under året lanserat smarta telefoner märkta Nokia. Dessa telefoner har främst varit riktade till budgetsegmentet, men nu presenteras flaggskeppet Nokia 8. Läs mer

31

Alphacool tillkännager sluten vattenkylning och vattenblock för AMD Radeon RX Vega

För de som inte nöjer sig med luftkylning presenterar nu Alphacool sluten vattenkylning och vattenblock anpassade för Radeon RX Vega. Läs mer

10

Nvidia släpper 4K-trailer för Destiny 2 inför den öppna betan

Inför att det öppna betatestet av Destiny 2 för PC/Windows går av stapeln släpper Nvidia en trailer riktad mot PC-spelare, i 4K UHD-upplösning och 60 FPS. Läs mer

58

Intel haussar nionde generationens Core "Ice Lake" på 10 nanometer

Redan innan lansering av Coffee Lake och Cannon Lake går Intel ut med att efterföljande Ice Lake ingår i nionde generationens Core, något som skapar förvirring om vad som komma skall. Läs mer

20

Priset på grafikminne från Samsung och SK Hynix skjuter i höjden

Under den senaste månaden har priset på grafikminne från Samsung och SK Hynix ökat med cirka 30 procent, något som beror på en ökad satsning på minne för servrar och smarta telefoner. Läs mer