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
14

Teknikdemo visar Project Scorpios potential i 4K UHD och 1080p

Nya bilder visar hur Microsofts kommande konsol ska förbättra den grafiska upplevelsen i både 4K- och 1080p, med bland annat större texturer och supersampling-teknik. Läs mer

1

Fulkultur om Marvel i film och TV-serier

Fulkultur återvänder till att prata om Marvel och deras superhjältar, men denna gång flyttas fokus från serietidningar till vita duken. Läs mer

15

Kom på din egen shoppingfest och vinn bärbar speldator från CDON

CDON drar åter igång sin shoppingfest Green Friday, där de utlovar erbjudanden i nivå med Black Friday. För att fira tävlar återförsäljaren ut en bärbar speldator värd 15 490 kronor. Läs mer

15

Nintendo sålde 2,7 miljoner Switch-enheter under första månaden

Spelkonsoltillverkaren Nintendo presenterar sin första kvartalsrapport för år 2017, av vilken det framgår att företaget sålt totalt 2,74 miljoner Switch-enheter under mars månad. Läs mer

38

Call of Duty: WWII avtäckt

Trenden trogen tillkännager Activision den senaste delen i spelserien Call of Duty, vilken blir den första på många år som utspelar sig under andra världskriget. Läs mer

141

EU: "Olagligt att titta på piratströmmar"

En ny dom från EU-domstolen slår fast att det är olagligt att ta del av innehåll via piratströmmar. Detta då det anses bryta mot upphovsrättslagen. Läs mer

77

Testpilot: MSI Geforce GTX 1080 Ti Gaming X

Testpiloten Kalle "Flamso" Nilsson sätter MSI:s Geforce GTX 1080 Ti Gaming X på prov, ett kort som utlovar både bättre kylning och överklockningspotential än Founders Edition. Läs mer

88

Tio procent av Windows 10-användarna har uppdaterat till Creators Update

Två veckor efter lanseringen av Creators Update för Windows 10 har en tiondel av användarna uppdaterat till denna, där en stor del utgörs av Microsofts Surface Pro och Surface Book. Läs mer

14

Nvidia släpper drivrutin för Warhammer 40 000: Dawn of War 3

I och med lanseringen av Warhammer 40 000: Dawn of War 3 passar Nvidia på att släppa en ny drivrutin, vilken lägger till stöd för speltiteln samt tre nyligen lanserade VR-spel. Läs mer

15

European Hardware Association nominerar årets produkter inför Computex 2017

Efter överläggningar hos EHA:s nio redaktioner har nomineringarna för årets European Hardware Awards slutförts. Nu inleds röstningsprocessen, varefter vinnarna presenteras på Computex 2017. Läs mer

51

Id Software hyllar AMD Ryzen och lovar optimeringar för nästa spelmotor

Med många kärnor till låga prislappar med AMD Ryzen kommer Id Software lägga mer krut på parallellisering för nästa generations Idtech-spelmotor. Läs mer

55

Svenska operatörer utreds av EU för konkurrensbrott

Fyra svenska mobiloperatörer utreds av EU-kommissionen för kartellbildning och missbrukande av sin ställning på marknaden, något som ska ha missgynnat deras konkurrenter. Läs mer