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
2

Finaldags i Geeks Gamings CS:GO-turnering

Efter en intensiv vecka står det nu mellan två lag i Geeks Gamings CS:GO-turnering. Följ sista bataljen på gängets Twitch-kanal, med start klockan 19:00 ikväll. Läs mer

13

Testpilot: AOC Agon AG251FZ – 240 Hz för den otålige

Testpiloten David Kvist tar pulsen på Agon AG251FZ, den senaste spelskärmen från AOC med en bilduppdateringsfrekvens på 240 Hz och en upplösning på 1 920 x 1 080 pixlar. Läs mer

7

Live från SweClockers monter på Dustin Expo

SweClockers återvänder till Dustin Expo med egen monter och direktsänder hela evenemanget direkt via Youtube. Läs mer

52

Nintendo väntas sälja 20 miljoner Switch-enheter under första året

Nintendo uppskattar att de totalt kommer sälja 20 miljoner Switch-enheter under konsolens första år, en siffra som dock kan komma att påverkas av nya lanseringar från Microsoft och Sony. Läs mer

51

Battle.net får nytt namn – döps om till Blizzard

Ett halvår efter tillkännagivandet att tjänsten Battle.net skulle döpas om har nu Blizzard gjort just detta. Namnbytet görs bland annat för att få in tjänsten under företagets eget varumärke. Läs mer

82

AMD Ryzen 5 prislistas hos svenska återförsäljare

Om mindre än en månad lanserar AMD Ryzen 5, vilket innebär fyra nya processorer med fyra och sex kärnor. Inför detta läggs de nu upp för förbokning hos två svenska återförsäljare. Läs mer

39

Moderkortsförsäljningen minskar trots nya processorlanseringar

Trots nya processorer från både AMD och Intel minskade försäljningen av moderkort under årets första kvartal, med rekordlåga siffror för både Asus och Gigabyte. Läs mer

20

Futuremark lägger till stöd för Vulkan i 3DMark

Det syntetiska speltestet 3DMark får en uppdatering som lägger till stöd för det populära grafikgränssnittet Vulkan, vilket ersätter det AMD-skapade Mantle i API Overhead-testet. Läs mer

40

Snabbtitt: Corsair One Pro

Corsair ger sig ut på nya jaktmarker med färdigbyggda speldatorer. Vattenkylda Corsair One Pro med Core i7-7700K och Geforce GTX 1080 under huven dyker in i testlabbet för en snabbtitt! Läs mer

43

Vulkan med flera grafikkort är inte låst till Windows 10

Inom kort väntas det bli möjligt att använda Vulkan med mer än ett grafikkort. Nu meddelar utvecklarna av Vulkan att stöd för detta kommer finnas på såväl Windows som Linux. Läs mer

26

Krönika: "Lita på det gröna hänglåset?"

Det gröna hänglåset i webbläsaren är bra, men kan invagga användare i falsk trygghet. Det menar gästkrönikören Karl Emil Nikka, och presenterar samtidigt möjliga lösningar på problemet. Läs mer

50

Qualcomm Snapdragon 835 i tidiga prestandatester

Qualcomms nya systemkrets Snapdragon 835 introduceras inom kort i ett flertal flaggskeppstelefoner, men redan nu har utvald media fått chansen att prestandatesta denna. Läs mer