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
5

Fler bilder från Casemod Championship 2017 på Dreamhack Summer 2017

En av de stora hårdvaruhändelserna under Dreamhack Summer 2017 var Casemod Championship, där såväl den svenska eliten som nya stjärnskott gjorde upp. Nu bjuder Geeks Gaming på en bildkavalkad från mästerskapen! Läs mer

12

Valve berättar mer om sina nya handkontroller för SteamVR

Nya handkontroller för SteamVR har nu börjat skickas ut till spelutvecklare. Dessa kallas för Knuckles och möjliggör mer naturliga rörelser i spel tack vare tryckkänsliga ytor. Läs mer

16

Imagination Technologies lägger upp sin verksamhet för försäljning

Efter att Apple bestämt sig för att övergå till egen tillverkning av grafikprocessorer för Iphone och Ipad säljer nu Imagination sin verksamhet, där ett flertal intressenter redan lagt bud på denna. Läs mer

3

Fulkultur om tidsresande mördarrobotar

Denna veckas avsnitt av Fulkultur bjuder på en djupdykning i de två första Terminator-filmerna, där James Cameron målar upp en dystopisk framtid med självmedveten artificiell intelligens. Läs mer

0

Alla teknik- och frågepaneler med SweClockers från Dreamhack Summer 2017

Årets upplaga av datorfestivalen Dreamhack Summer må ha tagit slut i början av veckan men lämnar dock efter sig en diger skara hårdvarurelaterade paneler som livesändes från scenen. Läs mer

23

Zenimax vill säljstoppa Oculus Rift

Ett antal månader efter domen mot Oculus fortsätter nu rättstvisten mellan dem och Zenimax. Detta då Zenimax vill blockera all försäljning av Oculus VR-headset Rift. Läs mer

53

AMD förbereder B2-stepping för AMD Ryzen "Summit Ridge"

Inom kort sjösätter AMD en ny våg av Ryzen-processorer, där smärre buggfixar och vad som tros bli förbättrad minneskompatibilitet står i centrum Läs mer

15

Fler bilder från Dreamhack Summer 2017

Under Dreamhack Summer 2017 fick SweClockers redaktion uppbackning av de glada spelnördarna i Geeks Gaming, som med kamerorna i högsta hugg bevakade världens största LAN-festival. Läs mer

12

Testpilot: Cryorig H7 Quad Lumi

Testpiloten David Kvist testar Cryorig H7 Quad Lumi, vilken utlovar extremt god kompatibilitet och god kylförmåga med ett litet avtryck och RGB-belysning. Läs mer

7

Toshiba har hittat en köpare för sin minnesverksamhet

Toshiba har nu hittat en köpare för sin minnesverksamhet, där det vinnande budet för denna uppges hamna på minst 157 miljarder kronor. Läs mer

22

Microsoft svarar på Kasperskys anmälan om konkurrensbrott

Efter att Kaspersky lämnat in en anmälan om konkurrensbrott mot Microsoft till EU svarar nu företaget och erkänner att de avaktiverat annan mjukvara, men att det gjorts av kompatibilitetsskäl. Läs mer

30

Samsung Galaxy Note 8 lanseras i augusti

Trots debaclet kring Galaxy Note 7 arbetar Samsung på en ny modell i Galaxy Note-serien, vilken utrustas med 6,2-tumsskärm och väntas lanseras i augusti i år. Läs mer