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.
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.
