Daya Tahan Ekstrim Dari Silicon Carbide

2023-03-30

Semiconductor Made Of Silicon Carbide

Silicon carbide (SiC) adalah bahan keramik yang sering ditanam sebagai kristal tunggal untuk aplikasi semikonduktor. Karena sifat material yang melekat dan pertumbuhan kristal tunggal, ini adalah salah satu bahan semikonduktor yang paling tahan lama di pasaran. Daya tahan ini jauh melampaui fungsi listriknya.

Daya Tahan Fisik

Daya tahan fisik SiC paling baik diilustrasikan dengan memeriksa aplikasi non-elektroniknya: amplas, cetakan ekstrusi, pelat rompi antipeluru, cakram rem berperforma tinggi, dan penyala api. SiC akan menggores objek sebagai lawan tergores itu sendiri. Saat digunakan pada cakram rem berperforma tinggi, ketahanannya terhadap keausan jangka panjang di lingkungan yang keras diuji. Untuk digunakan sebagai pelat rompi antipeluru, SiC harus memiliki kekuatan fisik dan benturan yang tinggi.

Daya Tahan Kimia dan Listrik

SiC terkenal karena kelembaman kimianya; itu tidak terpengaruh bahkan oleh bahan kimia yang paling agresif, seperti alkali dan garam cair, bahkan ketika terkena suhu setinggi 800 °C. Karena ketahanannya terhadap serangan bahan kimia, SiC tidak korosif dan dapat bertahan di lingkungan yang keras termasuk paparan udara lembab, air asin, dan berbagai bahan kimia.

Sebagai hasil dari celah pita energinya yang tinggi, SiC sangat tahan terhadap gangguan elektromagnetik dan efek radiasi yang merusak. SiC juga lebih tahan terhadap kerusakan pada tingkat daya yang lebih tinggi daripada Si.

Ketahanan Guncangan Termal

Ketahanan SiC terhadap kejutan termal adalah karakteristik penting lainnya. Ketika sebuah objek terkena gradien suhu yang ekstrim, kejutan termal terjadi (yaitu, ketika bagian yang berbeda dari suatu objek berada pada suhu yang sangat berbeda). Sebagai akibat dari gradien suhu ini, laju pemuaian atau penyusutan akan bervariasi di antara berbagai bagian. Kejutan termal dapat menyebabkan patah tulang pada material rapuh, tetapi SiC sangat tahan terhadap efek ini. Ketahanan kejut termal SiC adalah hasil dari konduktivitas termalnya yang tinggi (350 W/m/K untuk satu kristal) dan ekspansi termal yang rendah dibandingkan dengan sebagian besar bahan semikonduktor.

Elektronik SiC (mis., MOSFET dan dioda Schottky) digunakan dalam aplikasi dengan lingkungan yang agresif, seperti HEV dan EV, karena daya tahannya. Ini adalah bahan yang sangat baik untuk digunakan dalam aplikasi semikonduktor yang membutuhkan ketangguhan dan ketergantungan karena ketahanan fisik, kimia, dan listriknya.