सिलिकॉन-कार्बन मिश्र: तकनीकी अवलोकन और उन्नत अनुप्रयोग

1.1 परमाणु संरचना और संबंध

सिलिकॉन-कार्बन मिश्र धातु तीन प्राथमिक बॉन्डिंग कॉन्फ़िगरेशन प्रदर्शित करते हैं:

सहसंयोजक सी-सी-सी बॉन्ड (एसआईसी में प्रमुख, बॉन्ड लंबाई ~ 1.89 Å)

मेटैलिक सी-सी बॉन्ड्स (सिलिकॉन-समृद्ध चरणों में)

एसपी/एसपी। हाइब्रिडाइज्ड सीसी बॉन्ड (ग्रेफिटिक/अनाकार कार्बन क्षेत्र)

इलेक्ट्रॉनिक संरचना से पता चलता है:

Sic Bandgap: 2। 3-3। 3 eV (पॉलीटाइप द्वारा भिन्न होता है)

कार्य समारोह: 4। 5-5। 1 ईवी (अर्धचालक अनुप्रयोगों के लिए)

1.2 थर्मोडायनामिक गुण

प्रमुख थर्मोडायनामिक पैरामीटर:

चरण आरेख विचार:

सी-सी बाइनरी सिस्टम 1414 डिग्री (सी-रिच साइड) पर यूटेक्टिक दिखाता है

SiC stability range: >मानक दबाव पर 1700 डिग्री

2.1 उच्च शुद्धता संश्लेषण विधियाँ

Acheson प्रक्रिया (औद्योगिक SIC):

प्रतिक्रिया: sio₂ + 3 c → -sic + 2 co (1900-2500 डिग्री)

उत्पाद: हेक्सागोनल -सिक (6H, 4H पॉलीटाइप्स)

अशुद्धता नियंत्रण:<50 ppm metallic contaminants

रासायनिक वाष्प जमाव (इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड):

Precursors: sih₄ + c₃h₈ at 1200-1600 डिग्री

विकास दर: 5-50 μM/hr

दोष घनत्व:<10³ cm⁻² for epitaxial layers

2.2 नैनोस्ट्रक्चरिंग दृष्टिकोण

कोर-शेल एसआई@सी एनोड सामग्री:

आर्किटेक्चर: 50-200 nm si कोर 5-20 nm कार्बन कोटिंग के साथ

Capacity retention: >500 चक्रों के बाद 80% (नंगे सी के लिए 20%)

निर्माण:

एसआई की आरएफ स्पटरिंग

सीवीडी कार्बन एनकैप्सुलेशन

प्लाज्मा सतह क्रियाशीलता

3 डी झरझरा मचान:

Porosity: 60-80% (pore size 50-500 nm)

विशिष्ट सतह क्षेत्र: 300-800 m}/g

निर्माण:

टेम्पलेट-असिस्टेड नक़्क़ाशी

फ्रीज कास्टिंग

चयनात्मक लेजर सिन्टरिंग

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