波兰科学院核物理研究所开发SiC缺陷建模揭示SiC晶体缺陷...

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对于SiC（基于硅和碳的化合物半导体材料）而言，缺陷是一个问题。如今，SiC被用于制造高压应用的专用功率半导体，例如电动汽车，电源和太阳能逆变器。
SiC脱颖而出是因为它是一种宽带隙技术。与传统的硅基器件相比，SiC具有10倍的击穿场强和3倍的热导率。
4H-SiC是当今使用的最常见的多型体，它是透明的，具有高折射率。但是，在制造流程中，SiC衬底容易出现各种缺陷类型，例如晶体堆叠缺陷，微管，凹坑，划痕，污渍和表面颗粒。微管是一种螺旋位错。
同时，IFJ PAN开发了一种新模型，使他们能够使用量子力学方程式计算来研究SiC晶体。从头算起。该模型使研究人员能够查看SiC中的边缘错位等复杂缺陷。它使他们能够以原子级解释加工过程中的特性。
SiC晶体由几个平坦层组成。它们彼此并排布置。根据IFJ PAN的说法，每一层都像一个蜂窝。
该研究机构的SiC晶体模型包含约400个原子。 IFJ PAN表示：“仿真显示，在晶体层中，沿着缺陷核心的边缘，“隧道”以电荷密度降低的通道形式出现。” “它们降低了局部势垒，并导致电荷从价带“泄漏”。另外，在绝缘体中保证缺乏导电性的禁止间隙中，出现了减小其宽度和限制电荷流动的有效性的条件。结果表明，这些状态源自位错核中的原子。”
这可能是竞技场上的突破。 “我们试图找到在原子水平上降低碳化硅晶体击穿电压的机制。 IFJ PAN教授JanŁażewski说：“我们的新模型就可以对问题进行定性理解，并有助于解释这种现象的细节。
“这种情况可以与松鼠试图穿越的深而陡峭的山沟相提并论。如果山沟的底部是空的，那么松鼠将不会到达另一侧。但是，如果底部有足够高的树木，则松鼠可以越过其顶部跳到沟壑的另一侧。 “在我们模拟的晶体中，松鼠是电荷，价带是沟壑的一个边缘，导带是另一边缘，而树是与位错核心原子相关的上述状态。””aŁewski说。
“在对此类结构进行建模时，主要问题之一是计算复杂性。不含杂质或位错的纯晶体模型具有高度对称性，甚至可以在几分钟内计算出来。为了对位错的材料进行计算，我们需要在大功率计算机上工作数月，” IFJ PAN教授PawełJochym补充道。 “未来将验证我们的想法是否将全部得到证实。但是，我们对模型的命运以及所提出的模拟边缘错位的方法充满信心。我们已经知道，新模型已经证明了与某些实验数据相抵触的价值。”

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