特性卓越，应用广泛SiC 之所以能在半导体舞台上大放异彩，首先得益于其出色的宽带隙特性。其宽带隙范围在 2.3 - 3.3 eV 之间，这一特性使其成为制造高频、大功率电子器件的理想之选。就像为电子信号搭建了一条宽阔的高速公路，能够让高频信号顺畅通行，为实现更高效、更快速的数据处理和传输提供了坚实的基础。高热导率也是 SiC 的一大亮点，其热导率可达 3.6 - 4.8 W·cm^-1·K^-1。这意味着它能够迅速将热量散发出去，如同给电子器件安装了一个高效的散热“引擎”，使其在抗辐射、抗腐蚀的电子器件应用中表现卓越。无论是在太空探索中面临宇宙射线辐射的考验，还是在恶劣工业环境下抵御腐蚀的侵蚀，SiC 都能坚守岗位，稳定运行。此外，SiC 还拥有高载流子饱和迁移率，为 1.9 - 2.6 × 10^7 cm·s^-1。这一特性进一步拓展了其在半导体领域的应用潜力，为提升电子器件的性能提供了有力支持，让电子在其中能够快速且高效地移动，从而实现更强大的功能。历史的发展与演进回顾 SiC 晶体材料的发展历程，犹如翻开一部科技进步的史书。早在 1892 年，Acheson 就发明了用二氧化硅和碳合成 SiC 粉体的方法，为 SiC 材料的研究开启了大门。然而，当时制得的 SiC 材料纯度有限，尺寸也较小，如同一个尚在襁褓中的婴儿，虽有无限潜力，但还需不断成长与完善。时间来到 1955 年，Lely 通过升华技术成功生长出相对纯净的 SiC 晶体，这无疑是 SiC 发展史上的一个重要里程碑。但可惜的是，该方法得到的 SiC 片状材料尺寸小，性能差异大，就像一群参差不齐的士兵，难以在高端应用领域形成强大的战斗力。直到 1978 - 1981 年，Tairov 和 Tsvetkov 在 Lely 法基础上引入籽晶，精心设计温度梯度以控制物质运输，也就是我们现在所说的改进的 Lely 法或籽晶升华法（PVT 法）。这一创新举措，为 SiC 晶体的生长带来了新的曙光，使得 SiC 晶体的质量和尺寸控制有了显著的提升，为后续 SiC 在更多领域的应用奠定了坚实的基础。单晶生长的核心要素在 SiC 单晶的生长过程中，SiC 粉体的质量起着决定性的作用。当使用β - SiC 粉体生长 SiC 单晶时，会发生向α - SiC 的相转变，这一过程会影响气相组分中的 Si/C 摩尔比，就像一场微妙的化学平衡舞蹈，一旦失衡，就会对晶体生长产生不利影响，如同在建造高楼大厦时，基础结构的不稳定会导致整座建筑的摇摇欲坠。而且，单晶中大部分杂质都来源于 SiC 粉体，它们之间存在着紧密的线性关系。也就是说，粉体的纯度越高，单晶的质量就越好。因此，制备高纯度的 SiC 粉体成为了合成高质量 SiC 单晶的关键所在，这就要求我们在粉体合成过程中，必须严格控制杂质含量，确保每一个“原料分子”都符合高标准。高纯 SiC 粉体合成方法目前，合成高纯 SiC 粉体主要有气相法、液相法和固相法三种途径。气相法通过巧妙控制气源中的杂质含量来获取高纯 SiC 粉体，其中包括 CVD 法和等离子体法。CVD 法利用高温反应的魔法，能够得到超细、高纯的 SiC 粉体。例如，Huang 等以(CH3)2SiCl2 作为原料，在 1100 - 1400℃的高温“熔炉”中，成功制备出纯度高、含氧量低的纳米碳化硅粉体，如同在微观世界里精心雕琢出一件件精美的艺术品。等离子体法则借助高能电子碰撞的力量，实现高纯 SiC 粉体的合成。像 Lin 等采用微波等离子体法，将四甲基硅烷(TMS)作为反应气体，在高能电子的“冲击”下，合成出高纯的 SiC 粉体。不过，气相法虽然纯度高，但成本高昂且合成速率低，就像一位技艺精湛但收费昂贵且工作效率不高的工匠，难以满足大批量生产的需求。液相法中，溶胶 - 凝胶法独树一帜，可以合成高纯的 SiC 粉体。宋永才等以工业硅溶胶和水溶性酚醛树脂为原料，在高温下进行碳热还原反应，最终得到 SiC 粉体。但液相法同样面临成本高、合成过程复杂的问题，如同一条布满荆棘的道路，虽然能通向目标，但前行的代价和难度都较大，不太适合工业化大规模生产。固相法中的改进的自蔓延高温合成法，是当前使用范围最广、合成工艺最为成熟的 SiC 粉体制备方法。例如 Jung 等使用非晶炭黑和 C 粉作为原料，在高纯 Ar 气氛下高温合成高纯β - SiC 粉体。它的优势在于过程简单、合成效率高，就像一位勤劳朴实的农夫，虽然干活麻利，但也存在一些不足，比如活化剂可能会引入杂质，并且需要提高反应温度和持续加热，这就像是在丰收的道路上，还需要克服一些小障碍才能收获更优质的成果
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