Kiselkarbid och dess defekter
Kiselkarbid är ett halvledarmaterial med egenskaper som lämpar sig väl för högspänning, högström, höga temperaturer och kemiskt aggressiva förhållanden. Ännu så länge används kiselkarbiden i få sammanhang och i ett fåtal kommersiella produkter.
Men sedan början av 90-talet pågår intensiv forskning om kiselkarbiden och dess användningsområden vid Institutionen för fysik och mätteknik på Linköpings universitet, under ledning av professor Erik Janzén.
Tanken är att kiselkarbiden i allt större utsträckning ska kunna användas bl.a. i omvandling av elektricitet från likström till växelström eller tvärtom.
– De flesta elektriska apparater behöver likström, men väggurtagen har alltid växelström. Kiselkarbiden minskar energiförlusterna vid omvandlingen till det ena eller andra. Elräkningarna skulle exempelvis kunna bli lägre. Den här typen av omvandling av elektricitet sker även vid elkraftöverföring över långa avstånd, till exempel till Polen, säger Fredrik Carlsson, doktorand vid Institutionen för fysik och mätteknik, IFM.
Kiselkarbid kan även användas i avgassensorer för att minska utsläppen från bilmotorer. Dessutom går det att använda kiselkarbidkomponenter i basstationer för mobiltelefoni och därigenom reducera kostnaderna och förbättra prestandan.
Två avhandlingar från IFM tar nu upp frågor som rör defekter i kiselkarbid. Fredrik Carlson och Liutaruas Storasta pekar i sina respektive avhandlingar på vikten av att förstå hur defekterna utvecklas under tillväxt och även hur defekterna uppstår när komponenter tillverkas för att användas i en slutprodukt.
Fredrik Carlsson har i sitt arbete använt sig av optiska mätmetoder, medan Liutauras Storasta använt elektriska mätmetoder.
– Det är viktigt att förstå hur defekterna utvecklas eftersom antalet defekter påverkar materialet väldigt mycket, kommenterar Liutauras Storasta.
Det finska högteknologiföretaget Okmetic har planer på att starta tillverkning av kiselkarbid i Norrköping. En anledning till att företaget väljer att starta tillverkningen i Östergötland är just närheten till Linköpings universitet och forskningen om kiselkarbid som pågår där.
Liutauras Storasta disputerade den 17 mars. Avhandlingen heter “Electrically active defects in 4H Silicon Carbide. Opponent var professor Tsunenobu Kimoto vid Kyoto University, Japan.
Fredrik Carlsson disputerar fredagen den 28 mars. Avhandlingen heter “Spectroscopic studies of irradiation induced defects in SiC”. Opponent är professor Peter Deák, Technical University Budapest, Ungern.
Kontaktinformation
Liutauras Storasta träffas på tel 013-28 25 27, e-post liust@ifm.liu.se
Fredrik Carlsson träffas på tel 013-28 57 16, e-post freca@ifm.liu.se
Forskargruppens ledare professor Erik Janzén träffas på tel 013 – 28 17 97, e-post erj@ifm.liu.se
