SiC是一种高温、高压、高频电子器件和材料的重要能源材料,其电子能隙比其他III-IV族半导体宽得多,在高温和射频电子设备中有广泛的应用。但是,不同晶型的SiC在电性能上具有明显的差异,只有β-SiC晶型是半导体。
β-SiC晶型是SiC的稳定晶型之一,在温度高于T=2130℃时,所有的SiC都将转化为β-SiC。它的结晶形态是六方密排晶体,呈现出类似锥形的棱柱形状。每个Si原子周围都有四个碳原子以形成“四方环”。 β-SiC晶型的晶格常数为a=3.073A,c=15.12A。
β-SiC晶型是唯一的一种半导体晶型,而α-SiC和非晶SiC则是绝缘体。这是由于β-SiC晶型具有宽的禁带宽度(2.2~3.3 eV),呈带隙型半导体,并且其禁带宽度随着晶格温度的升高而变窄。另外,由于碳和硅的电负性差异,β-SiC晶型的键合更紧密,电子更容易跃迁,因此它具有更好的导电性能。
由于β-SiC晶型的半导体特性,宽的禁带宽度以及高电子迁移率等特点,它在电子器件的应用中具有广泛的应用前景。例如,β-SiC晶体管可以在高电压、高电流、高频率和高温环境下工作,是一种理想的功率器件,潜力巨大。此外,β-SiC晶体管还可以应用于光伏、太阳能电池、激光器、射频工程和微电子电路技术,为人类的科学技术进步做出了贡献。