O carboneto de silício (SiC) é sintetizado através de vários métodos, cada um com o seu próprio processo e benefícios.
1. Método de Reação em Estado Sólido
Neste método, a sílica e o carvão ativado são utilizados como matérias-primas.
A sílica é obtida a partir da casca de arroz com sílica, utilizando uma extração alcalina e um método sol-gel.
2. Método de sublimação
Este método envolve a sublimação controlada de SiC.
O grafeno epitaxial é obtido através da decomposição térmica de um substrato de SiC utilizando um feixe eletrónico ou um aquecimento resistivo.
O processo é conduzido num vácuo ultra-elevado (UHV) para minimizar a contaminação.
Após a dessorção do Si, o excesso de carbono na superfície da pastilha de SiC reorganiza-se para formar uma rede hexagonal.
No entanto, este método tem um custo elevado e requer grandes quantidades de Si para uma produção em grande escala.
3. Método de deposição química em fase vapor (CVD)
O método CVD é utilizado para o crescimento de películas de SiC.
A escolha do gás de alimentação depende da estabilidade térmica do substrato.
Por exemplo, o silano (SiH4) deposita-se entre 300 e 500 °C, o diclorosilano (SiCl2H2) a cerca de 900 °C e o tetraetilortosilicato (Si(OC2H5)4) entre 650 e 750 °C.
O processo resulta na formação de uma camada de óxido de baixa temperatura (LTO).
No entanto, o silano produz um óxido de qualidade inferior em comparação com outros métodos.
O óxido CVD tem geralmente uma qualidade inferior à do óxido térmico.
4. Crescimento de grafeno CVD em SiC
A preparação de grafeno em SiC por CVD é uma nova técnica que oferece maior versatilidade e afecta a qualidade da camada de grafeno tendo em conta vários parâmetros.
O fator-chave na preparação CVD em SiC é a temperatura mais baixa, que impede que os átomos de SiC se difundam na massa dos cristais de SiC.
Isto leva à formação de pontos de fixação entre o substrato e a monocamada de grafeno, resultando no desejado grafeno livre.
Esta técnica é adequada para o fabrico em grande escala de grafeno CVD.
5. Grafeno CVD em metais policristalinos
O SiC também pode ser utilizado para produzir grafeno por CVD em metais policristalinos.
Este método utiliza as propriedades de resistência ao desgaste e de resistência a altas temperaturas do SiC.
O método de SiC ligado por reação envolve a infiltração de compactos feitos de misturas de SiC e carbono com silício líquido, que reage com o carbono para formar carboneto de silício.
O método do SiC sinterizado é produzido a partir de pó de SiC puro com auxiliares de sinterização não óxidos e sinterizado numa atmosfera inerte a altas temperaturas.
Estes são alguns dos métodos de síntese utilizados para o SiC, cada um com as suas vantagens e limitações.
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