Les semi-conducteurs sont de loin l’utilisation la plus importante du carbure de silicium. Les semi-conducteurs sont de minuscules morceaux de matériau qui peuvent contrôler la façon dont l’électricité les traverse. Les semi-conducteurs ne sont pas exactement le sujet le plus sexy, mais ils sont vitaux pour un nombre écrasant de produits quotidiens sans lesquels nous aurions du mal à vivre, comme les ordinateurs et les téléphones. Ils aident à contrôler le courant électrique lors de son passage, garantissant ainsi que tout fonctionne correctement.
Ce que vous voulez quand il s'agit de ce type de carbure de silicium, c'est le fait qu'il soit semi-conducteur. Il peut consommer beaucoup d'énergie électrique sans brûler, ce qu'on appelle parfois la gestion d'une densité de puissance élevée dans un réseau électrique. Et cela est crucial car cela implique que les dispositifs construits à partir de semi-conducteurs en carbure de silicium pourraient être plus petits et plus économes en énergie que leurs homologues fabriqués avec d’autres matériaux. Moins un appareil consomme d'énergie, plus il est efficace, ce qui permet d'économiser de l'énergie en vous permettant de travailler avec moins de watts. Les économies d’énergie sont également importantes pour améliorer la situation économique et l’environnement !
Un autre avantage important des semi-conducteurs en carbure de silicium est qu’ils peuvent fonctionner à des températures beaucoup plus élevées que celles fabriquées à partir d’autres matériaux. Cette capacité s’avère pratique pour les environnements, comme les usines ou les centrales électriques, où les températures peuvent devenir assez élevées 24h/7 et XNUMXj/XNUMX. Ainsi, si nous utilisons du carbure de silicium pour créer des semi-conducteurs dans ces environnements - sur tout, depuis les conduites de gaz à haute pression jusqu'aux transformateurs remplis de gallons d'huile chaude brûlante - cela donne des endroits plus idéaux pour de tels intérêts (ce qui profite à tout le monde).
Grâce à tous ces avantages impressionnants, les scientifiques et les ingénieurs commencent à utiliser les semi-conducteurs en carbure de silicium dans une variété de types d'applications de dispositifs différents. Une voiture ou un camion électrique, par exemple, utilise des semi-conducteurs pour gérer quand et comment l'énergie de sa batterie est déployée. Ces véhicules peuvent voyager plus loin par charge qu'ils ne l'ont jamais fait si vous utilisez des semi-conducteurs en carbure de silicium ! Une telle capacité est cruciale pour rendre les voitures électriques plus pratiques et plus faciles à utiliser pour tous.
Les semi-conducteurs en carbure de silicium ont une autre application intéressante ; cette fois dans la technologie de l’énergie solaire. Les panneaux solaires convertissent la lumière du soleil en électricité ; mais, si nous voulons utiliser l'énergie résultante quand et où elle est le plus nécessaire (c'est-à-dire souvent des heures après la tombée de la nuit), ils ont également besoin d'un moyen de stocker l'énergie produite. C'est là que les semi-conducteurs jouent un rôle. Les semi-conducteurs en carbure de silicium permettent aux systèmes d'énergie solaire de fonctionner de manière plus efficace et efficiente, réduisant ainsi les coûts d'exploitation et rendant l'énergie propre plus accessible.
Le carbure de silicium lui-même l'est, bien sûr - je ne l'ai peut-être pas dit assez clairement au début : il s'agit d'un semi-conducteur à large bande interdite et il possède des caractéristiques uniques en termes de comportement. Mais un aspect clé de ces nouveaux composants à partir desquels nous construisons des gradateurs basés sur des semi-conducteurs SiC [est que] ils nous aident à mieux gérer l'énergie solaire ; ils permettent des moteurs plus efficaces, ce qui se traduit également par une réduction de la consommation d'électricité (et donc des émissions de carbone) ; il existe également de nombreuses applications possibles autour de la mobilité électrique. Autrement dit, nous disposons par exemple d’un moyen d’utiliser l’électricité de manière plus productive et d’émettre moins de gaz piégeurs de chaleur qui contribuent au réchauffement climatique. La plupart du temps, nous obtenons notre électricité en brûlant des combustibles fossiles – du charbon ou du pétrole par exemple – et cela peut générer beaucoup de pollution et nuire aux plantes, aux animaux, à la terre et à l’eau.
C'est finalement là qu'interviennent les semi-conducteurs en carbure de silicium, essentiels pour des secteurs comme l'aérospatiale, la défense, etc. Ces domaines nécessitent la performance des machines dans des conditions extrêmes. C'est pourquoi un missile ou un satellite doit pouvoir résister à des températures très élevées. /rayonnement dans son électronique, par exemple. Les semi-conducteurs en carbure de silicium peuvent contribuer à rendre ces composants électroniques fiables et efficaces, et le succès de nombreuses missions en dépend.
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