Os semicondutores são de longe o uso mais significativo do carboneto de silício. Semicondutores são pequenos pedaços de material que podem controlar como a eletricidade flui através deles. Os semicondutores não são exatamente o assunto mais sexy que existe, mas são vitais para um número esmagador de produtos do dia-a-dia sem os quais teríamos dificuldade em viver, como computadores e telefones. Eles ajudam a controlar a corrente elétrica à medida que ela flui, garantindo que tudo funcione corretamente.
O que você deseja quando se trata desse tipo de carboneto de silício é o fato de que ele é semicondutor. Ele pode consumir muita energia elétrica sem queimar, às vezes chamado de manipulação de alta densidade de potência em uma rede elétrica. E isso é crucial porque implica que os dispositivos construídos com semicondutores de carboneto de silício podem ser menores e mais eficientes em termos energéticos do que suas contrapartes feitas com outros materiais. Quanto menos energia um dispositivo usa, mais eficiente ele é, e isso economiza energia, permitindo que você trabalhe com menos watts. A poupança de energia também é importante para melhorar a situação económica e o ambiente!
Outra vantagem importante dos semicondutores de carboneto de silício é que eles podem operar a temperaturas muito mais elevadas do que aqueles feitos de outros materiais. Essa capacidade é útil para ambientes, como fábricas ou usinas de energia, onde as temperaturas podem ficar bastante altas 24 horas por dia, 7 dias por semana. Portanto, se usarmos carboneto de silício para criar semicondutores nesses ambientes – em tudo, desde linhas de gás de alta pressão e transformadores cheios de galões de óleo quente em chamas – teremos mais locais ideais para tais interesses (o que é algo que beneficia a todos).
Graças a todas essas vantagens impressionantes, cientistas e engenheiros estão começando a usar semicondutores de carboneto de silício em uma variedade de tipos diferentes de aplicações de dispositivos. Um carro ou caminhão elétrico, por exemplo, usa semicondutores para ajudar a gerenciar quando e como a energia de sua bateria é distribuída. Esses veículos podem viajar mais longe por carga do que nunca se você usar semicondutores de carboneto de silício neles! Tal capacidade é crucial para tornar os carros elétricos mais práticos e fáceis de usar para todos.
Os semicondutores de carboneto de silício têm outra aplicação interessante; desta vez em tecnologia de energia solar. Os painéis solares convertem a luz solar em eletricidade; mas, se quisermos usar a energia resultante quando e onde for mais necessária (o que geralmente acontece horas depois de escurecer), eles também precisam de uma forma de armazenar a energia produzida. É aqui que os semicondutores desempenham um papel. Os semicondutores de carboneto de silício permitem que os sistemas de energia solar operem de forma mais eficiente e eficaz, reduzindo o custo de operação e tornando a energia limpa mais acessível.
O carboneto de silício em si é, claro - talvez eu não tenha deixado isso claro o suficiente no início: este é um semicondutor de banda larga e possui características únicas em termos de como se comporta. Mas um aspecto importante desses novos componentes que estamos construindo dimmers a partir deles baseados em semicondutores SiC [é que] eles nos ajudam a fazer coisas como gerenciar melhor a energia solar; permitem motores mais eficientes, o que também está relacionado com a redução do consumo de eletricidade (e, portanto, das emissões de carbono); também existem muitas aplicações possíveis em torno da mobilidade elétrica. Isto é, por exemplo, temos uma forma de utilizar a electricidade de forma mais produtiva e de emitir menos gases que retêm o calor e que contribuem para o aquecimento global. Na maioria das vezes, obtemos eletricidade através da queima de combustíveis fósseis - carvão ou petróleo, por exemplo - e isso pode causar muita poluição e prejudicar plantas, animais, terra e água.
No final de tudo isso é onde entram em ação os semicondutores de carboneto de silício, que são críticos para setores como aeroespacial, defesa, etc. Essas áreas exigem o desempenho de máquinas em condições extremas. É por isso que um míssil ou satélite deve ser capaz de suportar temperaturas muito altas /radiação em seus componentes eletrônicos, por exemplo. Os semicondutores de carboneto de silício podem ajudar a tornar esses componentes eletrônicos confiáveis e eficientes, e o sucesso de muitas missões depende disso.
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