I measc na n-ábhar carbóin iomadúla, seasann graifít pirilíteach amach as a struchtúr srathach atá inrialaithe go mór agus a ainisotrópacht mhór. Murab ionann agus graifít nádúrtha, ní dhíorthaítear graifít pirilíteach go díreach ó mhianraí. Ina áit sin, táirgtear é trí thaisceadh gaile ceimiceach ardteochta (CVD), áit a ndéantar gáis hidreacarbóin a dhíghrádú agus a thaisceadh i sraitheanna d'adaimh charbóin ag teochtaí os cionn 2000°C, rud a eascraíonn i struchtúr graifíte saorga atá dírithe go mór agus thar a bheith íon. Ligeann an modh ullmhúcháin seo atá inrialaithe go beacht dó tréithe atá ag brath ar threoshuíomh a thaispeáint in airíonna tábhachtacha amhail seoltacht theirmeach, seoltacht leictreach, agus freagairt mhaighnéadach, tréithe nach bhfuil a leithéid le fáil ó ghraifít nádúrtha.

I. Cad is Graifít Piralíteach ann?

Is ábhar carbóin ard-dhírithe é graifít pirilíteach a ullmhaítear trí phróiseas taiscthe gaile pirilíteach ardteochta (CVD). De ghnáth, úsáideann sé gáis hidreacarbóin (amhail meatán) chun adaimh charbóin a dhíghrádú agus a thaisceadh faoi choinníollacha ardteochta (de ghnáth >2000℃) agus ísealbhrú. Ansin déantar na hadaimh seo a chur faoi réir annála ardteochta chun socrú an-ordúil na sraitheanna carbóin a chinntiú, rud a eascraíonn i struchtúr graifíte le treoshuíomh thar a bheith ard.

II. Buntáistí a bhaineann le Graifít Piralaíoch (PG) i bPróisis Leathsheoltóra

1. Ionchlannú Ian:

Sa phróiseas ionchlannúcháin ian, úsáidtear PG go príomha chun geataí (greillí) agus leictreoidí ardchruinneas a mhonarú.

● Friotaíocht in aghaidh Ionchlannú Ian: Tá fuinneamh thar a bheith ard ag bhíomaí ian. Beidh geataí traidisiúnta moluibdín (Mo) nó tungstain (W) faoi spútaradh fisiceach faoi bhuamadh ian fada. Ní hamháin go mbíonn an geata féin tanaí agus dífhoirmithe mar thoradh air seo, ach bíonn na hadaimh miotail spútaraithe ina bhfoinse thromchúiseach éillithe miotail freisin. Taispeánann PG friotaíocht thar a bheith láidir in aghaidh creimeadh spútaraithe (ráta eitseála thar a bheith íseal), agus is gnách go mbíonn a shaolré roinnt uaireanta níos faide ná saolré comhpháirteanna miotail.

● Cruinneas Feabhsaithe Srutha Bhíoma: Ós rud é go bhfuil PG frithsheasmhach in aghaidh caitheamh, is féidir le méid oscailte an gheata fanacht cobhsaí ar feadh tréimhse fada. Cinntíonn sé seo go bhfanann fócas agus uillinn an bhíoma ian cobhsaí ar feadh tréimhse fada, rud atá ríthábhachtach do phróisis chun cinn (amhail 7nm agus 5nm) áit a bhfuil na ceanglais uillinne ionchlannaithe thar a bheith ard.

● Bainistíocht Theirmeach den Scoth: Ag baint úsáide as seoltacht theirmeach in-phlána thar a bheith ard PG (thart ar 4-5 huaire níos mó ná copar), is féidir leis an teas a ghintear trí bhuamáil ian a scaipeadh go tapa feadh an phlána, rud a chuireann cosc ​​ar róthéamh agus dífhoirmiú áitiúil.

2. MOCVD agus Eipiteacsaíocht: Úsáidtear go príomha le haghaidh sciath foshraithe

I ndéantúsaíocht LED (próiseas GaN) nó i bpróisis eipitacsacha sileacain, ní hé an graifít bhunaidh ar a dhromchla an tsubstráit graifíte is coitianta a úsáidtear (Susceptor), ach is gnách go mbíonn sé clúdaithe le sraith dlúth de PG nó SiC.

●Séalaitheoir: Cé go bhfuil graifít brúite go hiseastatach dlúth, tá sé fós scagach go micreascópach, ag ionsú gáis go héasca agus ag scaoileadh cáithníní nó eisíontais ag teochtaí arda. Baintear amach dlús gar don dlús teoiriciúil leis an sciath PG, a thaisctear trí CVD, rud a shéalaíonn maitrís an ghraifít go hiomlán, rud a chuireann cosc ​​ar cháithníní graifíte titim agus an sceallóg a éilliú, agus a chuireann bac ar scaoileadh gás eisíontais ón taobh istigh den ghraifít freisin.

● Friotaíocht in aghaidh Creimeadh Ceimiceach: Úsáideann an próiseas MOCVD méideanna móra amóinia (NH3) agus foinsí miotail-orgánacha, atá thar a bheith creimneach. Tá an ciseal PG thar a bheith támh ó thaobh na ceimice de, rud a chosnaíonn an tsubstráit graifíte inmheánach go héifeachtach ó chreimeadh.

● Aonfhoirmeacht Radaíochta agus Teochta Comhlachta Dubh: Tá tréithe radaíochta comhlachta dubh den scoth ag PG, rud a chuireann le cruinneas na teirmiméadrachta infridhearg. Cuidíonn a sheoltacht theirmeach níos fearr freisin le teocht dhromchla níos aonfhoirmí an tsubstráit a chinntiú, rud a chinneann go díreach tiús agus aonfhoirmeacht chomhdhéanamh an tsraith eipitacsaigh.

3. Téitheoirí Ardteochta:

Is minic a fhaightear téitheoirí ilchodacha PBN/PG i seomraí PVD nó CVD a bhfuil riachtanais ghlantachta thar a bheith ard acu. Ní úsáideann na téitheoirí seo sreanga miotail traidisiúnta ach ina ionad sin úsáideann siad PG mar an ciseal friotóir téimh.

● Eilimint Téimh Thar a Bheith Glan: Bíonn eilimintí téimh miotail seans maith ann eisíontais miotail a ghalú ag teochtaí arda. Is carbón é Graifít Piralaíoch féin, agus íonacht aige atá níos mó ná 99.999%. Fiú le rianmhéideanna ghalú, is eilimint réasúnta "chairdiúil" é carbón i bpróisis leathsheoltóra (i gcomparáid le hór, copar, iarann, srl.), rud a laghdaíonn an riosca éillithe miotail go suntasach.

● Freagairt Thar a Bheith Tapa: Tá cumas teasa an-bheag ag téitheoirí PG, rud a fhágann rátaí téimh agus fuaraithe thar a bheith gasta (freagra teirmeach). Tá sé seo an-bhuntáisteach do phróisis a bhfuil timthriall teirmeach tapa (RTP) ag teastáil uathu, rud a fheabhsaíonn an tréchur go suntasach.

● Réimse Teochta Saincheaptha: Trí chonair chiorcaid (sreangú serpentine) an chiseal PG a dhearadh, is féidir dáileadh an réimse teochta a dhearadh go beacht chun cúiteamh a dhéanamh as caillteanas teasa ag imill an chuasa, rud a bhaintear amach aonfhoirmeacht teochta vaiféir thar a bheith ard.

4. Greanadh Plasma: Leictreoidí "Ísealchaillteanais"

In eitseáil thirim, go háirithe i dtimpeallachtaí an-chreimneacha lena n-áirítear gáis atá bunaithe ar fhluairín nó clóirín.

● Athsholáthar d’Inchaiteáin: Cé go n-úsáidtear sileacan criostail aonair nó SiC mar leictreoidí freisin, i bpróisis saincheaptha áirithe, is féidir le fáinní fócais nó plátaí leictreoid déanta as PG, mar gheall ar a ndlús agus a bhfriotaíocht cheimiceach, minicíocht athsholáthair a laghdú agus Costas Úinéireachta (CoO) a ísliú.

III. Feidhmeanna Graifít Piriliteach i bPróisis Leathsheoltóra

Mar gheall ar a íonacht ard, a chobhsaíocht ardteochta, a thréscaoilteacht gáis thar a bheith íseal, a sheoltacht theirmeach den scoth, agus ainiséatrópacht inrialaithe, tá graifít pirilíteach (PG) ina ábhar riachtanach bunaithe ar charbón i dtrealamh leathsheoltóra. I go leor timpeallachtaí próisis chriticiúla (teocht ard, folús, plasma, gáis chreimneacha), i gcomparáid le miotail nó criadóireacht, cuireann PG cobhsaíocht níos airde agus riosca éillithe níos ísle ar fáil, agus dá bhrí sin úsáidtear go forleathan é i dtrealamh próiseála sliseán leathsheoltóra agus i gcomhpháirteanna inchaite.

1. Feidhmeanna i dTrealamh CVD/PECVD/MOCVD

①Fosbhraith Téitheoir agus Comhpháirteanna Homaiginithe Teirmeacha

Is féidir graifít pirilíteach (PG) a úsáid mar phláta téimh ardteochta nó mar ábhar pláta cúil.

● Gabhdóir i seomra imoibrithe fáis eipitacsach MOCVD

● Struchtúr tacaíochta eilimint téimh i bhfoirnéisí CVD ardteochta

②Fosbhraith Cumhdaigh Ghlacadóra

Úsáideann go leor próiseas MOCVD graifít pirilíteach atá brataithe le SiC.

Buntáistí a bhaineann le Grafít Piraliteach:

● Tréscaoilteacht íseal gáis, rud a chinntíonn cobhsaíocht sciath SiC

● Gan aon dífhoirmiú ag teochtaí arda, ag cothabháil dáileadh teochta sceallóga cobhsaí

● Éadrom, ag laghdú táimhe córas rothlach

Breogán Brataithe le Graifít Pyrolytic

2. Feidhmeanna i dTrealamh Greanta

Líneáil cuasa agus comhpháirteanna struchtúracha crios imoibrithe

Taispeánann Graifít Piriliteach friotaíocht creimeadh den scoth agus cobhsaíocht ardteochta i dtimpeallachtaí plasma, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach mar ábhar líneála seomra imoibrithe nó mar ábhar inchaite:

● Comhpháirteanna seomra imoibrithe RIE, ICP

● Baiflí plasma, frithchaiteoirí

● Plátaí cúil leictreoid nó comhpháirteanna inslithe (ag brath ar an dearadh)

3. Feidhmeanna in Ainéalú Ardteochta agus Cóireáil Teasa

Is ábhar comhpháirte ríthábhachtach é graifít pirilíteach i go leor foirnéisí cóireála teasa ardteochta (>1000°C), lena n-áirítear:

● Próiseáil Theirmeach Thapa (RTP)

● Foirnéisí Eipeatacsacha Carbaíd Sileacain (SiC)

● Foirnéisí Ainéalaithe Ardteochta

● Báid agus Daingneáin Ghrafaíte

4. Feidhmeanna i Luchtú/Aistriú Vaiféir agus Daingneáin

Úsáidtear PG go forleathan sna comhpháirteanna seo a leanas, mar gheall ar a íonacht ard agus a thruailliú íseal cáithníní:

● Gabhdóir Vaiféir

● Iompróir/Bád Vaiféir

● Fáinne Imeall

● Baifle Sreafa Gáis

Tá PG oiriúnach go háirithe do thacaí vaiféir i dtimpeallachtaí eipitacsach ardteochta nó imoibriúcháin cheimiceacha.

5. Feidhmeanna in Ionchlannú Ian

Úsáidtear graifít pirilíteach mar:

● Stad bhíoma

●Collimator

● Comhpháirteanna ionsúcháin ian ardfhuinnimh

6. Feidhmeanna Féideartha i gCórais Litagrafaíochta

Cé nach n-úsáidtear go díreach é mar chomhpháirteanna optúla go coitianta, úsáidtear Graifít Piraliteach freisin i:

● Gaistí solais fáin ard-ionsúcháin

● Struchtúir rialaithe teirmeacha do chórais optúla

Mar gheall ar a shaintréithe ionsúcháin coirp dhubh den scoth, is féidir leis solas fáin a chosc go héifeachtach.