Необходимость расширения частотного диапазона для новых стандартов беспроводной связи и тотальная электрификация выдвинули вперёд полупроводники с широкой запрещённой зоной, работа которых сопровождается низкими энергетическими потерями. Один из таких материалов — это карбид кремния (SiC), но его производство сопряжено с рядом трудностей, что делает материал дорогим. Ответ нашли российские учёные, предложившие получать SiC из отходов древесины.

В журнале Materials Chemistry and Physics группа учёных из НИТУ «МИСиС» и Томского политехнического университета сообщила об исследовании, в ходе которого был разработан быстрый метод производства высококачественного карбида кремния из дешёвых во всех смыслах отходов деревообрабатывающей промышленности.

Исследователи установили, что тройная обработка исходного материала в плазме электрической дуги на протяжении 25–30 секунд током в 220 ампер позволяет добиться полной трансформации кремния в его карбид. Дальнейшее очищение материала ведётся путем отжига в атмосферной печи при температуре 800 °C. Ни вакуум, ни инертные газы для процесса не нужны. Процесс синтеза занимает от нескольких секунд до пары минут, что намного быстрее традиционных методов получения сырья. 

«Не всегда ученым удается получить полезный, дорогой продукт из дешевого вторичного сырья. В данном случае нам удалось синтезировать дорогостоящий, ценный карбид кремния из бросовых древесных отходов. Предложенный нами метод позволит не только снабжать промышленность высококачественным карбидом кремния с меньшими временными и финансовыми затратами, но и утилизировать отходы деревообрабатывающей промышленности», — отмечает один из авторов исследования д.т.н., профессор Александр Громов, заведующий лабораторией «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС».