Siliziumkarbid (SiC), auch bekannt als Karborund, ist ein Halbleiter, der Silizium und Kohlenstoff enthält. Es kommt in der Natur als äußerst seltenes Mineral Moissanit vor. Seitdem wird synthetisches SiC-Pulver in Massenproduktion hergestellt 1893 zur Verwendung als Schleifmittel.
SiC kommt in unterschiedlichen Kristallstrukturen vor, werden als Polytypen bezeichnet. Jeder Polytyp wird durch eine Zahl bezeichnet, die die Anzahl der Schichten in einer Periode seines Kristallgitters angibt, und ein Buchstabe, der die Art des Kristallgitters angibt. Die beiden häufigsten Polytypen von Siliziumkarbid sind “Alpha” (α-SiC) und “Beta” (β-SiC).
- Alpha-Siliziumkarbid (α-SiC): Alpha-Siliziumkarbid ist der häufigste Polytyp, welches sich durch eine hexagonale Kristallstruktur auszeichnet (ähnlich einer Wurtzit-Kristallstruktur). Es wird bei Temperaturen größer als gebildet 1700 °C und hat eine etwas geringere Härte als Borcarbid, aber es ist immer noch härter als die meisten anderen Materialien. Momentan, Das von der chinesischen Industrie produzierte Siliziumkarbid wird in schwarzes Siliziumkarbid und unterteilt grünes Siliziumcarbid, Beide sind hexagonale Kristalle und gehören zu α-SiC.
- Beta-Siliziumkarbid (β-SiC): Beta-Siliziumkarbid, andererseits, hat eine kubische Kristallstruktur (ähnlich einer Zinkblende-Kristallstruktur). Es entsteht bei Temperaturen darunter 1700 °C und wird aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit häufig in der Halbleiterindustrie eingesetzt, geringe Wärmeausdehnung, große Bandlücke, und ausgezeichnete Elektronenmobilität.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Polytypen dieselbe chemische Formel haben (SiC), aber der Unterschied in der Kristallstruktur verleiht ihnen leicht unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Dadurch kann das Material in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden, beispielsweise bei Schleifmitteln, Strukturkeramik, Autoteile, elektrische Bauteile, und sogar in Luft- und Raumfahrtanwendungen.