//iCANXTalksVol.19

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iCANX

大家好，8月21日，加州大学伯克利分校（UniversityofCalifornia,Berkeley）RoyaMaboudian教授在iCANXTalks为全球观众做了“应用于恶劣环境的碳化硅微纳系统”的精彩英文讲座，RoyaMaboudian教授介绍了碳化硅材料、碳化硅微纳器件制备工艺及其在恶劣环境的传感应用。会后iCANXTalks学术报告小组的电子科技大学硕士生邱钰和电子科技大学硕士生龚雪总结了讲座的主要内容，并对讲座的问答(QA)环节进行了翻译与归纳。本文共计余字，图文并茂，通俗易懂，相关内容对了解碳化硅微纳系统有一定的帮助。本文的收费将全部作为撰写本技术报告的两位撰稿人的稿费，感谢大家的宝贵支持，相信有您的支持和鼓励，iCANXTalks的学术报告会更加精彩。

RoyaMaboudian教授

应用于恶劣环境的碳化硅微纳系统

——邱钰/电子科技大学硕士生，龚雪/电子科技大学硕士生

前言

8月21日，iCANXTalks有幸请到了来自加州大学伯克利分校的RoyaMaboudian教授为我们作线上报告，海内外32万余人次参与了此次学术盛会。在此次报告中，RoyaMaboudian教授介绍了碳化硅材料及碳化硅基MEMS器件的研究进展，尤其是碳化硅材料对恶劣环境的强大适应性和碳化硅基微纳传感器在恶劣环境的应用。RoyaMaboudian是加州大学伯克利分校的化学和生物分子工程系教授，也是伯克利传感器和执行器中心（BSAC）的共同主任。她在美国天主教大学华盛顿特区分校获得电气工程学士学位，在帕萨迪纳的加州理工学院获得应用物理学硕士和博士学位。她的研究方向是微/纳米系统的表/界面问题和材料科学与工程研究，及其在恶劣环境传感、健康和环境监测以及能源技术方面的应用。她的研究解决了一些技术障碍，并使传感器技术的一些新的、有前途的应用成为可能。她获得过许多奖项，包括白宫的“总统早期科学家和工程师职业奖”(PECASE)、美国国家科学基金会青年研究员奖和贝克曼青年研究员奖。她是美国真空协会的会士，也是Bakar会士。她担任IEEEJMEMS的编辑，IEEE/SPIE微/纳米光刻期刊、MEMS和MOEMS(JM3)的副主编，目前担任ACSSensors的副主编。她还在几个IEEE固态传感器和执行器会议的技术计划委员会任职。

图1.RoyaMaboudian教授在iCANXTalks的讲座信息

RoyaMaboudian教授课题组在碳化硅微/纳米系统方面的研究动力是在恶劣环境中实现可靠传感。“恶劣环境”包括极端的温度、压力、冲击、辐射和化学攻击，在恶劣环境中的传感能够实时监测地下环境、燃烧和关键部件的工作状况，从而提高工作寿命，在提升效率的同时减少排放。在工业上，从油气探测、汽车发动机、地热、工业煤气涡轮机到飞机引擎，都存在这样的监测需求。微纳传感器尺寸小，能保证对这些设备和应用的整体运行产生最小的影响。

硅是微/纳系统技术中占主导地位的半导体材料，有如下一些原因：硅是地壳中第二丰富的元素，它有易于生长的稳定的氧化物，还有优良的电气性能和良好的机械性能。然而硅也有一些局限：其电学性能在℃以上退化，机械性能在℃以上退化，易受辐射损伤，在很多环境中会产生化学反应。因此，硅在许多恶劣环境中的应用受到了挑战，硅的材料和表面特性限制了其在恶劣环境（如高温、高辐射和腐蚀性环境）中的应用。

基于此，RoyaMaboudian教授团队开展了碳化硅材料的系列研究。碳化硅是一种宽带隙半导体材料，它可以用来解决硅在耐温、耐辐射和化学惰性等方面的局限性。碳化硅有许多的晶体结构，常见的碳化硅晶相主要有3种:3C-SiC(又称β-SiC),4H-SiC和6H-SiC。其中,3C-SiC是唯一一种立方晶型的碳化硅,而4H-SiC和6H-SiC是常见的六方型α-SiC。

相比于硅，碳化硅具有较高的熔点，仅次于钻石；碳化硅还具有更高的带隙，能在更高的温度中被应用；具有更高的导热系数、杨氏模量和比钻石更好的极佳化学稳定性等。这些特性帮助碳化硅在电力电子领域中得到广泛应用，碳化硅已经应用于大功率、高温和高频器件中，覆盖消费电子、自动化和其他工业应用，例如逆变器、换流器和混合动力汽车。

RoyaMaboudian教授介绍了其课题组在碳化硅材料、器件和应用上的系列研究工作，主要包括以下三个方面：

1.碳化硅薄膜材料、工艺与结构

2.金属-碳化硅接触电阻的性能提升

3.碳化硅器件在恶劣环境下的应用

收费将全部作为撰稿人的稿费发放

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