# В Пенсильванском университете смоделировали сублимацию SiC при 3000–4500 K

- Опубликовано: 2026-11-08 00:17 UTC
- Раздел: Машины и производство › Электроника
- Теги: карбид кремния сублимация, рост кристаллов SiC, молекулярная динамика ReaxFF, силовая электроника электромобили, CFD моделирование печей, Пенсильванский университет
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-f6451bf13bcad79cccebd121_v_pensilvanskom_universitete/

**Ученые описали переход паров карбида кремния от богатых кремнием к богатым углеродом для оптимизации производства силовой электроники.**

![Penn State scientists model SiC sublimation at 3000–4500 K to improve power chip growth](https://realtech.media/media/2026/11/9bf8caa5481622f4.jpg)
*LaMèreVeille, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0*

Исследователи из Пенсильванского государственного университета разработали силовое поле ReaxFF для моделирования высокотемпературной сублимации карбида кремния (SiC), сообщает The Journal of Physical Chemistry C [1]. Исследование, выполненное в рамках университетского объединения Silicon Carbide Innovation Alliance, описывает атомную динамику материала в диапазоне температур от 3000 до 4500 K. Полученные данные предназначены для совершенствования технологии выращивания монокристаллов SiC, применяемых в силовой электронике электромобилей и энергетических систем.

## Кинетика сублимации и состав паровой фазы

В отличие от кремния, кристаллы карбида кремния выращивают не из расплава, а методом физического переноса пара, при котором твердый порошок сублимирует в закрытой печи и осаждается на затравке. Моделирование методом молекулярной динамики показало спектр газообразных соединений в реакторе, включая Si, SiC, SiC2, Si2C, Si2C2, Si2C3 и Si3C2 [1]. Расчеты авторов подтвердили, что начальная фаза сублимации при 3000 K обогащена кремнием, однако с ростом температуры паровая фаза смещается в сторону углеродных компонентов [1].

Контроль стехиометрии пара критичен для предотвращения дефектов в растущем кристалле. Нарушение баланса между кремнием и углеродом приводит к выпадению капель кремния, осаждению свободного графита или нарушению политипной структуры слитка. Точность и вычислительная производительность созданного силового поля ReaxFF были верифицированы квантовомеханическими расчетами и сопоставлены с потенциалами на основе машинного обучения [1].

## Переход к макроскопическому моделированию

Чтобы перенести микроскопические данные на параметры промышленных ростовых установок, исследователи провели аррениусовский анализ полученных динамических траекторий [1]. Это позволило извлечь кинетические константы реакций для интеграции в гидрогазодинамические расчеты (CFD). Включение этих параметров в макроскопические модели газовых потоков и теплопереноса в печах позволяет инженерам рассчитывать условия роста кристаллов виртуально перед проведением натурных ростовых экспериментов.

## Источники

1. [The Journal of Physical Chemistry C](https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6c03672)
2. [knowridge.com](https://knowridge.com/2026/11/scientists-uncover-a-hidden-step-toward-better-electric-vehicle-chips)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-f6451bf13bcad79cccebd121_v_pensilvanskom_universitete/