Electrical properties of liquid-phase sintered silicon carbide ceramics: a review
Source abstract
Abstract
Silicon carbide (SiC) is an electrical semiconductor with a wide bandgap. Recently, highly conductive liquid-phase sintered SiC (LPS-SiC) ceramics have been developed by the successful doping of N atoms into a SiC lattice. Fully dense N-doped SiC ceramics with electrical conductivity as high as 300 S·cm−1 at 25 °C have been obtained. These ceramics can be formed into complex shapes by electrical discharge machining. This article reviews the influence of critical factors on the electrical conductivity of LPS-SiC ceramics, including SiC polytype, grain boundary structure, soluble atoms, porosity, second-phase addition (nitride, carbide, boride, graphene), grain size, and neutron irradiation. We also discuss the relationship between the solubility of nitrogen in the liquid phase and the electrical conductivity of the resulting ceramics, along with the mechanism for N doping in the SiC lattice and the possibility of controlling the electrical conductivity of the LPS-SiC ceramics. The N doping method used for LPS-SiC ceramics may also be applied for doping other soluble atoms in liquid-phase sintered ceramics.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advanced ceramic materials synthesis · Silicon Carbide Semiconductor Technologies · Semiconductor materials and devices
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Functional Ceramics Laboratory, Department of Materials Science and Engineering, The University of Seoul, Seoul, Republic of Korea;
Department of Physics, Konkuk University, Seoul, Republic of Korea
Funding
National Research Foundation of Korea · Korean Government · Ministry of Education · Energy Technology Development Program · Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning · Korea Government Ministry of Knowledge Economy
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.2109/jcersj1950.95.1102_63810.2109/jcersj1950.95.1102_638 ↗
2. 10.1126/science.263.5150.111410.1126/science.263.5150.1114 ↗
3. 10.1016/S0955-2219(02)00282-010.1016/S0955-2219(02)00282-0 ↗
4. 10.1016/j.jeurceramsoc.2004.01.02610.1016/j.jeurceramsoc.2004.01.026 ↗
5. 10.1016/j.actamat.2005.07.00210.1016/j.actamat.2005.07.002 ↗
6. 10.1111/j.1551-2916.2006.01421.x10.1111/j.1551-2916.2006.01421.x ↗
7. 10.1021/nl801788410.1021/nl8017884 ↗
8. 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.08.02410.1016/j.jeurceramsoc.2013.08.024 ↗
9. 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.03.01610.1016/j.jeurceramsoc.2016.03.016 ↗
10. 10.1111/jace.1474810.1111/jace.14748 ↗
11. 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.04.05010.1016/j.jeurceramsoc.2017.04.050 ↗
12. 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.08.00910.1016/j.jeurceramsoc.2017.08.009 ↗
13. 10.1080/1040843970824126010.1080/10408439708241260 ↗
14. 10.1109/TED.2008.92665010.1109/TED.2008.926650 ↗
15. 10.1088/0268-1242/7/7/00110.1088/0268-1242/7/7/001 ↗
16. 10.1016/j.jascer.2015.03.00310.1016/j.jascer.2015.03.003 ↗
17. 10.1016/j.ceramint.2017.01.05810.1016/j.ceramint.2017.01.058 ↗
18. 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.04.01410.1016/j.jeurceramsoc.2016.04.014 ↗
19. 10.1016/S0022-0248(99)00826-X10.1016/S0022-0248(99)00826-X ↗
20. 10.1007/s11664-002-0084-910.1007/s11664-002-0084-9 ↗
21. 10.1063/1.11320210.1063/1.113202 ↗
22. 10.1063/1.220829910.1063/1.2208299 ↗
23. 10.1063/1.12342910.1063/1.123429 ↗
24. 10.1063/1.235448510.1063/1.2354485 ↗
25. Silva A. F. · Phys. Review B · 2006 · 74 · 245201-1
26. 10.1143/JJAP.35.224010.1143/JJAP.35.2240 ↗
27. 10.4028/www.scientific.net/MSF.433-436.5510.4028/www.scientific.net/MSF.433-436.55 ↗
28. Ning L. · J. Mater. Sci. Technol · 2009 · 25 · 10210.1179/174328408X365757 ↗
29. 10.2109/jcersj2.122.96310.2109/jcersj2.122.963 ↗
30. 10.1111/j.1551-2916.2011.04419.x10.1111/j.1551-2916.2011.04419.x ↗
31. 10.1016/j.jeurceramsoc.2012.07.00110.1016/j.jeurceramsoc.2012.07.001 ↗
32. 10.1111/j.1551-2916.2011.04799.x10.1111/j.1551-2916.2011.04799.x ↗
33. 10.1016/j.ceramint.2016.07.12610.1016/j.ceramint.2016.07.126 ↗
34. 10.1111/jace.1249810.1111/jace.12498 ↗
35. 10.1111/jace.1395810.1111/jace.13958 ↗
36. 10.1016/j.jeurceramsoc.2012.07.02110.1016/j.jeurceramsoc.2012.07.021 ↗
37. 10.1016/j.ceramint.2013.12.15710.1016/j.ceramint.2013.12.157 ↗
38. 10.2109/jcersj2.119.96510.2109/jcersj2.119.965 ↗
39. 10.2109/jcersj2.120.25110.2109/jcersj2.120.251 ↗
40. 10.1111/j.1151-2916.1987.tb04895.x10.1111/j.1151-2916.1987.tb04895.x ↗
41. 10.1111/j.1151-2916.2001.tb01033.x10.1111/j.1151-2916.2001.tb01033.x ↗
42. 10.1111/jace.1235110.1111/jace.12351 ↗
43. 10.1557/JMR.2003.036510.1557/JMR.2003.0365 ↗
44. 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.01.00410.1016/j.jeurceramsoc.2014.01.004 ↗
45. 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.02510.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.025 ↗
46. 10.1016/S0955-2219(01)00178-910.1016/S0955-2219(01)00178-9 ↗
47. 10.1016/j.jeurceramsoc.2006.05.05310.1016/j.jeurceramsoc.2006.05.053 ↗
48. 10.1016/j.physb.2003.09.04510.1016/j.physb.2003.09.045 ↗
49. 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.08.00610.1016/j.jeurceramsoc.2015.08.006 ↗
50. 10.1103/PhysRevB.22.284210.1103/PhysRevB.22.2842 ↗
51. 10.1103/PhysRevB.60.1647910.1103/PhysRevB.60.16479 ↗
52. 10.1111/j.1151-2916.1993.tb03677.x10.1111/j.1151-2916.1993.tb03677.x ↗
53. 10.1016/j.ceramint.2014.10.17510.1016/j.ceramint.2014.10.175 ↗
54. 10.1115/1.403215510.1115/1.4032155 ↗
55. 10.1111/jace.1273710.1111/jace.12737 ↗
56. 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.02.02810.1016/j.jeurceramsoc.2016.02.028 ↗
57. 10.2109/jcersj2.1608210.2109/jcersj2.16082 ↗
58. 10.2497/jjspm.64.54710.2497/jjspm.64.547 ↗
59. 10.1016/j.jeurceramsoc.2012.09.00510.1016/j.jeurceramsoc.2012.09.005 ↗
60. 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.07.00210.1016/j.jeurceramsoc.2017.07.002 ↗
61. 10.1016/j.actamat.2006.08.05910.1016/j.actamat.2006.08.059 ↗
62. 10.1016/S1359-6454(00)00246-910.1016/S1359-6454(00)00246-9 ↗
63. Ramsdell L. S. · Am. Mineral · 1945 · 32 · 64
64. Koumoto K. · J. Mater. Sci · 1987 · 6 · 1453
65. 10.1111/j.1151-2916.1997.tb02796.x10.1111/j.1151-2916.1997.tb02796.x ↗
66. 10.1111/j.1151-2916.1998.tb02748.x10.1111/j.1151-2916.1998.tb02748.x ↗
67. 10.1023/A:100455270487210.1023/A:1004552704872 ↗
68. 10.1016/j.jcrysgro.2014.11.03510.1016/j.jcrysgro.2014.11.035 ↗
69. 10.2320/matertrans.MRA200723210.2320/matertrans.MRA2007232 ↗
70. 10.2109/jcersj2.122.87010.2109/jcersj2.122.870 ↗
71. 10.1063/1.140216010.1063/1.1402160 ↗
72. 10.1002/pssa.221025013410.1002/pssa.2210250134 ↗
73. 10.1016/S0169-4332(01)00510-410.1016/S0169-4332(01)00510-4 ↗
74. 10.4028/www.scientific.net/MSF.433-436.39510.4028/www.scientific.net/MSF.433-436.395 ↗
75. 10.1016/j.tsf.2005.11.10210.1016/j.tsf.2005.11.102 ↗
76. 10.2109/jcersj.107.75710.2109/jcersj.107.757 ↗
77. 10.1063/1.147946210.1063/1.1479462 ↗
78. 10.1016/j.physb.2003.09.23410.1016/j.physb.2003.09.234 ↗
79. 10.1063/1.176907510.1063/1.1769075 ↗
80. 10.1238/Physica.Regular.072a0025410.1238/Physica.Regular.072a00254 ↗
81. 10.1111/j.1151-2916.1982.tb10375.x10.1111/j.1151-2916.1982.tb10375.x ↗
82. 10.1063/1.35989910.1063/1.359899 ↗
83. 10.1007/s11664-000-0076-610.1007/s11664-000-0076-6 ↗
84. 10.4028/www.scientific.net/MSF.389-393.79110.4028/www.scientific.net/MSF.389-393.791 ↗
85. 10.1063/1.164117210.1063/1.1641172 ↗
86. 10.1063/1.170783710.1063/1.1707837 ↗
87. 10.1016/S1359-6454(03)00209-X10.1016/S1359-6454(03)00209-X ↗
88. 10.1051/rphysap:0198600210905250010.1051/rphysap:01986002109052500 ↗
89. 10.1007/s00339-008-4534-y10.1007/s00339-008-4534-y ↗
90. 10.1111/j.1151-2916.1996.tb07887.x10.1111/j.1151-2916.1996.tb07887.x ↗
91. 10.1111/j.1151-2916.1990.tb07576.x10.1111/j.1151-2916.1990.tb07576.x ↗
92. 10.1007/BF0035779910.1007/BF00357799 ↗
93. 10.1023/A:101855782733010.1023/A:1018557827330 ↗
94. Ihle J. · Int. J. Mater. Res · 2006 · 97 · 64910.3139/146.101285 ↗
95. 10.1016/j.matpr.2017.09.02410.1016/j.matpr.2017.09.024 ↗
96. 10.1111/jace.1303110.1111/jace.13031 ↗
97. 10.1016/j.ceramint.2014.03.03610.1016/j.ceramint.2014.03.036 ↗
98. 10.1016/j.pnsc.2013.01.00310.1016/j.pnsc.2013.01.003 ↗
99. 10.1016/j.jallcom.2017.05.24410.1016/j.jallcom.2017.05.244 ↗
100. 10.1103/PhysRevB.61.1421510.1103/PhysRevB.61.14215 ↗