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高周波大電力変換デバイスの実現に向けた新規ワイドバンドギャップ半導体の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05990
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関佐賀大学

研究代表者

大石 敏之  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40393491)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード半導体物性 / 電子デバイス・機器 / エネルギー効率化 / 電子・電気材料 / デバイス設計・製造プロセス / ワイドバンドギャップ半導体 / RF-DC変換 / 高周波大電力 / ダイヤモンド / 酸化ガリウム / レクテナ / デバイスモデル
研究成果の概要

大電力の無線(高周波,RF)エネルギーを直流(DC)に変換する電子デバイスは,省エネルギーで安心安全な社会の構築できると期待される.本研究では,現在,使用されている半導体の材料固有の限界を打ち破るための新しい材料について学術的に研究を行った.
酸化ガリウムとダイヤモンドの高周波大電力変換デバイス適用について,物性面から検討し,実際に動作を実証した.半導体の材料物性からRF-DC変換効率を見積もった結果,従来の半導体と比べて,高電圧でダイヤモンドの効率が高いことがわかった.そこで,実際に試作したダイヤモンドダイオードを回路に実装,10 MHzの高周波を直流に変換できることを実証した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Diamond Schottky Barrier Diodes With NO2 Exposed Surface and RF-DC Conversion Toward High Power Rectenna2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Oishi, Naoto Kawano, Satoshi Masuya, and Makoto Kasu
    • 雑誌名

      IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS

      巻: 38 号: 1 ページ: 87-90

    • DOI

      10.1109/led.2016.2626380

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 表面伝導型ダイヤモンドFETのデバイスシミュレーションに関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      大石敏之,岸川拓也,吉川大地,平間一行,嘉数誠
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: J99-C ページ: 193-200

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conduction mechanism in highly doped β-Ga2O3 (-201) single crystals grown by edge-defined film-fed growth method and their Schottky barrier diodes2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Oishi, Kazuya Harada, Yuta Koga, and Makoto Kasu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 3 ページ: 030305-030305

    • DOI

      10.7567/jjap.55.030305

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Diamond field-effect transistors fabricated on high-quality heteroepitaxial diamond wafer using microneedle technology,2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kasu, N. Fukami, Y. Ishimatsu, S. Masuya, T. Oishi, D. Fujii, S.W. Kim,
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop 2018(SBDD XXIII), March 7 , 2018, Hasselt, Belgium, 12.4.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロニードル技術を用いた高品質ヘテロエピタキシャル膜上に作製したダイヤモンドFET2018

    • 著者名/発表者名
      嘉数 誠、深見 成、石松 裕真、桝谷 聡士、大石 敏之、藤居 大樹、金 聖佑
    • 学会等名
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会,早稲田大学西早稲田キャンパス,東京(2018年3月)18p-C302-9.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高い電圧変換比を持つダイヤモンドショットキーバリアダイオードRF-DC変換回路2018

    • 著者名/発表者名
      深見 成、網代 康佑、大石 敏之、河野 直士、荒木 幸二、桝谷 聡士、嘉数 誠
    • 学会等名
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会,早稲田大学西早稲田キャンパス,東京(2018年3月)18p-C302-11.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド素子を用いたレクテナ回路の高電圧動作2017

    • 著者名/発表者名
      河野直士, 深見成, 桝谷聡士, 大島孝仁, 嘉数誠, 大石敏之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルNO2ホールドーピングした水素終端ダイヤモンドMOSFETの連続動作2017

    • 著者名/発表者名
      舟木浩祐, 石松裕真, 桝谷聡士, 大島孝仁, 嘉数誠, 大石敏之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] NO2ホールドピング水素終端ダイヤモンドMOS FETのDCストレス評価2017

    • 著者名/発表者名
      石松 裕真 舟木 浩祐 桝谷 聡士 宮崎 恭輔 大島 孝仁 嘉数 誠 大石 敏之
    • 学会等名
      子情報通信学会研究会 ED2017-63、2017年12月1日, pp.69-72
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NO2ホールドーピング水素終端ダイヤモンドMOS FETのDCストレスによる劣化メカニズムの検討2017

    • 著者名/発表者名
      舟木 浩祐,石松 裕真,桝谷 聡士,宮崎 恭輔,大島 孝仁,嘉数 誠,大石 敏之
    • 学会等名
      2017年第78回応用物理学会秋季学術講演会,福岡国際会議場,福岡県(2017年9月)8a-S22-8.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド素子を用いたレクテナの理論的検討と動作実証2016

    • 著者名/発表者名
      大石 敏之,河野 直士,嘉数 誠
    • 学会等名
      第8回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      平戸文化センター
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドデバイスを用いた無線電力伝送用レクテナの理論的検討2016

    • 著者名/発表者名
      大石 敏之,河野 直士,嘉数 誠
    • 学会等名
      第77回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化ガリウムダイオードを用いたレクテナ回路動作2016

    • 著者名/発表者名
      河野 直士,大島 孝仁,嘉数 誠,大石 敏之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] レクテナにおけるダイヤモンドショットキーバリアダイオードの抵抗容量積の影響2016

    • 著者名/発表者名
      河野 直士,桝谷 聡士,大島 孝仁,大石敏之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Demonstration of RF-DC conversion using dual diode rectifier circuit for rectenna with diamond Schottky barrier diodes2016

    • 著者名/発表者名
      T. Oishi, N. Kawano, and M. Kasu
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2016 (the 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS))
    • 発表場所
      富山 富山国際会議場
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイヤモンドショットキーバリアダイオードによるレクテナ回路の作製2016

    • 著者名/発表者名
      河野直士, 嘉数 誠, 大石敏之
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究会
    • 発表場所
      静岡大学 工学部 浜松キャンパス
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高効率無線電力伝送を目指したダイヤモンド・レクテナデバイスの提案2016

    • 著者名/発表者名
      大石敏之,河野直士,嘉数誠
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高濃度Sn ドープβ-Ga2O3(-20 1)単結晶の温度特性の検討2016

    • 著者名/発表者名
      大石敏之,河野直士
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド素子を用いたレクテナ回路の作製2016

    • 著者名/発表者名
      河野 直士, 大石 敏之, 嘉数 誠
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] [依頼 講演 ]等価回路モデルを利用したレクテナ RF -DC 変換効率計算 -大電力 RF デバイスに適した半導体材料の検討 デバイスに適した半導体材料の検討-2016

    • 著者名/発表者名
      大石 敏之,嘉数 誠
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      東京 機械振興会館
    • 年月日
      2016-01-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] ようこそ大石(敏)研究室へ

    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/sedlab/index.htm

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 佐賀大学 大学院研究科 電気電子工学専攻 大石研究室

    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/sedlab/index.htm

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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