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コランダム構造をもつ超ワイドバンドギャップp型酸化物半導体に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01870
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関京都大学

研究代表者

金子 健太郎  京都大学, 工学研究科, 講師 (50643061)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードp型酸化物 / 超ワイドギャップ / 酸化イリジウム / コランダム / 新規半導体 / 混晶 / ミストCVD / 酸化ガリウム / 準安定相 / コランダム構造 / 超ワイドバンドギャップ / 半導体
研究成果の概要

本研究は、優れた省エネルギー特性と低環境負荷性能を示す新しい半導体を開拓し、究極の省エネルギーデバイスの作製をとその未知の物性を研究する事を目的としたものです。その材料の一つとして、酸化イリジウムという新しいp型の酸化物半導体に注目しました。この材料は作製が非常に難しいのですが、本研究で良質は薄膜を作製する手法を確立しました。そしてn型層に酸化ガリウムを用いて整流素子を作製したところ、パワーデバイスとして優れた整流特性を示しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

省エネルギー・低環境負荷な持続可能社会の実現のためには、これまで無駄に放出されていたエネルギーを低減する事が重要です。電気自動車やPC、発電所や変電所では電圧や電流を変化させる際に熱や光が無駄なエネルギーとして放出されます。本研究は、この電力の無駄を極限まで低減させる新しい材料として酸化イリジウムに注目し、その作製手法の確立と電力変換素子の作製に成功しました。今研究で開発に成功した素子を応用する事で、社会全体で消費される電力を大幅に低減させる事が可能となります。また、新素材による新しい学術領域の開拓が期待できます。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [学会発表] 準安定相および非平衡系材料の合成と新規機能開拓2021

    • 著者名/発表者名
      金子 健太郎,藤田 静雄
    • 学会等名
      第68回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] P-type α-(Ir,Ga)2O3 with a band gap of more than 4 eV2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kaneko, Yasuhisa Masuda, Shin-ichi Kan, Isao Takahashi, Yuji Kato, Ryohei Kanno, Masahiro Sugimoto, Takashi Shinohe, and Shizuo Fujita
    • 学会等名
      第39回電子材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] バンドギャップ4 eV以上のp型α-(Ir,Ga)2O3の作製2020

    • 著者名/発表者名
      金子健太郎,増田泰久 ,高橋勲,菅野亮平, 四戸孝,藤田静雄
    • 学会等名
      第81回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] P-type Semiconductor Oxides in Gallium Oxide Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kaneko, Shin-ichi Kan,Takashi Shinohe, and Shizuo Fujita
    • 学会等名
      Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] P-type α-(Ir,Ga)2O3 thin films in Gallium Oxide Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kaneko, Takashi Shinohe, and Shizuo Fujita
    • 学会等名
      13th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] α-Ga2O3のデバイス実用化とp型層の魅力2019

    • 著者名/発表者名
      金子健太郎、四戸孝、藤田静雄
    • 学会等名
      日本結晶成長学会ナノエピ分科会 第11回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化ガリウムおよびそのp型層となる材料の開拓2019

    • 著者名/発表者名
      金子健太郎、藤田静雄
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会 部品内蔵技術研究委員会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化ガリウムエレクトロニクスにおける p型作製の手法2019

    • 著者名/発表者名
      金子健太郎、藤田静雄
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会 パワーエレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel P-type Oxide Semiconductors of α-Ir2O3 in Gallium Oxide Electronics2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kaneko, Shin-ichi Kan, Shu Takemoto, Isao Takahashi, Masahiro Sugimoto, Takashi Shinohe, and Shizuo Fujita
    • 学会等名
      Material Research Society Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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