| 研究課題/領域番号 |
21H01811
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 立命館大学 (2022-2023)
京都大学 (2021) |
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研究代表者 |
金子 健太郎 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (50643061)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | 二酸化ゲルマニウム / パワー半導体 / 超ワイドバンドギャップ / UWBG / 酸化物 / 結晶成長 / 薄膜 / ミストCVD法 / 超ワイドギャップ半導体 / p型酸化物 / パワーデバイス / 準安定相 / 酸化ガリウム / pn接合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、これまでの実験方法では作製する事が困難であった新しい半導体の材料を、環境負荷が小さく、かつ安全な独自の合成技術によって作製し、超省エネルギー電子デバイスの実現を目指すものです。この研究の成果によって、パソコンや携帯電話、自動車や電車、そして大きな発電所や、電気の送電時に排出される無駄なエネルギーや二酸化炭素量が大きく低減し、社会全体の省エネルギー化が大きく促進される事が期待されます。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、電力機器の省エネ化や小型化に大きく貢献する次世代の新しいパワー半導体の合成と基礎的な物性研究を行ったものです。材料は二酸化ゲルマニウムという、古くから用いられている半導体であるゲルマニウムの仲間であり、p型とn型の両伝導性が理論予測され、4.6eVという巨大なバンドギャップをもつ優れたパワー半導体です。しかしながら、飽和蒸気圧が高い事から従来の結晶成長装置では薄膜の結晶成長が困難であるという課題がありました。本研究では真空装置を用いない結晶成長装置を用いて薄膜の合成を行い、さらに様々な評価手法による基礎物性の開拓により、二酸化ゲルマニウムのパワー半導体の可能性を示す事が出来ました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
情報端末数の急増やAIの発達によるデータセンターの急増、移動手段の多様化により人類が使用する電力消費量は急増しています。人類の文化的な生活は莫大な電力量によって賄われていますが、持続可能な文明の発達には優れた省エネルギー技術が不可欠です。本研究で行った、高効率な二酸化ゲルマニウムパワー半導体素子が社会実装される事で、人類の文化文明の持続的発達に貢献する事が出来ます。また、これまで合成困難であった二酸化ゲルマニウムパワー半導体の薄膜合成を行い、混晶作製や様々な構造評価、電気特性評価により基礎物性開拓に貢献し、今後の二酸化ゲルマニウムパワー半導体研究の端緒となる基礎学理の構築を行う事が出来ました。
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