Power Devices

パワーデバイスは省エネルギー電力変換システムを構成するキーデバイスです。
パワーデバイスの多くはシリコン(Si)が用いられていますが、そのデバイス性能は物性から決定される理論限界に近づきつつあります。
そこで当研究室では、さらなる低損失パワーエレクトロニクス実現に向け、Siを上回る優れた特性を持つワイドギャップ半導体であるダイヤモンドを用いたパワーデバイスの研究に取り組んでいます。

OUR RESEARCH

Diamond Power Devices

ダイヤモンドパワーデバイス

ダイヤモンド半導体はシリコンカーバイド(SiC)やガリウムナイトライド(GaN)を凌駕する優れた特性をもつため、究極の半導体とも呼ばれています。
ダイヤモンドを用いたパワーデバイスが実現されれば電力変換装置の大幅な損失低減が可能となります。
本研究室ではダイヤモンドを用いた超低損失パワーデバイスの実現に取り組んでいます。
これまでの研究では世界初となるダイヤモンド接合型電界効果トランジスタ(JFET)の動作実証に成功しました。
本デバイスでは1兆分の1アンペアオーダーの非常に低いリーク電流と4H-SiCの物性限界を超える6 MV/cmという高い絶縁破壊電界を得ることができました。
さらなる研究でJFETの高温動作やノーマリーオフ化、世界で初めてダイヤモンド中での伝導度変調を確認するなどダイヤモンドパワーデバイスの実現へ向けた様々な研究成果を報告しています。

RELATED PAPER

T. Iwasaki, Y. Hoshino, K. Tsuzuki, H. Kato, T. Makino, M. Ogura, D. Takeuchi, T. Matsumoto, H. Okushi, S. Yamasaki, and M. Hatano,
"Diamond Junction Field-Effect Transistors with Selectively Grown n+-Side Gates"
Applied Physics Express, 5.9 (2012.8) 091301. doi:10.1143/APEX.5.091301