工学系研究科 O I S H I 電気電子工学専攻 TOSHIYUKI 大石敏之教授「高周波半導体電子デバイス」 [キーワード] 見え無線電力伝送用電子デバイス，ワイドバンドギャップ半導体，窒化ガリウム，ダイヤモンド，酸化ガリウム，デバイスモデル，高周波回路モデルない力で，豊かな社会を実現研究紹介 ◆研究概要高周波（電波）は，「見えない」「空間を伝搬できる」という特長を使って，生活の様々な場所で活躍しています．以下に，具体な例を挙げてみます． ① 情報伝送：スマートフォン，基地局，衛星通信など ②センシング：空港監視レーダ，気象レーダなど ③ 電力伝送：加熱，ワイヤレス給電などこれらの高周波を利用したシステムには，「電波を増幅して送信する」もしくは「信号を受信する」デバイスが必要となり，このデバイスは半導体または真空管を使って作られます．本研究室では，高周波で使用する半導体デバイス，特にこれまで取り扱うことが難しいとされていた「高周波かつ高電力」の領域で活躍可能な半導体デバイスの実現を目指しています． ◆無線電力伝送用電子デバイス現在，高周波半導体電子デバイスはエネルギーの比較的小さい情報を取扱う情報伝送システムを中心に活躍しています．しかし，電源や加熱といった大きな電力エネルギーの伝送には真空管が用いられており，このシステムは大きく重くなる傾向があります．そこで，大きなエネルギーを取扱える電子デバイスを研究し，システムの小型化，軽量化を目指しています．当研究室では，電子デバイスを試作し，電気的特性を評価することで，性能の優れたデバイスの構造や作製方法を検討しています．さらに，高周波での動作を実証するため，高周波電子回路を設計し，作製した電子デバイスを組込んだ評価解析を実施しています．リウム砒素半導体と比べて，絶縁体に近い性質を持つため，高電圧においても破壊せず，高電力を取り扱えます．また，電流の元になるキャリアの移動時間を短くする構造で高周波動作が可能となります．これらの性質を持つ半導体が「ダイヤモンド（C）」「窒化ガリウム（GaN）」「酸化ガリウム（Ga2O3）」です．本研究室ではこれらの半導体を使った電子デバイスを作製し，高周波回路の性能を向上させる研究を行っています．高周波では信号の強度が高速で変動し，電子デバイスの内部で想定外の現象が発生します．高周波回路の性能を向上させるためには，この現象が発生する原因，回路性能への影響，そして，対策を検討する必要があります．このため，実際のデバイス特性にシミュレーションを加えることで，内部で生じている物理や高周波特性への影響を研究し，より優れた電子デバイスの実現を目指しています． ◆ワイドバンドギャップ半導体無線電力伝送用電子デバイスだけでなく，情報伝送，センシング，加熱などへの応用には，ワイドバンドギャップ半導体が利用されます．現在，主流のシリコンやガ掲載情報 2016 年８月現在企業の方へ一言アピール 30 年近く，企業で電子や光の半導体デバイスの研究と開発に携わった経験を活かして，大学で研究を実施しています．半導体デバイスに関することは，気軽にお声かけください．産学・地域連携機構より大石教授の研究室は，半導体を使った電子デバイスの研究を通じて，省エネ社会を実現するためのブレークスルー技術と電気電子工学の明日を担う技術者の育成を目指しています。詳細は研究室 HP（右）をご覧ください．http://www.ee.saga-u.ac.jp/sedlab/index.htm 佐賀大学研究室訪問記 2016 佐賀大学産学・地域連携機構（佐賀県佐賀市本庄町１番地）（お問い合せ先）国立大学法人佐賀大学学術研究協力部社会連携課 TEL：0952-28-8416 E-mail：[email protected]