尝贰顿照明などで広く活用されている窒化ガリウムとダイヤモンドの直接接合に世界で初めて成功

2021年9月10日 10:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇金属材料研究所　准教授　大野裕

【発表のポイント】

これまで不可能とされていた窒化ガリウム（骋补狈）^※1とダイヤモンドの直接接合に成功。
1,000℃の热を加えても耐え得る、安定した接合であることを実証。
従来より冷却が容易になり、大幅な省エネが実现できるため、持続可能な社会の贡献にも寄与。
直接接合により壊れたダイヤモンドの结晶构造を热処理すると再结晶化することが明らかに。

【概要】

大阪市立大学大学院工学研究科の梁剣波准教授、重川直輝教授、东北大学金属材料研究所の大野裕准教授、永井康介教授、清水康雄博士（現?物質?材料研究機構）、佐賀大学理工学部の嘉数誠教授、アダマンド並木精密宝石株式会社の金聖祐博士らの研究グループは、窒化ガリウムとダイヤモンドの直接接合に成功しました。

窒化ガリウムを利用したトランジスタ^※2は、シリコンに代わる次世代半导体として、携帯电话の基地局などで幅広く使用されているものの、动作时に极度に温度上昇するため性能が大きく制限されています。加えて大型の放热部材も必要です。

梁准教授らの研究グループは、地球上で最も热伝导率が高く、最も効率的に热を逃すことができるダイヤモンドと窒化ガリウムとの常温での直接接合に成功し、直接接合が1,000℃の热処理にも耐えることを実証しました。更に、接合に际してダイヤモンドの结晶构造が壊れるものの、热処理することで再结晶化することを明らかにしました。これは界面で高い热伝导率が保持することを示します。今回の成果により窒化ガリウムトランジスタで発生する温度上昇をこれまでの1/4倍程度まで抑制でき、大幅な省エネにつながると予测されます。今后、窒化ガリウムトランジスタの使用范囲が拡大し、レーダーやインバータ^※3などの大电力用途にも使用できるとともに、持続可能な社会の実现にも贡献すると期待されます。

本研究成果は日本时间2021年9月9日（木）19时に国际学术誌础顿痴础狈颁贰顿　惭础罢贰搁滨础尝厂（滨贵＝30.849）にオンライン掲载されました。