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• パワーエレクトロニクス
• 電気自動車
• 電動航空機
• ワイヤレス給電
• モデルベース開発
• 電源

研究概要

電気自動車や電動航空機といった移動体、並びに情報機器やサーバといった情報基盤電源等の電力変換機器であるパワーエレクトロニクスシステムの小型軽量化、高効率化を実現するため、材料、パワー半導体、受動素子、制御、全体システムといった複合的な視点から研究開発を行っています。

研究者からのコメント

４０社を超える企業連携をベースに産業界からのニーズにダイレクトに応えられる開発サポート、シミュレーション・モデル構築、さらには試作評価まで幅広く対応可能です。各関連企業間の連携強化も相談可能です。

研究実績

• 学術論文等（https://sites.google.com/site/nagoyapelab/%E7%99%BA%E8%A1%A8%E8%AB%96%E6%96%87%E7%AD%89/transactions）
• 講演履歴（https://sites.google.com/site/nagoyapelab/%E7%99%BA%E8%A1%A8%E8%AB%96%E6%96%87%E7%AD%89/%E6%8B%9B%E5%BE%85%E8%AC%9B%E6%BC%94）

参考URL

研究室HP（https://sites.google.com/site/nagoyapelab/）

• 無機固体材料
• セラミックス
• 酸化物
• 複合アニオン
• ナノシート
• ナノ粒子
• 構造制御
• 形態制御
• 電子構造制御
• 新規物質探索

研究概要

無機固体材料（セラミックス）の精密合成および新規化合物の開拓とその構造解析・電子構造評価に関する研究を展開しています。

研究者からのコメント

固相法と液相法を組み合わせた複合無機化学的手法による酸化物や複合アニオンセラミックス材料の精密合成と形態制御（0~3次元），構造制御および構造解析を得意としています。合成・解析・評価を一貫して行い，次世代セラミックス材料の開発を目指します。

研究実績

• 原料や手法の開発による無機化合物の精密合成
• 酸化物，複合アニオン化合物の発見とその構造解析
• 原子層材料の構造と機能デザイン
• 光電子分光法を用いた電子構造評価

参考URL

http://mosada-lab-nagoya.com/
https://researchmap.jp/read0156364

• ２次元物質
• ナノシート
• 液相プロセス
• 薄膜
• ナノコーティング
• セラミックスコーティング

研究概要

グラフェンや酸化物ナノシートなどの２次元物質は、高速電子伝導、高誘電性、触媒活性などの優れた機能を発現し、機能性薄膜への応用が進められています。我々は、安価で簡便な室温・水溶液プロセスにより、ナノシートをコーティングし、高品位薄膜を製造する技術を開発しました。

研究者からのコメント

我々のプロセスでは、従来の薄膜プロセスの主流である真空製膜装置や高価な装置を利用せず、室温・水溶液プロセスで様々な基材へのセラミックスコーティングが可能です。

研究実績

透明導電膜、絶縁膜・誘電体膜、光触媒膜、腐食防止膜など各種コーティングへの応用

参考URL

• 研究室HP：http://mosada-lab-nagoya.com
• プレスリリース：https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/research/368.html

• ワイヤレス電力伝送
• 窒化ガリウム
• GaN
• EV給電
• ドローン給電
• 高周波
• マイクロ波ミリ波IC

研究概要

ワイヤレス電力伝送システムの基盤技術として、システムの小型化、高効率化、大電力化を実現する高品質窒化ガリウム（GaN）デバイスによる縦型MOS FET、HEMT、マイクロ波整流素子、さらにそれらGaNデバイスを用いた回路技術の研究開発を行っています。また、GaNデバイスによるマイクロ波帯/ミリ波帯ワイヤレス通信分野での高速通信デバイスの研究開発を行っています。

研究者からのコメント

MHz帯スイッチング回路技術、マイクロ波回路技術、さらに将来的にそれら回路システムの高度化、差別化につながるGaNデバイスについて一貫した産学連携体制の構築が可能です。

研究実績

• 未来材料・システム研究所のクリーンルーム実験棟において、GaN基板上の縦型GaNデバイス、HEMTの試作プロセスを開発
• GaNパワー半導体の特性を活かした13.56MHz駆動のコンバータを開発
• マイクロ波・ミリ波帯ワイヤレス電力伝送用途で期待される受電用途のGaN整流素子を開発
• マイクロ波帯ワイヤレス電力伝送用途で期待される高効率GaN HEMTパワーアンプを開発
• W帯高効率パワーアンプ
• 5.8GHz、24GHz高効率整流MMIC
• Beyond5G通信向けGaNデバイス・プロセスを開発

参考URL

（プレスリリース）

• GaN整流素子（英文）
  https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/en/research/401.html
• GaN整流素子（和文）
  https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/research/401.html

（関連する委託事業）

• JST/SIP（委託事業ページ）
  https://www.jst.go.jp/sip/p08/index.html
• NICT
  https://www.nict.go.jp/collabo/commission/B5Gsokushin/B5G_01801.html
• 総務省
  https://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/fees/purpose/pdf/r6kenkyukaihatsu.pdf#page=20
  https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/research/20230802_engg.html

• 電子顕微鏡
• パルス
• スピン
• 超高速
• 時間分解計測
• 量子計測
• ナノ構造

研究概要

プラズモニクス材料や光半導体、人工光合成などのエネルギー材料における局所状態の動的性質を明らかにし、省エネルギーデバイスの発展に資する機能解明から性能向上を目指しています。

研究者からのコメント

独自のパルス電子線源を活用した時間分解電子顕微鏡によりナノメートルオーダーの局所構造解析を実現しています。実動作下における材料・デバイスで発現するエネルギー緩和過程や構造相転移に対して、サブピコ秒から数秒までの幅広い時間領域で起きる局所時間発展をとらえることができます。

今までの研究実績

• 高輝度かつ高スピン偏極度を有する電子線発生装置の実現
• 高輝度パルス電子を活用した時間分解透過電子顕微鏡の実現
• コヒーレントスピン偏極電子による量子干渉実験
• 局在表面プラズモンの光励起過程のピコ秒時間分解計測

参考URL

• https://www.lab.imass.nagoya-u.ac.jp/kuwa-lab/
• https://researchmap.jp/read0149062

• 窒化物半導体
• GaN
• AlN
• InN
• パワーデバイス
• 高周波デバイス
• LED
• LD
• 紫外LED
• μLED
• フォトカソード
• HVPE法
• MOVPE法
• レーザ剥離
• 電気化学エッチング
• Mgイオン注入
• 多光子励起顕微鏡

研究概要

窒化物半導体による、パワーデバイス、高周波デバイスの創生およびLEDやLDにおける発光波長領域の拡大を行っています。

研究者からのコメント

パワーデバイスにおいては、新規結晶手法を用いた高速エピ技術の確立による実用化技術の構築を目指しています。光デバイスにおいてはデバイス構造、結晶品質、デバイスプロセス、パッケージなど多角的な面からデバイス品質の向上を目指しています。

研究実績

1. Detailed study of effects of duration of pre-AlN-growth trimethylaluminum step on morphologies of GaN layers grown on silicon substrate by metal organic chemical vapor deposition, Koji Matsumoto, Toshiaki Ono, Yoshio Honda, Satoshi Murakami, Maki Kushimoto and Hiroshi Amano, Japanese Journal of Applied Physics, Volume 57, Number 9, 091001 (2018)
2. Origin of acceptor diffusion into silicon substrate during GaN growth by metal organic chemical vapor deposition, Koji Matsumoto, Toshiaki Ono, Yoshio Honda, Kazuhisa Torigoe, Maki Kushimoto, and Hiroshi Amano, Japanese Journal of Applied Physics 58, 075502 (2019)
3. NEA半導体フォトカソードへの応用を目指したGaN系半導体の量子効率および耐久性の研究 ，　佐藤大樹 , 西谷智博, 前川拓也, 本田善央, 天野浩 ，　電子情報通信学会技術研究報告　巻： 114 号： 202 ページ： 49-54 発行年： 2014年08月28日
4. Vertical GaN p+-n junction diode with ideal avalanche capability grown by halide vapor phase epitaxy editors-pick, Kazuki Ohnishi, Seiya Kawasaki, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Hirotaka Watanabe, Yoshio Honda, and Hiroshi Amano, Appl. Phys. Lett. 119, 152102 (2021)
5. Halide vapor phase epitaxy of p-type Mg-doped GaN utilizing MgO, Kazuki Ohnishi, Yuki Amano, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Yoshio Honda and Hiroshi Amano, Applied Physics Express, 13, 6, 1007 (2020)

Reduction of Dislocations in GaN on Silicon Substrate Using In Situ Etching
Koji Matsumoto,Toshiaki Ono,Yoshio Honda,Tetsuya Yamamoto,Shigeyoshi Usami,Maki Kushimoto,Satoshi Murakami,Hiroshi Amano