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炭化珪素(SiC)革新パワーエレクトロニクスの研究開発
木本 恒暢 研究者からのメッセージ 動画:00分47秒 研究内容の紹介 動画:03分50秒 人物紹介 動画:02分19秒 研究者へのホームページ
研究の進捗状況インタビュー
研究者からのメッセージ2010年度 研究内容の紹介2010年度
中心研究者の木本恒暢教授(京都大学大学院グループ)は2万ボルトの電圧をかけても使用できる半導体素子を開発しました。2万ボルトは世界最高レベルであり、従来の記録(1万ボルト)を大きく更新しました。大電力を扱う変電施設に適用すれば、高効率化できるばかりでなく、冷却設備を簡略化できるなどで、コンパクト化が可能になり、施設建設コストの大幅な低減につながることが期待されます。成果はベルギーで開かれた国際シンポジウム(ISPSD2012)で2012年6月に発表されました。

省エネの切り札、究極の低損失パワー半導体 - シリコンカーバイド SiC -

優れた性質を持つ新しい半導体材料、シリコンカーバイド(炭化珪素)を用いることで、未来の電力ネットワークのキーデバイスを実現し、エネルギー問題の解決に大きく貢献します。

大幅な電力損失の低減と小型化により、
革新的な未来の電力ネットワークを構築

電力系インフラ、電気自動車やコンピュータには、すべてにシリコン(Si)を素材とした半導体デバイス(トランジスタ、ダイオード)が用いられています。しかし、将来、太陽光発電や風力発電を最大限に活用し、安定で高効率の電気エネルギーネットワークを構築するためには、超高電圧・高効率の電力変換器が必須であり、これをSiなどの既存の半導体で実現することは困難であると考えられています。そこで今、SiC(シリコンカーバイド:炭化珪素)に注目が集まっています。SiCデバイスはSiに比べ、小型で低損失、かつ冷却も簡易であるなど、優れた性能を有しているため、低炭素社会に向けた革新的な半導体として期待されています。
本研究では、このSiCパワー半導体により、電気エネルギーの有効利用、ひいては環境負荷の低減を目指す基盤技術の研究開発を行います。特に、超高品質SiC半導体結晶の作製技術や電力インフラ系超高電圧パワーデバイス作製技術、およびこれらの基盤となる学術研究に注力し、世界をリードする研究を目指しています。


持続ある発展のために、
電気エネルギー効率化による環境負荷低減を

日本では、火力発電のエネルギー源を輸入による化石燃料に頼っています。その供給体制の不安定さを改善し、燃焼による環境負荷を減らすことは今後の大きな課題です。持続ある発展のためには、エネルギーの利用効率を高め、大幅なエネルギー節減による環境負荷低減に寄与することが重要です。本研究で扱うSiC半導体デバイスは、革新的な電気エネルギーの利用効率の向上を達成できる究極の省エネ半導体です。学術分野、産業応用の両面において未踏・未開拓の領域を切り開き、世界水準で最先端を目指す研究開発です。


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