作為大功率電壓轉換使用的功率器件，新型結晶材料碳化硅（SiC）備受期待。要想製作控制大功率的功率器件，必須具備使SiC晶體內部均勻通電的特性。名古屋工業大學研究生院工程研究科副教授加藤正史帶領的研發小組，全球首次開發出了無需破壞SiC晶體即可測量内部電氣特性的方法。
電車和汽車的速度控制以及配電系統的電壓轉換採用半導體功率器件來完成。作為製作這種功率器件的新結晶材料，碳化硅（SiC）備受期待。採用SiC晶體的功率器件已經在部分領域開始實用化，比如得到了新型新幹線的採用，據報告能大幅削減耗電能。不過，要想製作對發電站供給的電力等更大電力的電壓進行轉換的功率器件，必須具備使SiC晶體內部均勻通電的特性。但此前要想測量這種電特性，只能破壞晶體。
加藤副教授的研發小組，全球首次開發了通過向SiC晶體斜著照射2種微米尺寸的雷射（圖1、圖2）來測量SiC晶體內部電氣特性的方法。利用該技術製作SiC晶體後，無需破壞晶體即可均勻測量電氣特性（圖3）。今後能加速開發採用SiC的大功率用功率器件，有望削減電力轉換過程中的耗電能。
相關研究成果已經在SiC晶體領域全球最大規模國際會議ICSCRM2017 (https://www.mrs.org/icscrm-2017) 上進行了發表，2018年作為該國際會議的會議論文進行了發布（「Microscopic FCA System for Depth-Resolved Carrier Lifetime Measurement in SiC」 S Mae, T Tawara, H Tsuchida, M Kato, Materials Science Forum 924, 269-272)。
圖1：裝置照片，通過物鏡向SiC樣品照射激發光和探測光兩種雷射。
圖2：向SiC樣品照射雷射的示意圖，斜著照射兩種雷射，通過移動SiC樣品將測量位置向内部移動。左側是向SiC表面照射的圖，右側是移動SiC對内部進行測量時的圖。
圖3：通過新開發的裝置獲得的實驗結果
文：JST客觀日本編輯部
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