2026/03/23 更新

写真a

イカラシ　ノブユキ
五十嵐　信行
IKARASHI Nobuyuki
所属
未来材料・システム研究所 附属未来エレクトロニクス集積研究センター 先端物性解析部 教授
大学院担当
大学院工学研究科
職名
教授
連絡先
メールアドレス
外部リンク

学位 1

  1. 博士（理学） （ 1997年9月   東京工業大学 ） 

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研究キーワード 5

  1. 結晶欠陥

  2. デバイス物理

  3. 原子層物質

  4. 電子顕微鏡

  5. 半導体物性

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研究分野 3

  1. その他 / その他  / デバイス物理学

  2. その他 / その他  / 物性解析

  3. その他 / その他  / 表面・界面

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現在の研究課題とSDGs 1

  1. 超低消費電力デバイス

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経歴 4

  1. 名古屋大学・教授

    2015年 - 現在

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    国名：日本国

  2. ルネサスエレクトロニクス

    2011年 - 2015年

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    国名：日本国

  3. 東京工業大・連携大学院准教授

    2008年 - 2015年

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    国名：日本国

  4. 日本電気株式会社

    1988年 - 2011年

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    国名：日本国

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学歴 1

  1. 東京工業大学   理工学研究科   物理学

    - 1988年3月

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    国名： 日本国

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所属学協会 2

  1. 公益社団法人日本顕微鏡学会   代議員

    2003年4月 - 現在

  2. 公益社団法人 応用物理学会   会員

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論文 52

  1. Self-aligned and self-limiting van der Waals epitaxy of monolayer MoS<sub>2</sub> for scalable 2D electronics Open Access

    Sakuma, Y; Atsumi, K; Hiroto, T; Nara, J; Ohtake, A; Ono, Y; Matsumoto, T; Muta, Y; Takeda, K; Kano, E; Yasuno, T; Yang, X; Ikarashi, N; Suzuki, A; Ikezawa, M; Li, SH; Nishimura, T; Kanahashi, K; Nagashio, K

    NATURE COMMUNICATIONS   17 巻 ( 1 )   2026年1月

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  2. Direct observation of atomic configuration of a highly oriented MoS<sub>2</sub> film/α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (0001) using atomic resolution electron microscopy

    Kano, E; Nara, J; Takenaka, K; Yasuno, T; Atsumi, K; Li, SH; Nishimura, T; Kanahashi, K; Uzuhashi, J; Nagashio, K; Sakuma, Y; Ikarashi, N

    APPLIED PHYSICS LETTERS   127 巻 ( 25 )   2025年12月

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  3. p-type layer formation study for Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub> by employing Ni ion implantation with two-step oxygen plasma and thermal annealing

    Shimizu, N; Dhasiyan, AK; Oda, O; Ikarashi, N; Hori, M

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   138 巻 ( 6 )   2025年8月

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  4. Structure of the very first atomic layer of Ga oxide on GaN at GaN oxidation front

    Kano, E; Hattori, S; Shiraishi, K; Oshiyama, A; Umeda, T; Narita, T; Kachi, T; Ikarashi, N

    APPLIED PHYSICS LETTERS   127 巻 ( 3 )   2025年7月

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  5. Misfit accommodation in a single interface atomic layer at a highly lattice-mismatched InN/GaN 査読有り 国際誌

    Nagase, T; Chokawa, K; Kano, E; Fukuta, K; Sasaki, T; Fujikawa, S; Takahashi, M; Shiraishi, K; Oshiyama, A; Araki, T; Ikarashi, N

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   137 巻 ( 5 )   2025年2月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/5.0231584

    Web of Science

  6. Engineered interface charges and traps in GaN MOSFETs providing high channel mobility and <i>E</i>-mode operation

    Narita, T; Ito, K; Iguchi, H; Kikuta, D; Kanechika, M; Tomita, K; Iwasaki, S; Kataoka, K; Kano, E; Ikarashi, N; Horita, M; Suda, J; Kachi, T

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   63 巻 ( 12 )   2024年12月

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  7. Transport Properties in GaN Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor Almost Free of Interface Traps with AlSiO/AlN/p-Type GaN Gate Stack

    Narita, T; Ito, K; Tomita, K; Iguchi, H; Iwasaki, S; Horita, M; Kano, E; Ikarashi, N; Kikuta, D

    PHYSICA STATUS SOLIDI-RAPID RESEARCH LETTERS   18 巻 ( 12 )   2024年12月

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  8. Discovering the incorporation limits for wurtzite AlP<sub>y</sub>N<sub>1<bold>-</bold>y</sub> grown on GaN by metalorganic vapor phase epitaxy

    Yang, X; Furusawa, Y; Kano, E; Ikarashi, N; Amano, H; Pristovsek, M

    APPLIED PHYSICS LETTERS   125 巻 ( 13 )   2024年9月

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  9. Impact of Sequential N Ion Implantation on Extended Defects and Mg Distribution in Mg Ion-Implanted GaN 査読有り 国際共著 国際誌

    Kano, E; Uzuhashi, J; Kobayashi, K; Ishikawa, K; Sawabe, K; Narita, T; Sierakowski, K; Bockowski, M; Ohkubo, T; Kachi, T; Ikarashi, N

    PHYSICA STATUS SOLIDI-RAPID RESEARCH LETTERS   18 巻 ( 9 )   2024年9月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/pssr.202400074

    Web of Science

  10. Observation of 2D-magnesium-intercalated gallium nitride superlattices

    Wang, J; Cai, WT; Lu, WF; Lu, S; Kano, E; Agulto, VC; Sarkar, B; Watanabe, H; Ikarashi, N; Iwamoto, T; Nakajima, M; Honda, Y; Amano, H

    NATURE   631 巻 ( 8019 ) 頁： 67 - +   2024年7月

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  11. Observation of 2D-magnesium-intercalated gallium nitride superlattices

    Wang, J; Cai, WT; Lu, WF; Lu, S; Kano, E; Agulto, VC; Sarkar, B; Watanabe, H; Ikarashi, N; Iwamoto, T; Nakajima, M; Honda, Y; Amano, H

    NATURE     2024年6月

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  12. High channel mobility and stable <i>E</i>-mode operation in AlSiO/AlN/<i>m</i>-plane <i>p</i>-type GaN MOSFETs with little temperature dependence of the threshold voltage

    Ito, K; Narita, T; Kanechika, M; Iguchi, H; Iwasaki, S; Kikuta, D; Kano, E; Ikarashi, N; Tomita, K; Suda, J; Kachi, T

    2024 IEEE INTERNATIONAL ELECTRON DEVICES MEETING, IEDM     2024年

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  13. Metal Stop Laser Drilling for Blind via Holes of GaN-on-GaN Devices Open Access

    Sasaoka, C; Ando, Y; Takahashi, H; Ikarashi, N; Amano, H

    PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE   220 巻 ( 16 )   2023年8月

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  14. Over 200 cm<SUP>2</SUP> V<SUP>-1</SUP> s<SUP>-1</SUP> of electron inversion channel mobility for AlSiO/GaN MOSFET with nitrided interface Open Access

    Ito, K; Iwasaki, S; Tomita, K; Kano, E; Ikarashi, N; Kataoka, K; Kikuta, D; Narita, T

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   16 巻 ( 7 )   2023年7月

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  15. Pressure Effect on Diffusion of Native Defects and Mg Impurity in Mg-Ion-Implanted GaN during Ultrahigh-Pressure Annealing 査読有り 国際共著 国際誌

    Kano, E; Otsuki, R; Kobayashi, K; Kataoka, K; Sierakowski, K; Bockowski, M; Nagao, M; Narita, T; Kachi, T; Ikarashi, N

    PHYSICA STATUS SOLIDI-RAPID RESEARCH LETTERS   17 巻 ( 7 )   2023年7月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/pssr.202300035

    Web of Science

  16. Fabrication of <i>β</i>-Mn type Co-Zn-Mn(001) film on MgO single crystal substrate Open Access

    Oshima, D; Kato, T; Ikarashi, N; Nagao, M

    AIP ADVANCES   13 巻 ( 2 )   2023年2月

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  17. Annealing properties of vacancy-type defects in ion implanted GaN during ultra-high-pressure annealing studied by using a monoenergetic positron beam

    Uedono, A; Sakurai, H; Uzuhashi, J; Narita, T; Sierakowski, K; Ishibashi, S; Chichibu, SF; Bockowski, M; Suda, J; Ohkubo, T; Ikarashi, N; Hono, K; Kachi, T

    GALLIUM NITRIDE MATERIALS AND DEVICES XVIII   12421 巻   2023年

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  18. Process engineering of GaN power devices via selective-area p-type doping with ion implantation and ultra-high-pressure annealing Open Access

    Kachi, T; Narita, T; Sakurai, H; Matys, M; Kataoka, K; Hirukawa, K; Sumida, K; Horita, M; Ikarashi, N; Sierakowski, K; Bockowski, M; Suda, J

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   132 巻 ( 13 )   2022年10月

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  19. Effect of Ultra-High-Pressure Annealing on Defect Reactions in Ion-Implanted GaN Studied by Positron Annihilation

    Uedono, A; Sakurai, H; Uzuhashi, J; Narita, T; Sierakowski, K; Ishibashi, S; Chichibu, SF; Bockowski, M; Suda, J; Ohkubo, T; Ikarashi, N; Hono, K; Kachi, T

    PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS   259 巻 ( 10 )   2022年10月

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  20. Nanoscale Characteristics of a Room-Temperature Coexisting Phase of Magnetic Skyrmions and Antiskyrmions for Skyrmion-Antiskyrmion-Based Spintronic Applications Open Access

    Shimizu, D; Nagase, T; So, YG; Kuwahara, M; Ikarashi, N; Nagao, M

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   5 巻 ( 9 ) 頁： 13519 - 13528   2022年9月

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  21. Atomic resolution analysis of extended defects and Mg agglomeration in Mg-ion-implanted GaN and their impacts on acceptor formation 査読有り 国際共著 国際誌 Open Access

    Kano, E; Kataoka, K; Uzuhashi, J; Chokawa, K; Sakurai, H; Uedono, A; Narita, T; Sierakowski, K; Bockowski, M; Otsuki, R; Kobayashi, K; Itoh, Y; Nagao, M; Ohkubo, T; Hono, K; Suda, J; Kachi, T; Ikarashi, N

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   132 巻 ( 6 )   2022年8月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/5.0097866

    Web of Science

  22. Elucidation of PVD MoS<sub>2</sub> film formation process and its structure focusing on sub-monolayer region 査読有り Open Access

    Ono, R; Imai, S; Kusama, Y; Hamada, T; Hamada, M; Muneta, I; Kakushima, K; Tsutsui, K; Kano, E; Ikarashi, N; Wakabayashi, H

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 巻 ( SC )   2022年5月

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  23. Effect of beam current on defect formation by high-temperature implantation of Mg ions into GaN 査読有り Open Access

    Itoh, Y; Watanabe, H; Ando, Y; Kano, E; Deki, M; Nitta, S; Honda, Y; Tanaka, A; Ikarashi, N; Amano, H

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   15 巻 ( 2 )   2022年2月

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  24. Effects of the sequential implantation of Mg and N ions into GaN for p-type doping 査読有り

    Sakurai, H; Narita, T; Kataoka, K; Hirukawa, K; Sumida, K; Yamada, S; Sierakowski, K; Horita, M; Ikarashi, N; Bockowski, M; Suda, J; Kachi, T

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   14 巻 ( 11 )   2021年11月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.35848/1882-0786/ac2ae7

    Web of Science

  25. Propagation of threading dislocations and effects of Burgers vectors in HVPE-grown GaN bulk crystals on Na-flux-grown GaN substrates 査読有り

    Hamachi, T; Tohei, T; Hayashi, Y; Imanishi, M; Usami, S; Mori, Y; Ikarashi, N; Sakai, A

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   129 巻 ( 22 )   2021年6月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.1063/5.0053766

    Web of Science

  26. Observation of domain wall bimerons in chiral magnets 査読有り Open Access

    Nagase, T; So, YG; Yasui, H; Ishida, T; Yoshida, HK; Tanaka, Y; Saitoh, K; Ikarashi, N; Kawaguchi, Y; Kuwahara, M; Nagao, M

    NATURE COMMUNICATIONS   12 巻 ( 1 )   2021年6月

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  27. Enhanced activation of Mg ion-implanted GaN at decreasing annealing temperature by prolonging duration 査読有り 国際共著 国際誌

    Nakashima, T; Kano, E; Kataoka, K; Arai, S; Sakurai, H; Narita, T; Sierakowski, K; Bockowski, M; Nagao, M; Suda, J; Kachi, T; Ikarashi, N

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   14 巻 ( 1 )   2021年1月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.35848/1882-0786/abd308

    Web of Science

  28. Wurtzite AlP<i><sub>y</sub></i>N<sub>1-<i>y</i></sub>: a new III-V compound semiconductor lattice-matched to GaN (0001) 査読有り 国際共著 国際誌 Open Access

    Pristovsek, M; Dinh, DV; Liu, T; Ikarashi, N

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   13 巻 ( 11 )   2020年11月

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    担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.35848/1882-0786/abbbca

    Open Access

    Web of Science

  29. Progress on and challenges of p-type formation for GaN power devices 査読有り 国際共著 Open Access

    Narita, T; Yoshida, H; Tomita, K; Kataoka, K; Sakurai, H; Horita, M; Bockowski, M; Ikarashi, N; Suda, J; Kachi, T; Tokuda, Y

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   128 巻 ( 9 )   2020年9月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.1063/5.0022198

    Web of Science

  30. Redistribution of Mg and H atoms in Mg-implanted GaN through ultra-high-pressure annealing

    Sakurai, H; Narita, T; Omori, M; Yamada, S; Koura, A; Iwinska, M; Kataoka, K; Horita, M; Ikarashi, N; Bockowski, M; Suda, J; Kachi, T

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   13 巻 ( 8 )   2020年8月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.35848/1882-0786/aba64b

    Web of Science

  31. Defect evolution in Mg ions implanted GaN upon high temperature and ultrahigh N<sub>2</sub> partial pressure annealing: Transmission electron microscopy analysis 査読有り 国際共著 国際誌

    Iwata, K; Sakurai, H; Arai, S; Nakashima, T; Narita, T; Kataoka, K; Bockowski, M; Nagao, M; Suda, J; Kachi, T; Ikarashi, N

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   127 巻 ( 10 )   2020年3月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.5140410

    Web of Science

  32. Overview of carrier compensation in GaN layers grown by MOVPE: toward the application of vertical power devices 査読有り 国際共著

    Narita, T; Tomita, K; Kataoka, K; Tokuda, Y; Kogiso, T; Yoshida, H; Ikarashi, N; Iwata, K; Nagao, M; Sawada, N; Horita, M; Suda, J; Kachi, T

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   59 巻   2020年1月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.7567/1347-4065/ab4610

    Web of Science

  33. Impacts of high temperature annealing above 1400 °C under N<sub>2</sub> overpressure to activate acceptors in Mg-implanted GaN 査読有り 国際共著

    Sakurai, H; Narita, T; Hirukawa, K; Yamada, S; Koura, A; Kataoka, K; Horita, M; Ikarashi, N; Bockowski, M; Suda, J; Kachi, T

    PROCEEDINGS OF THE 2020 32ND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON POWER SEMICONDUCTOR DEVICES AND ICS (ISPSD 2020)     頁： 321 - 324   2020年

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    記述言語：英語  

    Web of Science

  34. Smectic Liquid-Crystalline Structure of Skyrmions in Chiral Magnet Co<sub>8.5</sub>Zn<sub>7.5</sub>Mn<sub>4</sub>(110) Thin Film 査読有り

    Nagase, T; Komatsu, M; So, YG; Ishida, T; Yoshida, H; Kawaguchi, Y; Tanaka, Y; Saitoh, K; Ikarashi, N; Kuwahara, M; Nagao, M

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   123 巻 ( 13 )   2019年9月

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  35. Gate Tuning of Synaptic Functions Based on Oxygen Vacancy Distribution Control in Four-Terminal TiO<sub>2-x</sub> Memristive Devices 査読有り Open Access

    Nagata, Z; Shimizu, T; Isaka, T; Tohei, T; Ikarashi, N; Sakai, A

    SCIENTIFIC REPORTS   9 巻   2019年7月

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  36. Effects of plasma shield plate design on epitaxial GaN films grown for large-sized wafers in radical-enhanced metalorganic chemical vapor deposition 査読有り

    Isobe, Y; Sakai, T; Sugiyama, N; Mizushima, I; Suguro, K; Miyashita, N; Lu, Y; Wilson, AF; Kumar, DA; Ikarashi, N; Kondo, H; Ishikawa, K; Shimizu, N; Oda, O; Sekine, M; Hori, M

    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B   37 巻 ( 3 )   2019年5月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.1116/1.5083970

    Web of Science

  37. Atomic resolution structural analysis of magnesium segregation at a pyramidal inversion domain in a GaN epitaxial layer 査読有り 国際共著 国際誌 Open Access

    Iwata, K; Narita, T; Nagao, M; Tomita, K; Kataoka, K; Kachi, T; Ikarashi, N

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   12 巻 ( 3 )   2019年3月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語  

    DOI： 10.7567/1882-0786/ab04f1

    Web of Science

  38. Demonstrative operation of four terminal memristive devices fabricated on reduced TiO<sub>2</sub> single crystals 査読有り Open Access

    Takeuchi, S; Shimizu, T; Isaka, T; Tohei, T; Ikarashi, N; Sakai, A

    SCIENTIFIC REPORTS   9 巻   2019年2月

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  39. Single-Step, Low-Temperature Simultaneous Formations and in Situ Binding of Tin Oxide Nanoparticles to Graphene Nanosheets by In-Liquid Plasma for Potential Applications in Gas Sensing and Lithium-Ion Batteries

    Borude, RR; Sugiura, H; Ishikawa, K; Tsutsumi, T; Kondo, H; Ikarashi, N; Hori, M

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   2 巻 ( 2 ) 頁： 649 - 654   2019年2月

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  40. Low-Temperature MoS<sub>2</sub> Film Formation Using Sputtering and H<sub>2</sub>S Annealing Open Access

    Shimizu, J; Ohashi, T; Matsuura, K; Muneta, I; Kakushima, K; Tsutsui, K; Ikarashi, N; Wakabayashi, H

    IEEE JOURNAL OF THE ELECTRON DEVICES SOCIETY   7 巻 ( 1 ) 頁： 2 - 6   2019年

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  41. Effect of N<sub>2</sub>/H<sub>2</sub> plasma on GaN substrate cleaning for homoepitaxial GaN growth by radical-enhanced metalorganic chemical vapor deposition (REMOCVD) Open Access

    Amalraj, FW; Dhasiyan, AK; Lu, Y; Shimizu, N; Oda, O; Ishikawa, K; Kondo, H; Sekine, M; Ikarashi, N; Hori, M

    AIP ADVANCES   8 巻 ( 11 )   2018年11月

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  42. Wide range doping control and defect characterization of GaN layers with various Mg concentrations

    Narita, T; Ikarashi, N; Tomita, K; Kataoka, K; Kachi, T

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   124 巻 ( 16 )   2018年10月

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  43. Analysis of Ti valence states in resistive switching regions of a rutile TiO<sub>2-<i>x</i></sub> four-terminal memristive device

    Yamaguchi, K; Takeuchi, S; Tohei, T; Ikarashi, N; Sakai, A

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   57 巻 ( 6 )   2018年6月

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  44. Mechanism for High Hall-Effect Mobility in Sputtered-MoS<sub>2</sub> Film Controlling Particle Energy

    Sakamoto, T; Ohashi, T; Matsuura, K; Muneta, I; Kakushima, K; Tsutsui, K; Suzuki, Y; Ikarashi, N; Wakabayashi, H

    2018 IEEE SOI-3D-SUBTHRESHOLD MICROELECTRONICS TECHNOLOGY UNIFIED CONFERENCE (S3S)     2018年

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  45. III-nitride core-shell nanorod array on quartz substrates Open Access

    Bae, SY; Min, JW; Hwang, HY; Lekhal, K; Lee, HJ; Jho, YD; Lee, DS; Lee, YT; Ikarashi, N; Honda, Y; Amano, H

    SCIENTIFIC REPORTS   7 巻   2017年3月

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  46. Low-carrier density sputtered-MoS<sub>2</sub> film by H<sub>2</sub>S annealing for normally-off accumulation-mode FET

    Shimizu, J; Ohashi, T; Matsuura, K; Muneta, I; Kakushima, K; Tsutsui, K; Ikarashi, N; Wakabayashi, H

    2017 IEEE ELECTRON DEVICES TECHNOLOGY AND MANUFACTURING CONFERENCE (EDTM)     頁： 222 - 223   2017年

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  47. In-situ electron holography of carrier accumulation at SiO2/InGaZnO4 interface, 査読有り

    Nobuyuki Ikarashi, Kisyoh Kaneko, Motofumi Saitoh, and Hiroshi Takeda

    Jpn. J. Appl. Phys.   53 巻   頁： 031101   2014年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.7567/JJAP.53.031101

  48. In-situ electron holography of surface potential response to gate voltage application in a sub-30-nm gate-length metal-oxide-semiconductor field-effect transistor 査読有り

    Nobuyuki Ikarashi, Hiroshi Takeda, Koichi Yako, and Masami Hane

    Appl. Phys. Lett.   100 巻   頁： 101912   2012年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3700723

  49. Silicide formation process of Pt added Ni at low temperature: Control of NiSi2 formation 査読有り

    Nobuyuki Ikarashi and Koji Masuzaki,

    J. Appl. Phys.   109 巻   頁： 063506   2011年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3560532

  50. Direct Two-Dimensional Electrostatic Potential Cross-sectional Mapping of Sub-30-nm MOSFET under Operation Mode Using Electron Holography 査読有り

    Nobuyuki Ikarashi, Hiroshi Takeda, Koichi Yako, and Masami Hane

    IEEE International Electron Devices Meeting 2011 Tech. Digest     2011年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1109/IEDM.2011.6131499

  51. Electron holography for analysis of deep submicron devices: Present status and challenges 査読有り

    Nobuyuki Ikarashi, Akio Toda, Kazuya Uejima, Koichi Yako, Toyoji Yamamoto, Masami Hane, and Hiroshi Sato

    J. Vac. Sci. Technol. B   28 巻   頁： C1D5   2010年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1116/1.3207964

  52. Atomic structure of a Ni diffused Si (001) surface layer: Precursor to formation of NiSi2 at low temperature 査読有り

    J. Appl. Phys   107 巻   頁： 033505   2010年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3294691

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書籍等出版物 1

  1. Characterization of Defects and Deep Levels for GaN Power Devices 査読有り 国際共著

    Kachi, T（ 担当： 分担執筆 ,  範囲: Chapter 4 Structural Defects in Mg-Doped GaN: TEM Analysis）

    AIP Publishing  （ ISBN:978-0-7354-2270-4 ）

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    総ページ数：224   記述言語：英語 著書種別：学術書

    DOI： 10.1063/9780735422698_004

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講演・口頭発表等 2

  1. 高温アニールMgイオン注入GaN結晶の欠陥解析 国際共著

    中島 拓也 櫻井 秀樹 荒井重 岩田 研治 成田 哲 片岡 恵太 Bockowski M 長尾 全寛 須田 淳 加地 徹 五十嵐 信行

    第76学術講演会  2020年5月25日  顕微鏡学会

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    開催年月日： 2020年5月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：online   国名：日本国  

    高温アニールMgイオン注入GaN結晶の欠陥解
    析

  2. Mgイオン注入GaN結晶の高温・超高圧アニールにより形成される結晶欠陥の透過型電子顕微鏡観察 国際共著

    中島 拓也 櫻井 秀樹 荒井重 岩田 研治 成田 哲 片岡 恵太 Bockowski M 長尾 全寛 須田 淳 加地 徹 五十嵐 信行

    学術講演会  2020年3月12日  応用物理学会

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    開催年月日： 2020年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：online   国名：日本国  

    Mgイオン注入GaN結晶の高温・超高圧アニールにより形成される結晶欠陥の透過型電子顕微鏡観察

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 省エネルギー社会の実現に資する次世代半導体 国際共著

    2016年4月 - 2020年3月

    受託研究  受託研究

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    担当区分：研究分担者  資金種別：競争的資金

    配分額：7800000円 （ 直接経費：7500000円 、 間接経費：300000円 ）

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科研費 2

  1. 極微小深紫外半導体レーザダイオードの高出力化と新世代製造システム

    研究課題/研究課題番号：21H04560  2021年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    久志本 真希, 笹岡 千秋, 五十嵐 信行

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    担当区分：研究分担者 

    本研究提案は，深紫外レーザダイオード(LD)をレーザー加工用の基幹デバイスとして進化させ，すべてのものづくりの革新を目指すものである. 従来の加工用深紫外レーザ光源は，デバイスサイズとランニングコストが課題である.本研究では，深紫外LDの低閾値化および高出力化に向け，AlGaN量子井戸層やLD構造の光学特性の評価や，深紫外LD実現の鍵となった不純物無添加型分極ドーピングクラッド層，集積化が可能という特徴を持つオンウエハLD作製プロセスがLDの発光特性や電気特性に与える影響を検討し，従来の深紫外レーザ光源を代替する小型で低コストの加工用光源の実現に挑戦する.
    本年度は閾値電流密度の低減を目指して、本問題の根本的な要因の解決に取り組んだ。昨年度の研究成果により、LDの閾値電流密度は、プロセス起因で発生する発光不均一つまりプロセス工程中に形成される結晶欠陥により、上昇していることが明らかとなっている。これを解決するために、まず結晶欠陥の形成メカニズムの解明を目指した。TEMを用いた結晶構造解析より、メサストライプ構造の端から多くの転位発生が観測された。この転位領域は発光不均一領域と一致していた。さらにgb解析手法を用いた結果、メサストライプと垂直方向の力によって、欠陥が形成していることが明らかとなった。このことから、ストライプ構造形成により、メサストライプ構造の端に発生した集中的な剪断応力が、熱処理によって大きくなり、塑性変形を発生することで多くの欠陥を形成したと考えた。そこでメサ構造により集中した剪断応力の抑制手法を検討した。応力シミュレーションによりメサ構造の側壁角度の異なるストライプ構造を検討した結果、側壁角度が従来の垂直状態から傾けていくことで、剪断応力の集中が抑制させることが示唆された。これ踏まえ、実際のLDにおいてメサ構造の側壁構造の傾斜角の制御プロセスを開発した。その結果、約15度程度の傾斜角度を有するメサストライプ構造を形成可能となり、結晶欠陥ならびに発光不均一が完全に抑制させることに成功した。以上により閾値電流密度を低減することができ、ついに深紫外LDの室温連続波発振に至った。
    オンウエハ作製プロセスを用いた深紫外LDでは、特に閾値電流密度の低減が必須である。そこで本年度は閾値電流密度の低減に着目して、性能劣化のメカニズムと抑制手法を明らかとするという大きな研究の進展が得られた。これにより、本手法を用いた深紫外LDにおいても、室温連続発振の可能性が高くなったと言え、現状実証に向けて研究を進めているところである。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。
    本年度に開発した閾値電流密度低減技術をもとにオンウエハ作製手法を用いた深紫外LDの室温連続発振の実証を目指す。オンウエハプロセスではミラー作製プロセスや、異なる結晶面方向のメサ構造を有することから、本手法がどこまで適応可能か、どの程度の効果が得られるか検討が必須である。またデバイス集積化に向けた異なる機能を有するデバイス集積に挑戦し、集積化の可能性を検討していく。加えてデバイス性能向上を目指した詳細な光学特性評価を進める予定である。

  2. ワイドギャップ半導体MOS界面欠陥の正体の横断的解明

    研究課題/研究課題番号：20H00340  2020年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    梅田享英, 牧野 俊晴, 五十嵐 信行, 磯谷 順一, 染谷 満, 松下 雄一郎, 原田 信介

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 、 間接経費：90000円 ）

    次世代パワーエレクトロニクスのキーデバイスとなるワイドギャップ半導体MOS(金属-酸化膜-半導体)型電界効果トランジスタ(MOSFET)について、その核心部となるMOS界面の界面欠陥の正体を解明する。ターゲットは炭化ケイ素4H-SiC、窒化ガリウムGaN、ダイヤモンドの代表的な3種類のMOS界面とし、正体を解明する手段として電流検出型電子スピン共鳴(EDMR)分光＋第一原理計算を用いる。本研究により、長い間、正体不明のままだったワイドギャップ半導体MOS界面欠陥の横断的解明が期待できる。これは日本が強みをもつ半導体パワーエレクトロニクス分野をさらに強化し発展させることにつながる。
    ワイドギャップ半導体と絶縁体との界面(通称、MOS界面)は、次世代のパワー半導体デバイスの心臓部となり、その高性能化が重要な課題となっている。高性能化の鍵を握るのは「界面欠陥」であるが、その正体はほとんど明らかになっていない。本研究では、界面欠陥の正体を明らかにするための分光実験(電子スピン共鳴分光法などを使用)と第一原理理論計算が行われた。炭化ケイ素(4H-SiC)では、炭素から成る界面欠陥(3種類)と、シリコンから成る界面欠陥(2種類)が発見された。窒化ガリウム(GaN)では、原子分解能界面観察によって"ステップ"と呼ばれる原子構造が界面欠陥になっていることが示された。
    ワイドギャップ半導体によるパワーエレクトロニクスを、現在主流のシリコンに次いで社会実装するためには、パワーデバイスの心臓部となるワイドギャップ半導体と絶縁膜との界面を正確に理解することが必要不可欠となる。本研究は、今まで正体が分からなかったワイドギャップ半導体-絶縁膜界面（通称、MOS界面）の"界面欠陥"の正体のいくつかを実験と理論とのコンビネーションにより明らかにした。この確定的情報は、ワイドギャップ半導体MOS界面で初めて得られたものであり、シリコンMOS界面と比較し得る情報として学術的な価値があるだけでなく、次世代パワーデバイス開発での基本情報として、教科書に収められるものである。

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担当経験のある科目 (本学) 4

  1. 真空電子工学

    2020

  2. 電磁気学I

    2015

  3. 粒子線工学特論

    2015

  4. 真空電子工学

    2015

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学術貢献活動 1

  1. International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021 国際学術貢献

    役割：企画立案・運営等,　パネル司会・セッションチェア等

    ichiro naruse  2021年11月

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    種別：大会・シンポジウム等 

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