Research
研究テーマ事例
化学気相成長プロセスの解明：eXtensible Simulator Suite for Chemical Vapor Deposition (eXS2-CVD)の開発・改良
プロセス・インフォマティクスによる未踏材料の開拓
KEYWORDS：高効率電力変換パワーデバイス、深紫外レーザ、ポスト５G／６G通信、超高周波デバイス
研究概要
近年、エネルギー利用効率の向上（省エネ）に対する社会的要請が高まってきています。また、SDGs: Sustainable Development Goals（持続可能な開発目標）に資する新機能デバイスの開発も期待されています。これらの要請を受けて、材料開発の分野では、省エネ・SDGsに資する新機能材料の探索と開発が進められています。本研究グループでは、次世代ワイドギャップ材料を対象として、その結晶成長プロセスのモデリングとAIによる最適成長条件の探索『プロセス・インフォマティクス』を行っています。
研究成果事例
図：データ同化による化学反応速度のチューニング事例。
A. Kusaba, S. Nitta, K. Shiraishi, T. Kuboyama, Y. Kangawa, "Beyond ab initio reaction simulator: An application to GaN metalorganic vapor phase epitaxy", Applied Physics Letters, 121, 162101 (2022). Q1
図：ベイズ最適化による大規模表面再構成の探索事例。
A. Kusaba, Y. Kangawa, T. Kuboyama, A. Oshiyama, "Exploration of a large-scale reconstructed structure on GaN(0001) surface by Bayesian optimization", Applied Physics Letters, 120, 021602 (2022). Q1
研究成果がAmerican Chemical Societyが発行するCrystal Growth & Design誌のSupplementary Cover Artに採用されました。
Yoshihiro Kangawa, Akira Kusaba, Paweł Kempisty, Kenji Shiraishi, Shugo Nitta, and Hiroshi Amano,
"Progress in Modeling Compound Semiconductor Epitaxy: Unintentional Doping in GaN MOVPE",
Crystal Growth & Design, 21 (3), 1878–1890 (2021). Q1
DOI: 10.1021/acs.cgd.0c01564
図：微傾斜m-GaN MOVPEにおける酸素取込み挙動の解析事例(RSDFT)。
F. Shintaku, D. Yosho, Y. Kangawa, J.-I. Iwata, A. Oshiyama, K. Shiraishi, A. Tanaka, H. Amano, "Computational study of oxygen stability in vicinal m(10−10)-GaN growth by MOVPE", Applied Physics Express, 13, 055507 (2020). Q2
図：GaN MOVPE成長表面における炭素吸着過程の非平衡量子熱力学(SEAQT)解析事例。
A. Kusaba, G. Li, P. Kempisty, M. R. von Spakovsky, Y. Kangawa, "CH4 Adsorption Probability on GaN(0001) and (000-1) during Metalorganic Vapor Phase Epitaxy and Its Relationship to Carbon Contamination in the Films", Materials 12, 972 (2019). Q2