2026年1月14日、三菱電機、東京科学大学（旧 東工大）、筑波大学、Quemix（ケミックス）の研究グループが、**「シリコン中の水素がどのように自由電子を生成するのか」**という半世紀にわたる未解明のメカニズムを世界で初めて解明したと発表しました。
この発見は、電気自動車（EV）や再生可能エネルギー機器に不可欠な**IGBT（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）**などのパワー半導体の電力損失を大幅に低減する鍵となります。
1. 発見の核心：水素が「n型化」を助ける仕組み
これまで、シリコンに水素を注入すると電子濃度が増え、電気を通しやすい「n型」になる現象は知られていましたが、その詳細なプロセスは謎でした。今回の研究で明らかになったのは、「水素」と「格子欠陥」の共同作業です。
-
特定の欠陥（I4欠陥）の存在： シリコン結晶の中に、余分なシリコン原子が入り込んだ「I4欠陥」という乱れが存在します。
-
水素の「ボンドセンター」への潜入： 水素原子はこの欠陥の近くにあるシリコン原子同士の結合（ボンド）の真ん中に入り込みます。
-
電子の放出（協調効果）： 1. 水素原子が持つ電子が「I4欠陥」へと移動します。
2. 電子を受け取った欠陥が、今度はその電子を**「自由電子」**として結晶内へ放出します。
この「水素と欠陥のペア」がドナー（電子の供給源）として機能することで、シリコンの導電性を自在にコントロールできるようになります。
2. なぜ電力損失を低減できるのか？
パワー半導体（特にIGBTやダイオード）において、この技術がもたらすメリットは劇的です。
| 改善ポイント | 内容 | 効果 |
| 薄型化の実現 | 水素による精密な電子濃度制御により、シリコン基板をより薄く加工できる。 | 基板が薄いほど、電気が流れる時の抵抗（導通損失）が減る。 |
| オフ時の高速化 | 薄型化によって、スイッチを切る際の余分な電荷が素早く消える。 | スイッチング損失（ON/OFF切り替え時のロス）が減る。 |
| 損失低減の実証 | 1,200Vクラスのデバイスで検証済み。 | **IGBTで約10%、ダイオードで約20%**の全電力損失を低減。 |
3. 今後の展望：次世代材料への応用
この理論はシリコンだけでなく、次世代の「究極の半導体」と呼ばれる材料への応用も期待されています。
-
ダイヤモンド半導体： シリコンと同様の結晶構造を持つため、水素を用いた電子濃度制御が通用する可能性があります。
-
窒化アルミニウム（AlN）： 従来は制御が極めて難しかった超ワイドバンドギャップ材料のデバイス化に道を開くかもしれません。
カーボンニュートラル社会の実現に向けて、この「水素の魔法」を理論的に使いこなせるようになった意義は極めて大きいと言えます。
出典：Google Gemini
PR:
 |
SDS8000Aシリーズ オシロスコープ 特長と利点 ・Coming soon
|
 |
SSG6M80Aシリーズ ・Coming soon
|
 |
 |
 |
SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Coming soon
|
 |
SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features
|
お礼、
T&Mコーポレーションは設立5年ですが、おかげさまで業績を着実に伸ばしており、
オフィスを港区芝（最寄り駅浜松町）に移転し、スペースも拡大いたしました。
欧米計測器メーカーが値上げをする中、(110GHz VNAでは1億円超え)
弊社では若干の値下げをさせていただき、Ceyear社110GHz VNAは5000万円以下です。
高額な設備投資を伴う製品開発では、市場投入までの時間（Time to Market）の短縮、「スピード感」が求められます。
電子計測器業界の「ゲームチェンジャー」として、高性能/高信頼/低価格/短納期を武器に
T&Mコーポレーションはお客様のご予算を最大限生かす製品群をご提案させていただいております。
