株式会社Gaianixxが次世代圧電材料の中間膜開発に挑む！

最近、株式会社Gaianixxが、JST（国立研究開発法人科学技術振興機構）の支援を受け、次世代圧電材料に向けた中間膜の開発に取り組んでいます。この取り組みは、圧電デバイスの分野でコスト削減と性能向上を同時に実現することを目指しています。

圧電材料の重要性

圧電デバイス市場は、近年急速に拡大しています。特に医療機器や自動車用センサー、民生用電子機器などにおいて、その利用が進んでいます。これらの用途には、高性能化や低コスト化、エネルギー変換効率の向上が強く求められています。そのため、鉛フリー圧電セラミックスや単結晶圧電体といった先進的な圧電材料の開発が急務となっています。

技術的課題とその解決案

これまで、圧電デバイスに使用される機能性薄膜は、基板上で結晶成長させることで製造されてきました。しかし、このエピタキシャル成長技術の場合、基板と機能性薄膜の格子サイズの不一致が問題となり、ひずみやひび割れが発生しやすくなります。この結晶欠陥は、デバイスの性能を著しく悪化させる要因となるのです。

Gaianixxが提案する新技術

株式会社Gaianixxは、「多能性®中間膜」という新しい技術の開発に取り組んでいます。この技術は、物質の状態変化を利用し、格子サイズの差を解消することを目指しています。具体的には、機能性薄膜の格子サイズに最適な多能性®中間膜を形成し、結晶成長を促進するものです。これによって、半導体や電子デバイス製造における基板の制約を克服し、結晶欠陥の発生を防ぐことが可能になります。

今回の開発目標

Gaianixxの現在の目標は、既存の多結晶PZT（チタン酸ジルコン酸鉛）の単結晶化のための多能性®中間膜の量産化技術を確立することです。これにより、高性能な圧電デバイスの実現が期待されます。製品化に向けた取り組みでは、再現性の高い安定した製造プロセスを構築し、量産時の品質ばらつきを抑える仕組みも整備する予定です。

社会への影響

この新技術が実用化されることで、圧電デバイスに留まらず、次世代の半導体材料（GaN-on-Siやダイヤモンドなど）においても格子サイズの問題を解消し、欠陥のない高品質な単結晶の成長が可能になるでしょう。このことは、漏れ電流や電気抵抗の低減、電力変換時の熱損失の削減につながります。これにより、パワー半導体の社会実装が加速し、エネルギー効率の高い持続可能な社会の実現に寄与することが期待されています。

開発概要

1. 開発課題名

多能性®中間膜の量産技術の開発

2. 技術シーズを創出した研究者

木島健（東京大学大学院工学系研究科特任研究員）

3. 開発実施企業

株式会社Gaianixx

- 設立月: 2021年10月
- 本社所在地: 東京都文京区
- 代表取締役社長: 中尾健人
- 事業内容: 多能性®中間膜およびエピタキシャルの研究開発、製造および販売

A-STEP実装支援について

JSTのA-STEP制度は、大学や研究機関の研究成果をスタートアップが実用化するための開発費用を無利子で支援するものです。この支援を受けることにより、株式会社Gaianixxは革新を促進し、次世代技術の開発に注力しています。

このように、株式会社Gaianixxは次世代圧電材料の開発を強力に進めていく中で、社会のニーズに応え、持続可能な未来に貢献するべく、日々努力を続けています。