論文の概要: Quantum electrometry in a silicon carbide power device
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13836v1
- Date: Sat, 14 Mar 2026 08:44:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-17 16:19:35.436383
- Title: Quantum electrometry in a silicon carbide power device
- Title（参考訳）: 炭化ケイ素パワーデバイスにおける量子エレクトロメトリー
- Authors: Yuichi Yamazaki, Akira Kiyoi, Naoyuki Kawabata, Yuki Watanabe, Ryosuke Akashi, Shunsuke Daimon, Nobumasa Miyawaki, Yu-ichiro Matsushita, Makoto Kohda, Takeshi Ohshima,
- Abstract要約: SiCのシリコン空孔(Vsi)は、高バイアスSiCデバイス内の様々な方向に印加された電界を検出するのに優れた特性を有する。
Vsiは、電場成分(Epara)と垂直(Eperp)にc軸に平行な反応を示す。
キャリヤ濃度が典型的である4H-SiCの破壊電界の90%にあたる2.3 MV/cmの高電界検出を確認した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5243067689245634
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: For high-bias operation devices such as silicon carbide (SiC) power devices, early detection of failure mechanisms is essential to ensure reliability. This requires a method to map high electric fields with high spatial resolution, which has not been realized until now. Here we report that the silicon vacancy (Vsi) in SiC has outstanding characteristics for detecting electric fields applied in various directions within a high-biased SiC device. Vsi exhibits an equivalent response to electric field components parallel (Epara) and perpendicular (Eperp) to the c-axis, a feature unique among quantum sensors, and the responsiveness to Epara and Eperp enables detection of arbitrary electric fields encountered in cutting-edge SiC power devices. We confirmed high electric field detection of ~2.3 MV/cm, which is ~90% of the breakdown electric field of a 4H-SiC with typical carrier concentration. Selectively formed Vsi enables high-resolution mapping of electric field distribution. Vsi-based quantum sensors bring data-driven research and development methodologies as well as device degradation diagnosis.
- Abstract（参考訳）: 炭化ケイ素 (SiC) などの高バイアス動作装置では, 故障機構の早期検出が信頼性確保に不可欠である。
これは空間分解能の高い高電場をマッピングする方法を必要とするが、これまで実現されていなかった。
本稿では、SiCのシリコン空孔(Vsi)は、高バイアスSiCデバイス内の様々な方向に印加された電界を検出するのに優れた特性を有することを報告する。
Vsiは、c軸に平行な電界成分(Epara)と垂直な(Eperp)に等価な応答を示し、量子センサーに特有の特徴を持ち、EparaとEperpに対する応答性は、最先端のSiCパワーデバイスで発生する任意の電界の検出を可能にする。
キャリヤ濃度が典型的な4H-SiCの破壊電界の90%程度である2.3 MV/cmの高電界検出を確認した。
選択的に形成されたVsiは電界分布の高分解能マッピングを可能にする。
Vsiベースの量子センサーは、デバイス劣化診断と同様に、データ駆動の研究開発手法を提供する。
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