I-PEX株式会社（本社：京都市下京区、代表取締役社長執行役員：小西 玲仁、以下 I-PEX）のグループ会社であるI-PEX Piezo Solutions株式会社（本社：山口県宇部市、代表取締役CEO：緒方 健治、以下 I-PEX Piezo Solutions）は、I-PEX Piezo Solutionsが提供するPt/ZrO₂バッファ層付きSi基板「KRYSTAL® Wafer」を活用し、強相関酸化物であるLaNiO₃薄膜をシリコン基板上に高品質に成長させ、電気的操作によって熱伝導率を可逆的に制御する技術を実現しました。
与大阪大学合作撰写的论文总结了这些研究成果，并发表在日本应用物理学会出版的科学期刊《应用物理快报》（第19卷，第3期，2026年3月）上。
在“KRYSTAL® Wafer”上高质量生长LaNiO₃薄膜。(a)衬底结构。(b)薄膜横截面的电子显微镜图像（膜厚约140 nm）。(c)(d) X射线衍射分析证实，LaNiO₃生长在Si衬底上，其结晶度与单晶衬底相当。（引自论文）
背景
电控热导率技术是热晶体管和下一代电子器件热管理的关键基础技术。然而，传统上，生长高质量的强关联氧化物（例如LaNiO₃）需要昂贵的单晶衬底，例如LSAT和YSZ，这给工业应用带来了成本和生产效率方面的巨大挑战。
技術実現の概要
在本研究中，我们利用“KRYSTAL® Wafer”的Pt/ZrO₂缓冲层，成功地在普通Si衬底上实现了LaNiO₃的外延生长。其结晶度达到了与单晶衬底相当的水平，并且我们通过实验证实，实现了传统Si衬底无法实现的高热开关性能。
该技术的主要特点
- 在硅衬底上实现高质量外延生长：在半导体行业的标准衬底硅衬底上实现高质量 LaNiO₃ 薄膜的生长，而无需使用昂贵的单晶衬底。
- 热导率的可逆控制：热导率可以通过电场操控来开启和关闭，本质上就像一个“热晶体管”。
- 结晶度可与单晶衬底媲美：KRYSTAL® Wafer圆优异的外延生长环境使得在硅衬底上实现以往只能在昂贵的衬底上才能实现的性能。
- 非常适合大规模生产和实际应用：它可以集成到现有的半导体制造工艺中，在降低成本和大规模生产方面具有显著的商业价值。
I-PEX Piezo Solutions株式会社について
I-PEX Piezo Solutions株式会社は、I-PEXグループの圧電MEMS加工部門を独立し、優れた単結晶圧電薄膜の成膜技術と融合する事で、高性能な圧電薄膜の成膜と圧電MEMSの加工技術を持つ、独立系圧電MEMSファウンドリとして設立されました。
