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将来の低消費電力LEDsはナノワイヤで実現

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July, 2, 2015, Hannover--ニールス・ボーア研究所(Niels Bohr Institute)の最新の研究成果は、ナノワイヤから造ったLEDsがエネルギー消費が少なく、光源として優れていることを示している。
 研究チームは、X線顕微鏡を使ってナノワイヤを調べた。またこの方法は、最高の特性を得るためにナノワイヤをどのように設計すればよいからを正確に示すことができる。研究成果は、ACS Nanoに掲載されている。
 ナノワイヤは極めて小さく、約2µmで直径が10~500nm。
 LEDs向けのナノワイヤは、コアがGaN、外装がInGaAs、これらはいずれも半導体材料。
 「そのようなダイオードの光は、両方の材料間に存在する機械歪に依存し、歪は2つの層がどのように相互作用するかに大きく依存している。X線顕微鏡を利用してこれまでに多くのナノワイヤを調べた結果、ナノワイヤは原理的には同じであるが、実際には違いがあり、構造的に大きな差があることが分かった」とコペンハーゲン大学ニールス・ボーア研究所長、Robert Feidenhans’l教授は説明している。
 研究では、ドイツのハンブルクにあるDESYの電子サイクロトロンのナノスケールX線顕微鏡を利用した。この方法は非常に時間がかかり、通常、結果は極めて少数、あるいは1つの研究課題に限られることがある。しかしここでは、研究チームは、過程でナノワイヤを壊すことなく、特別設計のナノフォーカスX線を使って一連の直立ナノワイヤを一度に計測することができた。
 「われわれは20のナノワイヤを計測し、画像見たとき個々のナノワイヤの詳細をはっきり見ることができたので非常に驚いた。コアと外層の構造の両方とも見ることができる。構造に欠陥があったり、わずかに曲がっていたりするとうまく機能しない。したがって、どのナノワイヤがベストであり、最高効率のコア/シェル構造であるかを正確に特定できる」と研究グループのPhD学生、Tomas Stankevicは説明している。
 このナノワイヤはスウェーデンの企業が作製し、この新しい情報はナノワイヤの層構造の微調整に用いることができる。
 Robert Feidenhans’l教授の説明によると、そのようなナノワイヤには大きな発展性がある。LEDsではより自然光に近づき、消費電力も遙かに小さい。また、スマートフォン、テレビ、多くの照明形態にも使用できる。
 研究グループは、実用化は5年以内と見ている。