Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

September 13, 2013, Columbus--オハイオ州立大学で開発が進んでいる新しいタイプのLEDにより、可搬、ローコストの機器が実現可能になる。
この特許申請中のLEDは、現在の市販UV LEDよりも正確なUV波長を出し、遙かに低い電圧で動作する。正確なUV波長出力では他の実験法よりも一段とコンパクトにできる。
このLEDは、化学検出、殺菌、UV硬化などのアプリケーションで使える。さらに開発が進めば、いずれは眼科手術やコンピュータチップ製造用UVレーザの光源を提供できるようになる。
Applied Physics Lettersでは、オハイオ大学の研究チームは、希土類ガドリニウム添加半導体ナノワイヤからどのようにLEDを造るかを説明している。
研究チームは、独自の設計でナノワイヤに電気を通すことで希土類金属を活性化させる、と同大学材料科学・工学、Roberto Myers助教授は説明している。
Myers氏は「知る限りでは、これまでLED内のガドリニウムに電子を透過させた例はない」と語っている。
博士課程の学生、Thomas KentとSantino Carnevaleが実験室でガドリニウムを含むLEDの作製を始めたとき、ナノワイヤLED作製用に開発された特許申請中の別の技術を利用した。シリコンウェハ上で、ナノワイヤの合成物を調整してワイヤとLEDから出た波長の偏光を調整する。
ガドリニウムを選択したのは、優れたUV LEDを造るためではなく、窒化ガドリニウムという、研究中の新しい材料の基本特性を調べる簡単な実験を行うためだった。本来の実験中にガドリニウムの鋭い輝線特性が電子回路で制御できることが分かった。
異なる波長で違う元素の蛍光を活性化したとき、UVの極めて正確な波長でガドリニウム蛍光が最も強かった。研究チームは、ガドリニウム添加ワイヤが、いくつかの特定UV波長で発光が強いことを見いだした。
様々な材料を活性化させて発光させることに新規性はないが、UVで発光する材料は活性化することが難しい。ガドリニウムの発光を電気的にコントロールできるデバイスで、これまで報告されたものは、動作に250V以上を必要とする。オハイオ大学の研究チームはナノワイヤLED構造で、同じ効果を起こしたが、動作電圧は遙かに小さく、約10Vだった。高圧デバイスは小型化が難しいので、このナノワイヤLEDは可搬アプリケーションには魅力的である。
(詳細は、 www.osu.edu)