技術宝箱

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概 要環境・エネルギー11. 殺菌もできる深紫外線ダイヤモンドLED3 製品化に必要な課題 ①目標とする市場技術分野・殺菌応用(小型の殺菌光源として、家電製品等に搭載して殺菌)・医療応用(内視鏡等に取り付け、入り組んだ場所に局所的にUV照射(歯科医療での口中殺菌等)) ②事業化に必要な技術・半導体グレードのダイヤモンドp型・n型・ノンドープ薄膜の合成技術および接合技術・LED構造を形成すmるためのプロセス技術・深紫外線に強いLEDのパッケージング技術 ③事業化に必要な検証・外部量子効率および発光強度の増強・安定性の検証(数千時間以上)・コストの検証、大量生産のためのプロセス工程の確立(ダイヤモンド基板の大面積化等)4 研究成果の特長 ①ポイント・ダイヤモンドの励起子の特徴を利用して、ダイヤモンドのpn接合で形成したLEDの発光層にて、室温でも安定に、しかも高密度に励起子を生成させた。・この高密度励起子状態を実現することにより、ダイヤモンドの励起子発光(発光波長は235 nmの深紫外線)の強度を注入電流に対して非線形的に増大でき、且つ欠陥準位からの可視発光の強度を注入電流に対して飽和させることができた。・ダイヤモンドLEDの発光層を結晶性の高いi層(不純物を含まない層)にしたpin構造を形成することにより、励起子発光強度をさらに増大することができ、さらに高効率の深紫外線LEDを実現できた。 ②目的及び効果・ダイヤモンドは間接遷移型半導体であるため、一般常識ではLEDには向かない材料であるが、高密度励起子状態を利用することによって、この常識を破って、高効率の深紫外線LEDの実現を目指す。・他のワイドギャップ材料と比較して、LEDとして有利な点を持つダイヤモンド(最高の硬度、最高の熱伝導率、優れた半導体特性、等)によって、深紫外線LEDの実現を図る。・波長が235 nmの紫外線LEDは、水銀ランプと比較して、水銀フリー、小型、長寿命、等の利点があり、殺菌、医療応用、高演色白色照明用の励起源、等への応用が期待できる。5 特許関連情報 ①権利化済特許なし ②出願中特許1.特開2008-78611 高効率間接遷移型半導体紫外線発光素子 ③試作品・試料提供:無 許諾実績:無 実施許諾:可6 研究者情報所 属:エネルギー技術研究部門(つくばセンター)氏 名:牧野 俊晴 / Toshiharu MAKINO、山崎 聡 / Satoshi YAMASAKI連絡先:E-mail: toshiharu-makino@aist.go.jp s-yamasaki@aist.go.jp 11. 殺菌もできる深紫外線ダイヤモンドLED67

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