徳島大学の研究特集

光センサー機能一体型紫外発光ダイオードの開発

研究期間 2019/4/1 - 2022/3/31
研究課題名 光センサー機能一体型紫外発光ダイオードの開発
カテゴリー 全てのクラスター研究クラスター一覧登録クラスター工学電気電子光応用材料
SDGs 9.イノベーション
クラスター長氏名 髙島 祐介(大学院社会産業理工学研究部、電気電子系、助教)
所属する研究者氏名 髙島 祐介  (大学院社会産業理工学研究部 助教 光ナノデバイス)
永松 謙太郎  (ポストLEDフォトニクス研究所 特任准教授 結晶成長)
山口 堅三  (ポストLEDフォトニクス研究所 特任講師 マイクロナノデバイス)
原口 雅宣 (大学院社会産業理工学研究部  教授 プラズモニクス)
直井 美貴 (大学院社会産業理工学研究部  教授 半導体光デバイス)
研究概要

光波長以下の繰り返し周期で細線が並んでいる構造(以下、ナノ構造)をⅢ属窒化物系紫外発光ダイオード(LED: Ultraviolet Light Emitting Diode)の表面に実装し、光センサー機能一体型の紫外LED開発を行う。

 ナノ構造では、構造の繰り返し周期が光波長より短く、通常は発生しない特異な回折が支配的になる。この回折光の強度は、通常の回折現象に比べ格段に構造近辺の物質に依存するため、光による物質の高感度検出が可能である。

本申請では、ナノ構造をLEDに実装した場合の理論的検討および光センサー機能を組み込んだLEDデバイス作製・評価を行う。特に殺菌作用の強い紫外LEDに適応し、医工連携による体内のウイルスやがん細胞の検出・除去機能を同時に有する紫外LEDの実現および医療小型デバイスへの展開を目指す。

 本手法は適応波長の制限がなく、紫外だけでなく可視や赤外の光にも応用が可能であり、LED全般に波及効果がある。したがって、赤外・可視LEDの非侵襲光センサーへの応用等、照明にとどまらないIoT(Internet of Things)社会におけるLEDの新しい価値を創造し、徳島県がLEDバレイとして世界をリードするきっかけになると期待できる。また、日亜化学を始めとする地元企業との連携の可能性を秘めており、産学一体となったLED産業の創生につながると考えている。

研究概要図


※画像をクリックするとPDFが開きます。

研究者の役割分担 ナノ構造の材料選定および紫外LED試料は直井と永松が担当する。また、高感度センサーに向けたナノ構造の繰り返し周期や構造高さの最適化は山口、原口が共同で行う。実際のナノ構造のデバイス実装および光センサー一体型LEDの電気・光特性評価は高島が行う。これらすべての研究について高島が総括を行い、全責任を負う。
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