窒化アルミニウム227.5nm発光ダイオード

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http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2007/070904_2/detail.html
平成19年9月4日
理化学研究所　平山秀樹チームリーダー
埼玉大学　鎌田憲彦教授　と共同
・実用可能な最短波長深紫外発光ダイオード（波長227.5nm）を実現
・殺菌に最も有効な波長260nmで市販発光ダイオードと同等の輝度を実現

直接殺菌の効果が最も強い250〜270nm
窒化アルミニウム（AlN）層をサファイア基板上で結晶成長
2mW（ミリワット：千分の1ワット）程度の強さで出力

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半導体のバンドギャップ[eV]と波長[nm]との関係は、

バンドギャップ*λ＝1240

なので(%1)、227.5nmということは、バンドギャップ　5.45eV相当となりますね。

（％１）１つの光子の持つエネルギーは、振動数にプランク定数をかけて定義される。
振動数は、光速/波長。
光速 ( c )＝ ３０万キロメートル/秒（2.99792458E+8 [m/Sec.])～地球を七週半／秒
波長　λ[m]
プランク定数(h)＝6.62606876E-34[J*Sec]
なので、
振動数＝c/λ
エネルギー＝h*c/λ

エネルギーが小さいので、電子ボルト単位で表記するために、
1eV = 1.60217646E-19[J]で割る。
エネルギー[eV]*λ[m] = h*c/(1eVのエネルギー)

以上から、１つのある波長λ[m]の光子の持つエネルギーを電子ボルト[eV]であらわすと、
エネルギー[eV]*λ[m] = h*c/(1eVのエネルギー) = 1.2398E-6
波長をメートルではなく、[nm] = E-9[m]であらわすと、

エネルギー[eV]*λ[nm]　=　1240

半導体材料が光を発光したり、吸収したりするしくみは、材料固有のエネルギーである「バンドギャップ」が存在することによる。このバンドギャップを電子が落ちたり（発光）、励起されたり（センサ）する。

　【　半導体バンドギャップ[eV]*λ[nm]　=　1240　】

λ= 227.5 [nm]であれば、
バンドギャップ　5.45 [eV]

ちなみに、スキャナやデジカメに使われているフォトダイオードの材料はシリコン(Si)。
シリコンのバンドギャップは、1.1[eV]。
これを波長に換算すると　1240/1.1=1127 [nm]
実は、これがシリコンフォトダイオードが感知できるもっともエネルギーの低い(波長の長い）光となる。

アイメジャーでは、イメージスキャナのレンズの前に、特定の狭い波長域の光を通す光学フィルタをユーザーが選定してセットすることで、任意の波長の画像を得ることができるスキャナを開発した（マルチバンドイメージスキャナ製品情報へ）。このスキャナで現在実績のある動作波長は、長波長側でλ＝970nmです。

1127nmを超えて長波長（赤外線）を得るためには、更にバンドギャップの小さい材料をセンサ材料に使う必要があります。
現在実用化されている材料は、InGaAs(インジウムガリウム砒素）。
この材料で、λ＝900~1700nm。
更に長波長側では、InSb(インジウムアンチモン）。
これで、3000~5000nm。

これらのセンサを世界に供給しているのは、実は日本の素材メーカー（住友電気工業）です。