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2008年7月 5日 (土)

InAlGaN 波長200nm~350nm帯の深紫外LED

LEDは1991年ごろまでは、GaAlAs(ガリウム・アルミニウム・砒(ひ)素)系の

λ=660nm前後のLEDしかなく、イメージスキャナの光源としては一部(★1)を除いて実用化されていませんでした。

しかし、日亜化学工業の研究者、中村修二さんの開発によりGaN(窒化ガリウム)系のLEDが実用化され一気にフルカラーの時代が到来しました。

それでも、縮小光学系の光源としては、まだまだ光量が不足しております。

弊社では紫外線蛍光イメージスキャナ FLSCAN を製品化しておりますが、

当時の比較では、λ=360nm光源を敷き詰めて配置しても、紫外線冷陰極蛍光管(キセノンガス封入)に比べて、光量は、1/5程度でした。

今回の平山秀樹氏、椿健治氏の成果、インジウム(In)を数%添加したAlGaNの実用化が待たれます。

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http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2008/080704/detail.html

独立行政法人理化学研究所(野依良治理事長、平山秀樹)と
松下電工株式会社(畑中浩一取締役社長、先行技術開発研究所 微細加工プロセス研究室、椿健治)は、
殺菌効果が高い波長280nm(ナノメートル:10億分の1メートル)の紫外光を、
世界最高出力10mW(ミリワット:1,000分の1ワット)で発する
発光ダイオードの開発に成功しました。

(つづく。。)

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http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2008/080704/detail.html

(つづき)

波長200nm~350nm帯の深紫外※2光を高効率に発する発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)は、
殺菌・浄水、
医療分野、
高演色照明、
公害物質の高速分解処理、
バイオ工学、
化学工業、
各種情報センシング
など幅広い分野での応用が期待され、大きな市場が見込まれるため、激しい国際開発競争が繰り広げられています。

特に、バクテリアなどを直接殺菌する効果が最も高い波長260~280nmの紫外光は、医療器具の滅菌用途などで活用できます。

(AlGaN)系半導体※3は、深紫外LEDや深紫外LDを実現する材料として注目されています。
しかし、これまでAlGaN系材料は、結晶欠陥(転位)が多いことや
p型半導体のホール濃度※4が低く電気抵抗が大きい、
という理由で十分な発光効率が得られず、高出力な深紫外LEDは実現できていませんでした。

研究グループは、AlGaNにインジウム(In)を数%添加し、
p型半導体のホール濃度の向上を確認するとともに、
波長280nm帯の深紫外で、非常に高い内部量子効率※5(推定80%)で発光する
窒化物半導体混晶(InAlGaN:窒化インジウムアルミニウムガリウム4元混晶※6)を実現し、
単独素子で世界最高出力の10.6mWの室温連続出力動作に成功しました。

窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)系半導体材料は、
深紫外の200~360nmに発光範囲を持つ高効率発光の可能性がある
材料が硬く素子の寿命が長い
ひ素、水銀、鉛を含まず環境に無害である、
などの特徴を持ちます。
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(★1)NIKONが一般向けに発売したフィルムスキャナ、COOLSCANの発売年は何年だったでしょうか。(おぼろげな記憶では、1993年前後)。青、緑、赤のLEDを使用した光源による色分解方式で、かつ1インチハイトのPCスロットに入るコンパクトさでした。LED光源の光量が非常に僅かなだったため、平行光に近い光源光量を貴重に利用する光学系でした。そのため、一般的に印刷用のフィルムスキャナでは、拡散光による照明系を構成するのに対して、平行光であったため、フィルム表面の凹凸に非常に敏感なスキャナとなっていました。フィルム表面は現像後乾燥する際に、現像液や乾燥暗室のゴミが表面に付着してしまうのですが、このゴミをきれいに拾ってしまい、人肌の滑らかさを崩していました。しかし、あの当時、フィルムスキャナとしての登場は、価格的にも解像度(2800dpi?)としても非常にバランスのとれた商品であったことは確かです。

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