High performance light emitting diode by subwavelength grating

• Project/Area Number: 24560377
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Electronic materials/Electric materials
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: NAOI Yoshiki 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (90253228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HARAGUCHI Masanobu 徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20198906)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 偏光制御 / 発光ダイオード / ナノ周期構造 / サブ波長回折格子 / 偏光

Outline of Final Research Achievements

We have studied on the development of III-nitride light emitting diode(LED) by using subwavelength periodic structure. Especially, we have examined the high polarized light emitting diode in UV wavelength region. By the theoretical analysis of the eigen-mode and the calculation of the electromagnetic distribution within the subwavelength lattice region, we determined the optimum condition of the subwavelength grating for the fabrication of highly polarized UV-LED. We have succeeded the development of UV-LED with high polarization selectivity, p:s=18:1.

Research Products

• [Journal Article] Polarized Emission Characteristics of UV-LED with Subwavelength Grating (2014)
  • Author(s): Yuusuke Takashima, Ryo Shimizu, Masanobu Haraguchi and Yoshiki Naoi
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 53
  • NAID: 120006510978
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Improvement of Polarization Characteristics of UV-LED by Using Sub-Wavelength Grating with Low Index Underlayer (2015)
  • Author(s): Yuusuke Takashima, Ryo Shimizu, Masanobu Haraguchi and Yoshiki Naoi
  • Organizer: 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-03-28
• [Presentation] Siサブ波長回折格子/SiO2膜/LED構造を有する窒化物系偏光LED (2015)
  • Author(s): 高島 祐介, 田邊 聖人, 清水 亮, 原口 雅宣, 直井 美貴
  • Organizer: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東海大学（神奈川県・平塚市）
  • Year and Date: 2015-03-13
• [Presentation] サブ波長金属回折格子を用いた紫外域偏光制御における材料及び構造設計指針の理論検討 (2015)
  • Author(s): 町田 優奈, 高島 祐介, 清水 亮, 田邊 聖人, 佐竹 正行, 直井 美貴
  • Organizer: LED総合フォーラム2014-2015in徳島
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県・徳島市）
  • Year and Date: 2015-01-10
• [Presentation] 有限時間領域差分法による紫外域の多層サブ波長回折格子偏光特性の理論的検討 (2015)
  • Author(s): 高島 祐介, 田邊 聖人, 佐竹 正行, 町田 優奈, 清水 亮, 原口 雅宣, 直井 美貴
  • Organizer: LED総合フォーラム2014-2015in徳島
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県・徳島市）
  • Year and Date: 2015-01-10
• [Presentation] サブ波長周期構造を有する窒化物系LED の 発光特性 (2014)
  • Author(s): 清水 亮, 高島 祐介, 原口 雅宣, 直井 美貴
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2014
  • Place of Presentation: 筑波大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-11-06
• [Presentation] サブ波長金属回折格子の紫外域偏光特性の理論検討 (2014)
  • Author(s): 高島 祐介, 清水 亮, 原口 雅宣, 直井 美貴
  • Organizer: 第75 回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] 多層サブ波長回折格子を有するLEDの偏光特性 (2014)
  • Author(s): 高島 祐介, 清水 亮, 原口 雅宣, 直井 美貴
  • Organizer: 2014年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
  • Place of Presentation: 島根大学（島根県・松江市）
  • Year and Date: 2014-07-26
• [Presentation] Optical characteristics of UV-LED with subwavelength grating
  • Author(s): Yuusuke Takashima, Ryo Shimizu, Msanobu Haraguchi, and Yoshiki Naoi
  • Organizer: 18th Microoptics Conference
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都）
• [Presentation] 高屈折率差サブ波長回折格子のLED応用への検討
  • Author(s): 清水亮, 高島祐介, 直井美貴
  • Organizer: LED総合フォーラム2013in徳島
  • Place of Presentation: あわぎんホール（徳島県）
• [Presentation] 低屈折率差サブ波長回折格子を有するLEDからの発光特性
  • Author(s): 清水亮, 高島祐介, 直井美貴
  • Organizer: 応用物理学会 中国四国支部 2013年度 支部学術講演会
  • Place of Presentation: 香川大学（香川県）
• [Presentation] 低屈折率膜を有するサブ波長回折格子を実装したUV-LEDの偏光特性
  • Author(s): 高島祐介,清水亮,原口雅宣, 直井美貴
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府）
• [Presentation] Polarized Light Emission from Blue-LED with SiO2 Subwavelength Grating
  • Author(s): Ryo Shimizu, Yuusuke Takashima and Yoshiki Naoi
  • Organizer: 6th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • Place of Presentation: 名城大学（愛知県）
• [Presentation] サブ波長回折格子形状のLED偏光特性に対する影響
  • Author(s): 清水亮, 高島祐介, 直井美貴
  • Organizer: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 青山学院大学（神奈川県）
• [Presentation] Cr-サブ波長回折格子を用いた紫外域偏光制御の理論的検討
  • Author(s): 高島祐介,南原 康亮, 清水亮,原口雅宣, 直井美貴
  • Organizer: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 青山学院大学（神奈川県）
• [Presentation] Theoretical analysis for linerly polarized emission in UV-LED with subwavelength grating structure
  • Author(s): Yoshiki Naoi
  • Organizer: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
• [Presentation] Fabrication of subwavelength grating with high aspect ratio on GaN LED
  • Author(s): Yoshiki Naoi
  • Organizer: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県）
• [Presentation] サブ波長回折格子による直線偏光UV-LEDの理論的解析
  • Author(s): 直井美貴
  • Organizer: 第７３回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県）
• [Presentation] UV-LED上サブ波長回折格子の偏光特性評価
  • Author(s): 直井美貴
  • Organizer: 第６０会応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学（神奈川県）
• [Presentation] サブ波長回折格子を用いたAlGaN系LEDの偏光選択特性
  • Author(s): 直井美貴
  • Organizer: 物理系学会中国四国支部2012年度支部学術講演会
  • Place of Presentation: 山口大学（山口県）