| 研究課題/領域番号 |
19H00874
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
岸野 克巳 上智大学, 上智大学, 教授 (90134824)
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| 研究分担者 |
野村 一郎 上智大学, 理工学部, 教授 (00266074)
大音 隆男 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (20749931)
富樫 理恵 上智大学, 理工学部, 助教 (50444112)
山口 智広 工学院大学, 先進工学部, 教授 (50454517)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2021年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2020年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2019年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
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| キーワード | 三原色集積型光デバイス / ナノコラム / InGaN / LED / レーザ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
三原色(RGB)集積型マイクロLED/レーザは、VR(仮想現実)、AR(拡張現実)、ディジタルサ イネージなどの基幹デバイスとなる。InGaN/GaNナノコラムでは、パターン基板上の結晶成長によって、コラム径を変化させると、可視全域で発光波長を制御できる。これを用いて本研究では、同一基板上に三原色レーザ/LEDを集積した発光デバイスの基盤技術を開拓する。ナノコラムの規則配列化によって、フォトニック結晶効果と発光色制御を同時に発 現させ、高い放射ビーム指向性、波長温度/電流安定性をもつ新世代の三原色集積型マイクロLEDを実現し、この研究を基礎にナノコラムフォトニック結晶レーザに展開する。
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| 研究成果の概要 |
ナノコラムは一次元ナノ結晶である。InGaN/GaN規則配列ナノコラムにおいて、コラム径による発光色制御メカニズムを用いて、超微細発光面を有するInGaN系LEDの二次元的に配列させ、微小領域内への赤、緑、青、黄色マイクロLEDのモノリシック集積化を達成した。さらに高い放射ビーム指向性を有するナノコラムLEDの多色集積化に成功し、ナノコラム周期を活用したAgプラズモニクス結晶を用いて、赤色域で数倍のフォトルミネッセンス発光増強を得て、赤色域InGaN系ナノコラムの高効率化へ道を拓いた。これら成果は映像パネルの微細化をもたらしてVR,ARなどの次世代ディスプレイの発展に寄与しうる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
VR、ARなど次世代ディスプレイは大きな社会変革をもたらすが、それに適合する映像パネルでは10μmサイズ以下のマイクロLEDを二次元配列技術の開拓が必要である。それに対する一つの解決法として、InGaN/GaNナノコラムによって発光面積5×5μm2のLEDを周期10μmで二次元配列させ、集積型μLED画素ユニットで赤、緑、青、黄色発光を実証した。
放射ビーム指向性の高いLEDの多色発光集積化を実現して新たな発光デバイス領域を拓き、さらにナノコラム周期効果を用いることで、プラズモニクス金属としてはAuではなくAgが赤色域発光増強に有効であることを示して、従来のプラズモニクス分野の常識を革新した。
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