| 研究課題/領域番号 |
15K01004
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| 研究機関 | 新居浜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
和田 直樹 新居浜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (90632787)
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| 研究分担者 |
若原 昭浩 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00230912)
酒井 士郎 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (20135411)
塩貝 一樹 新居浜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 助教 (50757664)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 高専教育 / 学生実験 / 半導体 / 青色ＬＥＤ / 発熱 / 熱抵抗 |
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| 研究実績の概要 |
平成27年度は、学生実験用の青色LED構造を決定して豊橋技科大にてフォトリソグラフィー用マスクを作製し、徳島大のLED用結晶基板を用いて、豊橋技科大でn形電極まで形成した試料を作製できた。
平成28年度の目標は、平成29年度に新居浜高専の学生実験に導入するために、学生実験用として爆発性や有毒性のガスや薬品を使用しない安全で簡便な青色LEDの製作工程を開発して、LEDの製作実験と特性測定実験の各工程を完成させることである。
まず、豊橋技科大にてn形電極まで形成した試料上に、新居浜高専にてアルミニウムのp形電極を、真空蒸着、フォトレジストを用いたリフトオフ、窒素中540℃のシンタリングという安全で簡便な方法で形成できる技術を開発した。次に、ダイシング装置を用いて一辺0.95mm角のチップに切断して、ダイボンディング装置とワイヤボンディング装置を用いてTO-46Sヘッダー上にダイアタッチ材と金線を用いて実装してLEDパッケージを完成させた。その結果、2.6Vという比較的低い立ち上がり順電圧で明るい青色発光を確認でき、LED製作実験工程を完成させることができた。
一方、特性測定実験では、チップとヘッダー間にほう珪酸ガラス板を挿入することで熱抵抗（発熱状態）が異なるLEDパッケージを製作して、ΔVF法による熱抵抗と発光層温度測定、及び光出力と発光ピーク波長を測定する実験工程を完成できた。この結果、発光層温度によって異なるLED特性が得られ、学生実験ではこれらの原因を考察する中で、青色LED特有の発光機構や発熱の問題点などを理解させることができる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通りに、学生実験用の安全で簡便な青色LED製作実験工程と、デバイス設計上重要な発光機構や発熱の問題を考えさせるLED特性測定実験工程を完成できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度は、平成28年度に完成した実験工程と、日本人3名がノーベル賞を受賞した青色LEDの発明に至った重要な技術ブレークスルーを説明する資料を実験書にまとめて、後期の4年生の学生実験に導入する。そして、学生へのアンケートや理解度テストなどを通して、先行導入している太陽電池製作実験の結果とも比較しながら教育効果をまとめ、論文や学会発表を通して広く成果を報告する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画に対して平成29年度は、学生実験導入のための消耗品費と学会発表用の旅費の増額が見込まれたので、光学実験台の購入を次年度まで延期しているため。当初の見積もり額より、同性能で安価な恒温槽を購入できたため。実験導入前の検討会を平成29年度に延期したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成29年度の学生実験導入を円滑に推進するための消耗品費と光学実験台の購入、及び広報活動推進のための学会発表用旅費へ充てる。平成29年8月頃に実験導入前の検討会を新居浜高専で行う予定。
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