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2021 年度 研究成果報告書

ナノコラム結晶による三原色集積型発光デバイスの革新

研究課題

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研究課題/領域番号 19H00874
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分30:応用物理工学およびその関連分野
研究機関上智大学

研究代表者

岸野 克巳  上智大学, 上智大学, 教授 (90134824)

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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
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
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。

自由記述の分野

光エレクトロニクス

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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公開日: 2023-01-30  

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