微細LEDおよび受光素子の異種基板上常温接合と光バイオテクノロジー応用

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04620
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 雨宮 嘉照 広島大学, ナノデバイス研究所, 特任助教 (20448260)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 接合技術 / 光バイオテクノロジー

研究成果の概要

微細Light Emitting Diode (LED)と受光素子を混載させた光回路チップの実現を目標として、10-20マイクロメートルサイズのLEDおよび受光素子を石英基板上などに、常温かつ大気圧下で接合する技術を検討した。LED素子としては窒化ガリウム-LED層を用いて、LED素子を形成し石英基板上やレジスト上に接合した。受光素子としてはSilicon-on-insulator基板を用いて、素子形状を形成後に石英基板上に接合し、接合後にpn接合ダイオード受光素子を作製した。光バイオテクノロジー応用としては、接合したLED素子を用いて蛍光標識化されたタンパク質の蛍光観察を行った。

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

微細LEDと受光素子を同一チップに混載できる可能性を示すことができ、バイオセンシングやバイオモニタリングと微細化LEDの能動的な作用を同時・逐次的に行えるチップ・小型機器の実現への一歩につながると考えられる。さらにフレキシブルなディスプレイへの応用だけでなく、ウェアラブルデバイス分野へも応用可能だと考えられ、LEDを能動的に使用するような深紫外殺菌、光免疫療法、バイオジェネティクス、神経系インプラントなどについても、携帯可能なくらいの機器の小型化やウェアラブル化等の実現に波及するのではないかと期待される。