研究
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希土類元素 Eu 添加による波長超安定・狭帯域 GaN 赤色 LED の研究開発
教授 藤原 康文（工学研究科 マテリアル生産科学専攻）
研究の概要
藤原教授グループは、希土類元素 Eu（ユウロピウム）をドーピングした GaN を用いて赤色 LED を世界に先駆けて実現した。発光メカニズムが従来の半導体のエネルギーバンド間遷移による AlGaInP/GaAs を用いた赤色 LEDと全く異なり、Eu イオンの 4f 殻内遷移によるものであるため、環境温度により発光波長が変動せず、半値幅が非常に狭いシャープな赤色が得られ、高輝度化、高出力化が図れる。
この赤色 LED は GaN を基盤としているため、既に実用化されている青色、緑色の 窒化物半導体LED と同一結晶基板上に構成できることから、有機EL ディスプレイに代わる次世代ディスプレイとして期待されているマイクロLED ディスプレイの微細化とコストダウンが可能となる。また、同グループでは、既に 3 色の LED を同一のサファイア基板上に縦方向に積層することにも成功しており、革新的な技術として、多くの展開が見込める。
社会実装に向けた将来展望
今回の赤色 LED により、3 色を同一結晶基板で実現できるため、微細化とコストダウンが図れ、特にスマートウォッチや、AR、VR 用 HMD、車載用HUD など微細なマイクロ LED を必要とする製品に対しては革新的な技術となる。また、半値幅が非常に狭い特性を生かし、フォトセラピー（育毛・美肌）などライフサイエンスへの応用の可能性も大きい。
担当研究者
教授 藤原 康文（工学研究科 マテリアル生産科学専攻）
キーワード
赤色LED／マイクロLED／GaN／希土類元素イオン殻内遷移