東京農工大とトクヤマ、世界トップレベルの出力特性を有す「深紫外線LED」の作製に成功

２１世紀の固体紫外光源の実現・応用展開に道
世界トップレベルの高性能深紫外線発光
ダイオード（LED）の作製に成功
紫外線LEDの応用技術開発を加速


＜概要＞

概要：国立大学法人東京農工大学応用化学部門の纐纈明伯教授、熊谷義直准教授の研究グループは、株式会社トクヤマと共同で、世界トップレベルの出力特性を有す「深紫外線LED」の作製に成功した。トクヤマは本年中にユーザー評価を開始し、２０１５年度までの事業化を目指す。

現状：現在、医療、浄水、食品分野における殺菌には水銀ランプが大量に使用されているが、消費電力が大きく、有毒物質である水銀を多く含むことから高環境負荷なデバイスである。本年、国際的な水銀規制新条約が採択予定であり、水銀フリーが世界の潮流となりつつある。そのため小型で高効率な省エネ代替光源として深紫外線LEDの開発が国内外で活発になっている。

研究体制：高性能な深紫外線LED開発では、キーマテリアルである窒化アルミニウム（AlN）高品質単結晶基板の開発と深紫外線LED構造の作製という二つの大きな課題があった。これらの課題解決のため、東京農工大学、株式会社トクヤマ、米国ノースカロライナ州立大学Sitar教授らの研究グループ、米国HexaTech社の四者で日米産学連携開発チームを作り、それぞれの有する技術的な強みを深紫外線LEDの実現に活かした。

コア技術：東京農工大学の研究グループは、独自のハイドライド気相成長（HVPE）法で超高純度のAlN結晶を高速成長可能にする手法を確立し、農工大TLO株式会社を通じ日米で基本特許を成立させた。ノースカロライナ州立大学、HexaTech社は、深紫外光が透過しないものの、低欠陥密度のAlNを成長可能な昇華法で種結晶を作製する技術を確立した。

　今回、昇華法で作製したAlN種結晶上にHVPE法で高速成長したAlNより、高い深紫外線透過率と低欠陥密度が両立したAlN基板を世界で初めて実現した。トクヤマはHVPE法のライセンスを受け、本手法を量産技術として確立するとともに同基板上に殺菌用途に最適な２６０nm帯（UV－C）紫外線LEDを作製し、世界トップレベルの出力特性を確認した。

今後の展開：東京農工大学では今後、生命機能科学部門の田中剛准教授、生物制御科学部門の有江力教授らを加え、殺ウイルス、植物育成制御分野など様々な分野でクリーン、長寿命、小型、低消費エネルギーな深紫外線LEDの特徴を活かした新市場を創出を検討する。

詳細：本技術の詳細は、英文誌Applied　Physics　ExpressVol．５（２０１２）　０５５５０４、同Vol．　５（２０１２）　１２２１０１に掲載されている。