光センサー機能一体型紫外発光ダイオードの開発 - MATCI 産学連携支援マッチング情報システム

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光センサー機能一体型紫外発光ダイオードの開発
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カテゴリー	工学、電気電子、光応用、材料
代表研究者	髙島祐介
関連する研究者	永松謙太郎　　山口堅三　　原口雅宣　　直井美貴
研究概要	光波長以下の繰り返し周期で細線が並んでいる構造(以下、ナノ構造)を3属窒化物系紫外発光ダイオード(LED: Ultraviolet Light Emitting Diode)の表面に実装し、光センサー機能一体型の紫外LED開発を行う。ナノ構造では、構造の繰り返し周期が光波長より短く、通常は発生しない特異な回折が支配的になる。この回折光の強度は、通常の回折現象に比べ格段に構造近辺の物質に依存するため、光による物質の高感度検出が可能である。本申請では、ナノ構造をLEDに実装した場合の理論的検討および光センサー機能を組み込んだLEDデバイス作製・評価を行う。特に殺菌作用の強い紫外LEDに適応し、医工連携による体内のウイルスやがん細胞の検出・除去機能を同時に有する紫外LEDの実現および医療小型デバイスへの展開を目指す。本手法は適応波長の制限がなく、紫外だけでなく可視や赤外の光にも応用が可能であり、LED全般に波及効果がある。したがって、赤外・可視LEDの非侵襲光センサーへの応用等、照明にとどまらないIoT(Internet of Things)社会におけるLEDの新しい価値を創造し、徳島県がLEDバレイとして世界をリードするきっかけになると期待できる。また、日亜化学を始めとする地元企業との連携の可能性を秘めており、産学一体となったLED産業の創生につながると考えている。 ▼徳島大学研究クラスターNo.1903005 https://cluster.tokushima-u.ac.jp/new-cluster-list/992.html
研究者の役割分担	ナノ構造の材料選定および紫外LED試料は直井と永松が担当する。また、高感度センサーに向けたナノ構造の繰り返し周期や構造高さの最適化は山口、原口が共同で行う。実際のナノ構造のデバイス実装および光センサー一体型LEDの電気・光特性評価は高島が行う。これらすべての研究について高島が総括を行い、全責任を負う。
研究期間	2019年4月1日〜2022年3月31日
産業界へのメッセージ	ナノメートルサイズの構造をLED表面に作製し、殺菌からウィルス検出が同時に可能な高機能LED開発を行っています。LEDによるガス検出や紫外光検出など工業的応用にも展開し、IoT社会における新しいLEDの可能性を切り開きます。