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整理番号 6766   (公開日 2014年12月16日) (カテゴリ バイオテクノロジー情報・通信エレクトロニクス
ドレスト光子により高パワー・高効率で赤外発光するシリコン製の光子ブリーディング素子(第三の光源)
●内容  70年にわたる半導体工学の歴史の中で、シリコン(Si)は光らない半導体と信じられてきた。しかし我々が発見したドレスト光子(物質エネルギーの衣をまとったナノ寸法の光: Dressed photon: 参照、大津元一著、ドレスト光子はやわかり、丸善プラネット、2014)の原理に基づきSi結晶に光をあてながら加熱し強く光る発光素子を世界で初めて実現した。この素子の出力光の色は加熱する際に使った光の色と同じである。すなわち、出力光は作製に使った光の複製となっていることから、この素子は光子ブリーディング素子(Photon breeding device: PBD)と呼ばれている。この発光原理は発光ダイオード、レーザーと異なるので、第三の光源とも呼ばれている。
 ちなみに、赤外光をあてて加熱すると赤外光を出すPBDが、さらに赤、緑、青の光をあてて加熱すると、各々赤、緑、青の光を出すPBDができる。前者の場合、およそ0.9μm〜2.6μmの範囲で所望の波長の赤外光を発生し、その光パワーは1ワット、外部量子効率20%に達する高パワー・高効率素子である(図1)。この赤外光を発生するPBDは実用化レベルに達しており、このような高パワーの半導体赤外光源(図2)は今までに無かったことから、多くの応用が可能となった。たとえば暖房機器、調理機器、医療機器、加工機器、防犯・防災機器などである。この研究に関心を持つ企業との共同研究を希望する。
●研究者
特任研究員 大津 元一
大学院工学系研究科 電気系工学専攻
●画像


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図1 シリコン製の赤外PBD
(右) 電流注入前の外形
(中) 電流注入による 高パワー赤外光スポット
(左) パッケージ入りの実用化品
(C) 大津元一

図2  高パワー赤外集光器
(C) 大津元一
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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