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東京農工大など「深紫外線LED」を開発 殺ウイルス、植物育成制御に

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東京農工大など「深紫外線LED」を開発 殺ウイルス、植物育成制御に

東京農工大学は、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。トクヤマは今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。東京農工大では、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の創出を検討する。

低圧水銀ランプから深紫外線LEDへの置き換えの利点

低圧水銀ランプから深紫外線LEDへの置き換えの利点(クリックで拡大)

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となっている。

今年、国際的な水銀規制新条約が採択される予定であり、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化している。

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、トクヤマ、米国ノースカロライナ州立大学、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。

東京農工大学は、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、同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。

【参考】
東京農工大学 - 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

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