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Eの奇D

半導開発にはS乱万丈の歴史がある。日本には「EWの_(へきれき)」と言う表現があるが、そのように}んでふさわしいブレークスルーには挙にLかない。

 EWの_とは、広Tによれば、E空ににわかにる雷にy来し予[を裏切る変動やjPをT味する。雷はUを}び「JWに慈U」となりl作をもたらすと考えるのがよい。EWは晴WではなくEというCが要である。実は英語でもEWの_を表現することができるが、それは、Out of blue! である。日英ともにEを使う不思議さがある。期待しないがr突に発擇靴徳蠹に驚いてしまうのが、Out of blue! というわけだ。

 EWの_がふさわしいJWに慈Uがんだ半導のブレークスルーは何と言っても徳発のE色LED(発光ダイオード)であろう。E色LEDは日亜化学工業という半導メーカーではない、徳県の企業にいたEQの中T二が1993Qに発した。このT味は深い。単にEい発光を莟Rしただけと考えてはいけない。これまで、靴uを発光するLEDはT在した。これにるいEが加わりRGB (Red、Green & Blue)が完Tする。RGBによりフルカラーの表ができるようになる。

 T在していたR&Gに加えて今度はEを狙うという野心をeった{い科学vは世cにj勢いた。でも、h出して成功したのは中だけだった。

 Eい発光が工業的に完成すると人々のはどう変わるか?真空管がwである半導に~dされたように真空封Vで作られる白X電球を、人類は捨てることができる。白X電球のエネルギー効率は5%とj変低く、投入エネルギーの95%をXとして捨てている。このため電球はXくてeてない。真空封Vで作られる他の照である蛍光iは水銀を使う。水銀は水俣の原因となる~毒であり、環境を汚する元になる。先進国では蛍光iをW易に廃棄することを禁じている。

 LEDはRGBを加えて白色光を作ることが可Δ澄このw光源はエネルギー効率が相当に高い。したがってjきな省エネが可Δ砲覆襦照において白X電球が捨てる無Gなエネルギーの80%がI約できる。世c中の電の4分の1を照が消Jするとされているので、25%×95%×80%ということから合19%をI約できることになる。

 ではEい発光をuるにはどうするか?LEDの発光理bからすればEに相当するエネルギーバンド幅の禁V帯を~する半導を探すことから始まる。それはIII-V半導の窒化ガリウムtちGaNである。ではGaNをどのようにして作るか?

 中は、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) という\術で GaN を仕屬欧拭真のEの発光には、実はGaのk陲鬟ぅ鵐妊ウム(In)で換する要がある。換量を微に調Dして初めてEい光が発せられる。

 GaNならE色の光が出ることは、理b屬錣っていた。しかし、学会でもそうだったが GaNは人気がなかった。Mしくて成果が出にくいのでb文が書けないからだ。その屬InでGaを換する、このMしさをタKする要があった。このことは世cの争vをらした。リスクをcけたv達は成功に到らなかった。リスクをDった中がjきな成果をMちDった。

 発光効率を屬欧襪砲呂匹Δ垢襪。PN 接合を形成しバイアスを印加し電子と孔をR入する場所に~効な量子井戸を作らなくてはならない。~効な量子井戸はL陥がない良のT晶であって空間的に狭いことが好ましい。そうすると電子-孔瓦篭垢ぐ羝佑涼罎悩難T合する確率を\やす。しばらくして中のEい光は発光効率10%を越えて世cはその実に驚いた。

(次vへく)

j和田 敦之 エイデム代表D締役
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