Si量子ドットハイブリッドLEDの写真と模式図(左)、Si量子ドット溶液と発光中の溶液(右)
広島大学は5月20日、世界で初めてナノシリコン(シリコン量子ドット)を発光体とする青白色LEDの開発に成功したと発表した。
量子ドットとは、動きが制限された状態に閉じ込められた電子(励起子)が通常とは異なった特性を持つ現象を用いたもので、LEDやレーザーなどの発光デバイス、太陽電池セルなどの次世代の電子デバイスとして期待されている。シリコン量子ドットを用いた発光素子はこれまで赤色、赤外線は作られていたが、広島大学自然科学研究支援開発センターは今回、青色の発光デバイスを世界で初めて開発、発光に成功した。
シリコン溶液にパルスレーザーを照射してナノ粒子化する手法を用い、電極上に導電性高分子(ホール注入層／ホール輸送層)とともに大気圧下での塗布・乾燥するというプロセスで薄膜で形成(アルミ電極は蒸着)。製造したSi量子ドットLEDは2mm角の面発光素子で、波長400～600nmの可視光域、発光強度はこれまでの量子ドット発光素子に比べて350倍とはるかに強いという。
量子ドット発光素子は粒子のサイズを変えることで発光色が自在に調整できるという利点があり、さらにレアアースの類を用いず大気圧下の塗布プロセスで製造できるというコスト面での利点も持つことから今後のLED／有機ELといった発光素子を革新する可能性がある。
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