诺奖得主天野浩:聚焦纳米线LED、深紫外LED

诺贝尔物理学奖得主天野浩2014年10月24日获得了日本政府颁发的文化勋章,并在其任职的名古屋大学举办了记者见面会。天野在会上以回答记者提问的形式,介绍了自己正在进行的研究。

在这些研究中,天野着重强调了功率器件应用的重要性。这是因为与Si相比,GaN的带隙大、导热率高,具备适用于功率器件的特性,有望起到良好的节能效果。

天野充满信心地说:“氮化物半导体的应用不只是LED,我特别关注的是功率器件。LED为节能做出了贡献,功率器件也将大幅推动节能,比如功率晶体管。Si虽然实现了高达95%的电力转换效率,但依然存在5%的损失。而GaN理论上可以使这一损失降低到1/6以下。还有望起到超过LED的节能效果。我们也在开发超低耗电量的功率器件。功率器件方面,从现在开始才是关键时刻。在GaN功率器件领域,我认为日本现在处于领先地位,希望在这一领域引领世界的发展”。

关注深紫外LED

天野也介绍了在LED和半导体激光等发光元件领域的举措。LED方面正在研究借助周期性大量设置纳米级GaN线的“纳米线结构”,提高发光效率。在这种结构下,每条线都可作为LED发光,因此有助于扩大发光面积,提高发光效率。

此外还在研究波长仅为250nm~350nm左右的深紫外LED。这种LED除了杀菌用途外,预计还可应用于印刷领域。印刷领域过去使用的紫外光源的发光波长有限。因此,印刷墨水等使用的高分子材料需要配合波长来开发,既费时又费力。而LED容易调节波长,能按照高分子的特性选择紫外LED的波长,从而可使开发变得更简单。

利用GaN类半导体实现红色激光器

不只是LED,天野还对新型半导体激光器给予了关注。GaN类半导体的LED存在电流密度过大时发光效率下降的“光效下降现象”。而半导体激光器没有这种现象,通入的电流越大,亮度越大,效率越高。因此在照明用途,半导体激光器也引发了关注。

激光照明备受期待的用途是汽车头灯。虽然已有部分车型采用了激光头灯,但温度特性依然存在课题。因此,天野正在针对这一课题开展研究。

除照明用途外,天野还在研究显示器用半导体激光器,他研究的是使用GaN系半导体的红色激光器。虽然显示器用红色半导体激光器已经存在,但在平视显示器等汽车用途,“温度特性还不够”(天野)。因此,天野希望使用GaN类半导体解决这一问题。(责编:Flora)


来源:日经电子

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