広島大、シリコン量子ドットを発光体とした青白色LEDを開発

広島大学は5月20日、ナノシリコン(シリコンの量子ドット)を発光体とした青白色LEDを開発したと発表した。

同成果は、広島大学 自然科学研究支援開発センターの齋藤健一 教授、理学研究科の辛韵子 大学院生らによるもの。詳細は科学速報誌「Applied Physics Letters」(オンライン版)で公開された。

バルクシリコンの電子構造は、発光強度が弱く発光波長も肉眼では見えない赤外線であることから、発光素子として用いられていない。しかし、量子ドットは粒子サイズを変えることで発光波長を制御することが可能であり、研究グループもこれまで、三原色を発光するシリコンナノ粒子の製法の開発や、白色発光のシリコン量子ドット分散溶液の作製などを行ってきた。

今回の取り組みはそうした研究を発展させたもので、ITO透明電極付きガラスを洗浄し、そこに導電性高分子溶液ならびにシリコン量子ドット溶液を塗布・乾燥させて成膜し、電子注入層とアルミ電極を形成することで白色または青白色の発光を実現したという。

これを用いて開発されたLEDは厚さ0.5mm、電圧6Vで、電極以外は透明な面発光型。発光面積は2mm角で、電界発光(EL)スペクトルから可視領域(400～600nm)で広く発光していることが確認されたとする。

なお研究グループでは現在、複数の方法でシリコン量子ドットならびLEDの作製を行っているとのことで、今後はさらに高強度・高効率なシリコン量子ドットとLEDの開発を行っていく予定としている。