シリコン基板上で作れる反射層付LED 8
ストーリー by nabeshin
白熱球並みの値段になるか 部門より
白熱球並みの値段になるか 部門より
青色系LEDはサファイア基板上の窒化ガリウム（GaN）によって実現されているが、GaNの裏側に反射層を持ち、シリコン基板上で製造できる方法が発表された（Advance brings low-cost, bright LED lighting closer to reality）。構造としては、シリコン基板上にAlNとZrNの層を作り、そこにGaNを成長させたものとなっている。安価になってきたとはいえサファイア基板がLED照明の高コストの一因であること、GaNの発光に対してGaN層の直下に反射層が内包されているというこで、この手法が実用化すればLED照明がかなり安くなるのではなかろうか。
BLU-RAYドライブ、白色電球… (スコア:3, 参考になる)
ともあれ、今時の高密度な光学補助記憶装置は青色やもっと短い波長のレーザを使っていますが、信頼性や価格の点でネックになっていたのが、要であるピックアップの青色半導体レーザー [wikipedia.org]の歩留まりが悪い事に由来している場合が多いと聞いていますが、
この手法をうまく使うと、VCSEL [wikipedia.org]に近い感じで高信頼性の青色半導体レーザ素子を今までに予想できなかった程の歩留まりで量産出来るのでは…？？
# VCSEL方式だと極めて高出力の青色レーザを安価に作れるということで、工業機械などの
# 精度や微細度の向上のような副作用も期待できるかも…
今、BD-ROMのバルクドライブの市価がやっと二万を割り始めて、その筋のお店の目玉商品になっていますが、この技術で作られた半導体レーザを使えば更に安価に出来るかも知れませんね。
BD-RWドライブやその後継？が今のDVDドライブと同じような価格帯で入手可能になる日は意外に近いところまで近づいているのではないかと思いますよ。
# インフレが酷くなったりとかしなきゃですけど(-_-;
後は、白色LEDを使った照明器具が高いのも青色の要素の発光部分がかなり価格を上に引っ張ってると思いますので、これにも応用できると…
Re:BLU-RAYドライブ、白色電球… (スコア:5, 興味深い)
実際にLEDとして使えるかどうかは、畢竟どれだけ欠陥の少ない高品質なGaN結晶ができるかですよね。（歩留まりが悪いのもそのせいのはず。）で、件の論文のアブストを見るとX線回折半値幅1230秒=0.34度となってて、産業用シリコン結晶と比べて100倍くらい悪いように思うんですが、これでちゃんと発光するんですかねえ。リンク先の記事では、「現在はクラック(割れ)とか欠陥とかがあって結晶性は良くないけど、これは技術的な問題だからたいした事じゃない」なんて言っててかなり強気ですが、むしろ熱膨張係数と結晶格子定数の不一致っていう根本的な大問題に見えるんですけど。本当に解決できるのかな？
ミラー形成に金属的かつ結晶が壊れにくい ZrN を使う所とか、ZrN のシリコン結晶への拡散を止めるために AlN を使う所とか、研究として素晴らしいのは間違い無いんですが、実際に製品化するまでは茨の道のような気が...
# 本物の専門家のコメント求む！
Re:BLU-RAYドライブ、白色電球… (スコア:2, 興味深い)
GaNの場合、Si並の結晶性は今のところどうあがいても無理ですので、Siの数値と比べるのはさすがに酷かと思います。最新の情報を追っかけているわけではないのであまり自信がありませんが、製品となるようなGaN基板の結晶性は、サファイア上に成長させたものでFWHM(半値全幅) 300 arcsecくらいでしょうか。1230 arcsecではあまり良い結晶性とは言えませんが、一応、桁違いに酷い数値というわけでもないと思います。
ただ、この程度の結晶性ですと、Si上に成長させたGaN層の結晶性としても良い数字というわけではないので、アブストラクトでわざわざ as low as 1230 arc sec と言っているのは、ミラー層を挟んだ上での成長でもこの数字が出せたことが良い成果ということになるのでしょうか。このあたりの数字の感覚は私もちょっとよくわからないので、なんとも言えません。
> 実際に製品化するまでは茨の道のような気が
というのは、その通りですよね。多種多様な「技術的な問題」を解決するために世界中で山ほどの工夫が研究されているわけで、その結果どういう技術が実用上本命になるのかは難しいんですよね。アレンジされて形を変えて花開くこともあるし。
サファイア基板も価格競争中？ (スコア:2, 興味深い)
えーと、えーと (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
…で、その青色系LEDの製造コストを下げられる (スコア:0)