理研和埼玉大开发出波长227.5nm的紫外LED 发光强度约为原来的50倍

【日经BP社报道】理化学研究所和埼玉大学共同开发出了发光波长227.5nm的紫外LED，输出功率为0.15mW。此前，其它研究组发布过发光波长为210nm的紫外LED，但输出功率仅有0.02μW。除此次的试制品外，理化学研究所和埼玉大学还成功试制出了发光波长为253nm、输出功率为1mW、发光波长为261nm、功率为1.65mW、发光波长为273nm、功率为3.3mW的三种紫外LED。这些紫外LED的输出功率，与灯饰上使用的蓝色、红色、白色LED大体相同，达到了可直接用作杀菌灯的水平。此次开发的紫外LED，今后将打算用于杀菌、净水、医疗领域以及公害物质的高速分解处理等领域，所以将进一步提高效率和功率。

试制的紫外LED采用了AlGaN系半导体。首先在蓝宝石底板上生成AlN层，然后在上面逐层结晶生成n型AlGaN层、AlGaN发光层（3重量子井结构）及p型AlGaN层等。为提高输出功率，还改进了蓝宝石底板上的AlN层的结晶生成方法。交错形成了在连续供应Al材料的同时间歇供应氨气生成的AlN层、以及同时连续供应Al材料和氨气生成的AlN层，从而得到多个AlN层。该结晶生长方法被命名为“氨气间歇供应多层生长法”。

　　 通过氨气间歇供应多层生长法，(1)AlN结晶中的贯通错位密度得以减小；(2)结晶层的平坦性得以提高；(3)结晶内的变形导致产生裂纹的情况得以减少。由于AlN层的质量和平坦性得到了提高，AlN层上生成的各层的质量和平坦性均得到提高，从而AlGaN发光层的加大了发光强度（输出功率）。与使用原方法生成的AlN层相比，发光强度增至50倍左右。

　　 此次的紫外LED，是理化学研究所理研新领域研究系统兆兆赫光研究项目兆兆赫量子单元研究组组长平山秀树和埼玉大学理工学研究系教授镰田宪彦的开发成果。