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やってみないとわからない、でも挑戦することで、世界や社会を動かす、人々の生活を変える成果につながるのだと、理解される良い事例です。, 赤崎先生は、著書『青い光に魅せられて〜青色LED開発物語』で、大川出版賞という「通信・情報分野で優れた図書」に送られる賞を、2013年に、受賞されました。 また、きれいな結晶ができても、それを実際に使うためには、「pn 接合」という、電気的にプラスの性質をもつ半導体と、マイナスの性質をもつ半導体をつくって接合する必要があります。しかし、窒化ガリウムでは、「p 型半導体はつくれない」という説が、まことしやかに語られていたのです。それについても、赤崎先生は長年の経験と勘から「必ずできる」と信じて、1989 年、ついに窒化ガリウムによるpn

私は、2010 年末から約1年にわたり、名城大学へ10 回近く通い、赤崎先生に直接お会いして、毎回、2〜3 時間ずつインタビューをし、文章にまとめました。その私のつたない文章に赤崎先生がていねいに、そして何度も修正を入れてくださり完成したという経緯があ 歳にしていまなお第一線で活躍されている研究者としての取り組みまで、幅広く語られています。 これらのことからわかるように、今回の青色LEDの発明は、人々の生活と社会を変えたすごいものなのです。, 注目の分野で、注目されない研究に「夢」を見た

私は、青色LED 開発の功績により、2014 年ノーベル物理学賞を受賞された赤崎勇先生の研究者人生について書かれた『青い光に魅せられて――青色LED 開発物語』の本の執筆を担当しました。その本では、研究にまつわる話だけでなく、鹿児島で過ごされた幼少期の思い出、過酷な戦中体験、学生時代に進路で悩 まれたこと、社会人になってからの様々な人との出会いや旅先での失敗のエピソード、そして現在、85 1993年に日亜化学工業が青色ledを発売する前、多くの技術者たちによる窒化ガリウム(gan)系半導体結晶を得るための努力があった。このgan系青色ledの開発の歴史において極めて大きな足跡を残したと言えるのが、名城大学教授の赤崎勇氏と天野浩氏(現名古屋大学教授)のグループである。

例えば、「窒化ガリウム」という言葉すら、ほんとどのメディアが避けているのにはあ然とさせられました。, 多くの研究者は、あきらめていた 1 待望の青色。ディスプレイの華やかさもブルーレイも では、その発光ダイオードに青色の発光が加わると何が良いのでしょうか。 光には3原色があり、赤と緑に加えて、青がそろえば、あらゆる色の表現が可能になります。

世界最高の栄誉とされるノーベル賞の物理学賞に、青色発光ダイオードの発明で、日本人の3人が選ばれたことです。 科学技術情報誌『ネイチャーインタフェイス』編集長、文科省科学技術・学術審議会情報科学技術委員会専門委員などを歴任。共著に、『これも数学だった!? カーナビ・路線図・SNS』(丸善ライブラリー)がある。. 「『ない』ものを実現したい。これが私の夢」(赤崎勇<名城大・理工>)。そんな夢が実際体験できる分野、それが光エレクトロニクスなのかもしれない」 Copyright © Nikkei Business Publications, Inc. All Rights Reserved. 3 『青い光に魅せられて――青色LED 開発物語』の執筆で知った赤崎勇先生

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青色 発光ダイオード 赤崎

青色発光ダイオード(青色led)で、日本人3人がノーベル賞 〜名古屋大・名城大 赤崎勇先生〜 『青い光に魅せられて―青色LED 開発物語』の執筆で知った赤崎勇先生

その執筆を担当した科学ライターの田井中麻都佳さんに、赤崎先生のそんな研究姿勢が生んだ青色発光ダイオードの開発の裏話をご紹介いただきました。, 窒化ガリウムに、20年こだわり続けたかっこ良さ

青色LEDや青色半導体レーザーといった青色発光デバイスを光らせるには、少なくともバンドギャップが2.6eV(電子ボルト)以上と大きな半導体材料が必要となる。発光波長とバンドギャップエネルギーの間には, という式が成り立っており、青色の発光波長である455~485nmを得るという目的から逆算すると、2.55~2.72eVというバンドギャップエネルギーが導かれる。従って、青色発光デバイスを実現するには、少なくとも2.6eV以上のバンドギャップエネルギーが必要だ。こうしたバンドギャップエネルギーが大きい半導体をワイドギャップ半導体と呼び、上記の式から分かるようにワイドギャップ半導体だからこそ、エネルギーの高い青色領域である短波長の光を放つことができる。, 1960年代後半から1980年代前半にかけて、こうした青色発光デバイスの材料として候補に挙がっていたのは、SiCとセレン化亜鉛(またはジンクセレン、ZnSe)、GaN──の3つだった。だが、これらの3つが等しく期待されていたわけではない。結晶成長の難易度を踏まえ、SiCとZnSeの2つにより多くの研究者の注目が集まった。, ところが、ここで赤崎氏はGaNを選択した。この選択について同氏は、2002年に武田賞を受けた際の講演で次のように語っている。, 「1970年ごろから80年代にかけて青色発光デバイスを目指す研究者の多くはこの3つの材料(GaNとZnSe、SiC)を対象として研究してきた。この中で唯一、SiCはpn接合が当時からできていた。従って、結構多くの人がこの材料の研究に取り組んでいた。残りはZnSeもしくはGaNを選んだ。これらはいずれもp型半導体ができていないという点で共通していた。しかし、SiCはバンド構造が間接遷移型のため、強い発光が望めないし、まして半導体レーザーはできない。一方で、ZnSeとGaNは共に直接遷移型だが、pn接合ができていなかった。, こうした背景から、SiCを選んだ研究者以外の大部分はZnSeを選択した。その理由は、両方とも結晶を作りにくい点は同じだが、どちらかと言えばZnSeの方がGaNよりも作りやすかったからだ。, また、ZnSeには柔らかくて加工しやすいという特徴もあった。それに対し、GaNは結晶の作製が極めて難しく、またエネルギーギャップがZnSeに比べて大きいため、p型化はさらに困難であると予想された。, 私は、GaNのpn接合と青色発光デバイスの実現は極めて困難であると分かっていた。だが、どうせやるならと、この難しいGaNに挑戦することにしたのだ」。, 赤崎氏が青色LEDや青色半導体レーザーの開発を強く意識し始めたのは1966年ごろだという。当時、松下電器東京研究所(その後、松下技研に社名変更)に所属していた同氏は、窒化アルミニウム(AlN)や、ガリウムヒ素(GaAs)の結晶成長と物性の研究、ガリウムヒ素リン(GaAsP)を使った赤色LEDやガリウムリン(GaP)による緑色LEDの開発を手掛けていた。このうち、赤色LEDでは、1969年に外部量子効率が2%と世界最高のデバイスの開発に同氏は成功している。, だが、青色発光デバイスの開発を目指してGaNを選択したのは赤崎氏だけではない。世界では同氏よりも先にGaN系青色LEDの開発に着手した研究者がいた。赤崎氏が従来よりも明るい赤色LEDを開発した1969年に、米国ではRCA研究所のMuruska氏らが、HVPE(水素化物気相成長、ハイドライド気相成長)法によりサファイア基板の上にGaN単結晶を作製することに成功した。そして、1971年には、米RCA研究所のPankove氏らがGaNを使ったMIS(金属-絶縁体-半導体)型青色LEDを作製する。これが、世界で初めての青色LEDだ。ただし、p型が実現できないため、外部量子効率は0.1%と暗かった。, このMIS型青色LEDが初めて光を放った2年後の1973年、赤崎氏は実際にGaN系青色発光デバイスの開発に着手する。p型を実現し、より明るい青色LEDや、青色半導体レーザーの実現を目指したのだ。このとき、同氏は「“前人未踏”の『GaN系ナイトライドのp-n接合による青色発光デバイスの実現』への挑戦を“ライフワーク”とすることを決意した」(赤崎、「夢の青色発光デバイスの実現を語る」、応用物理第73巻第8号、2004年)。

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の実現には、「バンドギャップエネルギー」と呼ばれる電子が飛び移る(励起する)のに必要なエネルギーが大きな物質をつくり出す必要があったからです。

バンドギャップエネルギーは物質によって異なり、バンドギャップが大きな物質としては、当初、窒化ガリウムよりもむしろ、セレン化亜鉛という物質が有望視されていて、多くの研究者がセレン化亜鉛の研究をしていました。ところが、セレン化亜鉛では結局、実用化できる高輝度な青色は実現できなかったのです。一方で、窒化ガリウムはつくるのはとても難しく、ほとんどの研究者はあきらめてしまい、一時期はまったく見向きもされなくなった材料でした。, ところが赤崎先生は、「つくるのが困難であるということは、裏を返せば、“タフ”な材料である」という信念のもと、窒化ガリウムの研究に孤軍奮闘されたのです。あのとき、赤崎先生までもがあきらめていたなら、いま、私たちは青色LED の恩恵にあずかれていたかどうか、怪しいものです。, 天野先生の偶然も、赤崎先生の必然があったからこそ

本グループサイトは、学校法人河合塾が、CSTI(内閣府/総合科学技術・イノベーション会議)のエビデンス事業及び経済産業省のキャリア教育、理系の魅力の発信、情報教育推進事業の一環で作成し、運営しています。 Copyright(c)2018 Wakuwaku-catch.All Rights Reserved. それにより、色とりどりの光が実現でき、青色光に蛍光塗料を塗ったりすることで、白色光も出せるようになりました。破損もしにくく、原理も単純で大量生産もしやすい。発光の効率の良さは、白熱電球の3倍以上とされます。 青色LED(発光ダイオード)が発明、開発されたことにより、LEDによる光の三原色がそろうことになり、照明や信号機、パソコンやスマートフォンのバックライト等あらゆる面に応用され、今や生活に欠くことのできない技術となっている。本書は1989年、世界で初めて窒化ガリウムのpn接合による青色LEDの実現に成功し、この分野を確立した著者による開発物語ともいえる自叙伝である。, 著者の生い立ちにはじまり、その後、前人未踏の「青色LED」の開発をこころざしてから、研究者として幾多の困難に対し、決してあきらめることなく、不屈の信念をもってこれを貫き通し、長年試行錯誤を繰り返しつつ遂にその基礎技術を確立するに至った努力とその過程が、著者の生きざまを語って余すことなく述べられている。LEDの技術的な解説と開発にまつわるエピソードを交えながら、生き生きと描かれ、著者の高潔な人柄と研究に対する真摯な姿勢が浮き彫りにされており、読者を啓発して止まない良書である。, 田井中麻都佳(たいなかまどか/編集者・ライター)

ります。そのため、今回の受賞の知らせを聞いたときは、まるで自分のことのように飛び上がって喜びました。と同時に、安堵しました。なにしろ、赤崎先生の お話をお聞きするにつれ、先生のご功績がいかに大きなものであるかを理解し、ノーベル賞を受賞されるのは、もはや時間の問題だと思っていたからです。, ところがいざ受賞されてみると、その報道の仕方にはがっかりさせられることが多々ありました。話題はお人柄や人間関係などに終始し(もちろん、赤崎先生のお人柄は大変素晴らしく、お茶目な一面もあったりします!)、赤崎先生らの研究のなにがすごいのかを紹介している報道はほとんどなかったからです。

田井中麻都佳.

さらに、光は、電波同様に波(電磁波)なのですが、波長が短いので、電波よりもたくさんの情報が送れるという特色もあります。インターネットで動画・写真など大容量の情報交換を可能にした光通信は、この原理により生まれたのです。発光ダイオードが放つ光を「位相」をそろえる工夫を加え、レーザーにすることで、大量の情報を載せられるようにし、その情報をファイバーケーブルで送っているのが光通信です。, 待望の青色。ディスプレイの華やかさもブルーレイも 街角の大型カラーディスプレイが鮮やかになり、信号機が格段に明るくなっているのも青色発光ダイオード(led)という半導体発光素子のおかげです。光の3原色を構成する赤や緑のledは早くから実用化されていましたが、青を発光させることは困難で多くの研究者が次々と断念していきました。

また、ある報道では、赤崎先生の下で研究をしていた天野浩先生のエピソードとして、窒化ガリウムをつくる炉の故障によって温度が下がり、偶然の産物として高品質な結晶ができた、といった紹介がありました。「いやいや!」と、思わずツッコミをいれたくなりました。そこに至るまでには、数えきれないほどの実験と試行錯誤、理論の構築があったわけで、たんなる偶然で成功したわけではけっしてありません。しかも、低温条件でつくるというのは、すでに赤崎先生の構想の中にあったものでした。 研究というものは、時々の時流や役立つということだけではなく、自分で正しいと思ったことに向かって歩む、ということを端的に表しているように思われます。

4, 5Gネットワークを支える基地局の分解結果を展示すると同時に、5G対応のキーポイントについて解説。基地局はどこがどう変わったのか、分解結果を実際に目で見ていただくのと同時に、技術のポイントを分かりやすく説明します。満席になり次第受付終了いたします。お申し込みはお早目に。. 発光ダイオードとは、半導体物質を使った素子です。これまで"電気をつける"というと、金属(フィラメント)に電流を流すと電気抵抗が生じて温度が上昇し発熱化して明るくなる「白熱電球」が中心でしたが、発光ダイオードを用いると、電圧をかけると直接光を放出させるということができるのです。熱エネルギーに変わらない分、少ない電力(1/3程度)しかかからないようになったのです。 このように、赤崎先生らの研究は困難を極めるものでした。それでもあきらめることなく、ひたむきに研究を続けられたのは、まさに先生が受賞会見でおっしゃっていたように、流行に惑わされることなく、「好きなこと」をやって来られたからでしょう。その生きざまは、カッコいいとしか言いようがありません。本書を通じて、ぜひ、若い皆さんにこそ、赤崎先生の研究に対するまっすぐな姿勢と生き方に、触れていただきたいと思います。, 2013年大川出版賞受賞理由 「窒化ガリウム」というのは、文字通りガリウムと窒素の化合物で、青色LEDの実現に欠かせない物質です。なぜ、赤や緑はできていたのに、青色だけが困難とされていたかといえば、可視光のうち青色は赤や緑に比べてエネルギーが高く(波長が短く)、青色LED

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