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【エネルギージャンプ】LEDの発光色を自由にカスタマイズ——2D材料を積層した「人工半導体」を開発
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0001ちーたろlove&peace ★
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2020/03/16(月) 00:11:48.07ID:WWpI+9kB9
2020/03/14 09:00


https://i.imgur.com/lzB98mW.png
2D材料を積層することにより、望みの色を発光するカスタマイズされたデバイスを作成する手法が考案された。 © Xavier Ravinet
ジュネーヴ大学とマンチェスター大学の共同研究チームが、原子数個分の厚さの2D材料を積層したヘテロ構造により、任意の色を発光できる半導体デバイスを作成する手法を考案した。遷移金属カルコゲナイドなどの2D材料を組み合わせて積層し、組み合わせや化学成分などでエネルギー準位を制御して様々な波長の色を発光させるというもので、研究成果は2020年2月3日の『Nature Materials』誌に公開されている。

光半導体は、電気通信やLED、医療診断など、広範囲の分野で使われている。この発光現象は、電子が半導体中で高いエネルギー準位から低いエネルギー準位にジャンプする時に生じるもので、発光色、すなわち波長は、エネルギー準位の差によって決定される。グラフェンのような2D材料を用いた発光材料についても近年研究が進んでいるが、特に遷移金属カルコゲナイドのMoS2、MoSe2を単原子層まで薄くすると、エネルギー準位間のジャンプが、運動量の変化を伴わない直接遷移になって発光効率が上がることが知られている。

研究チームは、複数の遷移金属カルコゲナイド2D材料を積層したヘテロ構造によって、望みの色を発光できるデバイスの開発にチャレンジした。ファンデルワールス力で結合しているヘテロ構造では、超高速電荷移動により電子と正孔が2つの層で空間的に分離された層間励起子が存在し、光電子効果を発揮することが知られている。このような「人工半導体」の利点は、構成する材料の組み合わせや化学成分、厚さを変えることで、エネルギー準位、従って発光する波長を制御することができる。

研究チームは、エネルギーバンドにおいて伝導帯の極少点と荷電子帯の極大点が、ともに波数ゼロの点に位置する2D結晶の組み合わせに注目した。このような結晶を積層した結果、波数すなわち電子の運動量の変化を伴わずに、直接遷移して強く発光することを確認した。さらに結晶格子定数や積層間の相対的な偏移や回転などのミスマッチの影響を受けにくいことも明らかにした。

研究に用いられた材料には、MoS2、MoSe2、WS2などの、様々な遷移金属カルコゲナイドおよびInSeが含まれている。他にも可能性のある材料が特定されており、組み合わせを多様化した新しい人工的な半導体の構築により、発光する色を広範囲に拡大することができると考えられる。さらに、ヘテロ構造作成に対する厳格な条件が緩和されるので、デバイス製造の自由度が非常に大きくなって、実用性の高い技術に発展する可能性があると期待される。https://fabcross.jp/news/2020/20200314_creating-custom-light-using-2d-materials.html
詳しくはリンク先へお願い致します。
0003名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:13:23.65ID:oDFzjniB0
フルカラーLEDとの違いは？
0005名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:13:55.81ID:Ki54qlit0
何？ディスプレイが三原色にとらわれなくなるのか？
0007名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:16:11.05ID:yfNx+Ggu0
なんだ、平らにしたLEDを三枚重ねただけじゃねーか
0008名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:16:30.85ID:EijQV3En0
「技術立国日本」の噂を聞いたのですが、何処にありますか？
「地上の星」たちは今何処にいるのでしょう？
0009名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:17:23.75ID:eqAdEl8l0
>>3
3色の合成と
任意の波長は全く違う
0010名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:17:25.85ID:oDFzjniB0
そういやもう誰ももの作り大国なんてセリフを言わなくなったな
0011名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:17:51.37ID:oDFzjniB0
>>9
で、違いは？
0012名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:17:51.83ID:DlGINDYb0
>原子数個分の厚さの2D材料
よくもまあ
0013名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:18:17.19ID:YBSTbg/V0
消費電力について書けよ
0015名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:20:08.30ID:K0RKaHil0
>>10
中国のことでしょ？
0016名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:21:09.42ID:oDFzjniB0
中国では病棟内をワゴン型の配膳ロボットやUV照射ロボットが走り回ってるのに、日本は看護師が食事を手渡しして院内感染だもんな
0017名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:21:48.70ID:H/k0Om2c0
>>8
>>10
普通にトヨタ車は地上最強扱いで中東の武装勢力に愛用されまくってるじゃん。
0018名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:22:38.22ID:oDFzjniB0
>>17
地上最強扱いっていうソースは？またまたその場しのぎの嘘レスかい？
0020名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:23:29.34ID:/oe7xMjH0
量子ドットと違って安定性が高けりゃ良いんだけどね

二次元系はプロセスコストがほどほどに収まるか
0021名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:24:18.94ID:G63Gavjh0
>>17
トヨタだけかいw
自動車なら日本メーカーだけじゃなく、
ヨーロッパもアメリカも良い車作るよ。
0022名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:25:47.99ID:oDFzjniB0
>>19
記事をよむ限りリアルタイムで色を変えられる感じではなさそうだけど
すでにピンクも緑も白もLED素子として数十円で売ってるし、ちょっと意味不明だね
0023名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:26:14.96ID:EkS0qR1R0
>>8
地上の星たちはあまりの待遇の悪さに
外資に散らばって行きました
0024名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:27:16.62ID:HzybIzGW0
天然半導体てあるのか？
0025名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:28:12.80ID:tTYFQPlC0
>>8
地上の星の多くは、今老人ホームで介護を受けてる。
0027名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:29:46.54ID:UbsTN6ML0
ほんの20年程前まで青色波長のLEDは実現不可能とか言われてたのに今では任意波長だとは恐ろしいぐらいだな。
0029名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:30:55.93ID:eLWBSjA40
>>8
その歌詞の前にある「みんな空ばかり見てる」って、
バブルの再来をもう一度望んでいる人のことを暗に指しているんだよな。
0030名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:31:01.42ID:H+Lc9jj50
これが完全実用化すりゃあ、テレビは何kに飛躍すんのか、アイドル応援のサイリウムが更にカラフルになるで終わるか

なんか楽しみだ
0032名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:33:20.77ID:eLWBSjA40
>>17
'00年代後半「〇〇の部品は日本製じゃん」「日本にはi-modeがある」「日本製は品質ガー」って言ってた連中を思い出す。
0033名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:33:57.46ID:aZwz914O0
>>1
なんかよく発明したニュースが流れるけどさぁ、
そんな世の中が変わってないと思うんだけど？w
0034名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:35:04.02ID:wIwVnDrs0
>>1
ひひひ
東亜化学おわりやw
0036名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:41:53.40ID:yn4/AtRG0
お、色んな単色光出せるの！？
0037名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:43:40.80ID:yn4/AtRG0
これは嬉しいな
でもあんまり一般受けはしないかもね
0038名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:44:20.96ID:A7kc7U8Y0
原子数個分の積層を量産体制で制御できるのか
スパッタなのかCVDでやるのか
スパッタなら何種類のターゲット材が必要なのか
日本の装置メーカーに話は来てるんだろうな
0039名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:46:56.20ID:izRuCCx/0
速度はどんなもんなの
ゲームギアの液晶みたいなのは勘弁な
0040名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:47:53.96ID:NUUzcDvC0
東北大学半導体研究所のイルミネーションを見に行ったのは遥か昔の思い出
0041名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 00:57:33.21ID:XinQCNbL0
>>1

簡単に言えば
電池の電極にシュレーディンガー方程式を応用したようなもの。イオン化傾向など影響を取っ払い。
0042名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 01:46:31.00ID:do8q7vsc0
>>22
おまえはスマホを持たずに、カメラとウォークマンと電話を別々に持つのか？
0044名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 02:06:09.68ID:mlVKNumK0
太陽電池に応用利かないかな
タンデムしたらかなり良さそう
0045名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 02:19:46.95ID:OD8WgkvD0
>>44
うまくやれば効きそう
あれもバンドギャップでしょ？
全波長全エネルギー変換型の高効率発電とか
0046名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 02:52:25.59ID:/4jSunxI0
>>11
9じゃないけど気になったから回答する
一般にはRGBで全ての色を再現出来るとされているが
人間は500nm前後（青緑色）を見るとマイナスの赤を感じるため
厳格には三波混合では完璧な青緑色は作り出せない
故に3色の合成と任意の波長は異なる

既に500nmを出力するLEDもあるが、今回の研究の優位性は分からん
0048名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 03:05:23.10ID:3CsT2hDi0
＞望みの色を発光するカスタマイズされたデバイスを作成する手法が考案された。

でも玉虫色は、日本人じゃないと作成は難しいかな
0049名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 03:37:30.71ID:iS4iN4Ck0
>>38
スパッタで無理じゃないか？
0050名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 05:53:40.53ID:WZLItAhW0
google terch me
遷移金属カルコゲナイドの物性 - ‎田中昭二 - 1977 - 被引用数: 3
0051名無しさん＠１周年
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2020/03/16(月) 10:16:34.72ID:FbH/swsR0
全然伸びてないな

ダイオードとか半導体とかP、Nくらいは分かるがそれ以上はわからん
0053名無しさん＠１周年
垢版 |
2020/03/16(月) 20:51:35.76ID:RhT+QRA+0
物理的には面白いが光源としては蛍光体方式には勝てんな
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