【名城大学】窒化ガリウム面発光レーザーにて20％を超える電力変換効率を初めて実証－AR/VRディスプレイなどへの応用に期待－

名城大学理工学部材料機能工学科の竹内哲也教授、上山智教授、岩谷素顕教授、および産業技術総合研究所先端半導体研究センターの亀井利浩研究主幹の研究グループは、AR/VRディスプレイやポイントオブケア検査（ポータブル分析器などを用いて、患者の近くでリアルタイムに行う検査）などへの応用が期待される窒化ガリウム面発光レーザー（波長420 nm）にて、20％を超える電力変換効率を初めて実証しました。本研究成果は、2024年3月28日に国際論文誌「Applied Physics Letters」（https://doi.org/10.1063/5.0200294
）に掲載されています。





名城大学理工学部材料機能工学科の竹内哲也教授、上山智教授、岩谷素顕教授、および産業技術総合研究所先端半導体研究センターの亀井利浩研究主幹の研究グループは、AR/VRディスプレイやポイントオブケア検査（ポータブル分析器などを用いて、患者の近くでリアルタイムに行う検査）などへの応用が期待される窒化ガリウム面発光レーザー（波長420 nm）にて、20％を超える電力変換効率を初めて実証しました。この電力変換効率の大幅向上は、半導体層構造の結晶成長の膜厚制御精度を従来よりも約一桁高める「高精度その場膜厚制御」手法を確立できたためであり、将来の生産性向上にも繋がることから、社会実装に向けた大きな一歩であると言えます。
本研究成果は、2024年3月28日に国際論文誌「Applied Physics Letters」（ https://doi.org/10.1063/5.0200294
）に掲載されています。


１．背景
　面発光レーザーは、LEDの高い生産性と半導体レーザーの優れた発光特性の双方を有する発光素子であり、1977年に東京工業大学の伊賀健一教授が発明した日本発の発光素子です。一方、窒化ガリウムは、本学の赤﨑勇特別栄誉教授のノーベル賞受賞理由となった、同じく日本発の高効率青色LEDを構成する半導体材料です。この双方を組み合わせた窒化ガリウム面発光レーザーは、青色を中心とする可視域をカバーする面発光レーザーであり、AR/VRディスプレイ、自動車用アダプティブヘッドライト、可視光通信システム、そしてポイントオブケア検査など、様々な分野への応用が期待されています。これまで複数の研究機関がその開発を進め、これまでに電力変換効率として10％台までが報告されていました。実用化に向けたさらなる効率改善や、生産性向上に向けた高い再現性が望まれていました。