光らない結晶を、効率よく光る結晶材料に変える半導体材料：電気の流れ方自体も制御が可能に

東京科学大学の平松秀典教授らによる研究チームは、光らないスピネル型結晶を、「効率よく光が出せる結晶」に変えることができる半導体材料を発見した。この材料は、電気の流れを制御することが可能なことも確認した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

緑色に加え、紫色からオレンジ色の領域でも発光

　東京科学大学の平松秀典教授らによる研究チームは2026年1月、光らないスピネル型結晶を、「効率よく光が出せる結晶」に変えることができる半導体材料を発見したと発表した。この材料は、電気の流れを制御することが可能なことも確認した。

［クリックで拡大］ 出所：東京科学大学

　電気を流すと発光する半導体材料において、緑色だけは効率よく発光させることが難しいなど課題があった。太陽電池に用いられる材料も、性能には優れているが高価だったり、毒性のある元素を含んでいたりする。

　こうした中で平松教授らは、光電子材料としてこれまで、あまり注目されてこなかった「スピネル型」と呼ばれる結晶構造に着目した。一般的に「光らない」といわれてきた結晶構造だが、今回の研究では原子の並び方や電子の動きなどを見直した。

　この結果、特定の元素について組み合わせ方を考慮すれば、スピネル型結晶であっても効率よく発光する結晶材料に変えられることを発見した。その上、成分を少し入れ替えれば、緑色の発光だけでなく紫色からオレンジ色の領域まで制御できることを確認した。

　電流の流れ方自体を制御できることも明らかにした。「電子が主役」と「正の電荷が主役」という状態を作り分けすることによって、電流の流れやすさを10億倍以上も変えられることを実証した。