巻頭特別インタビュー あかりと文化

中部圏には、伝統と結びついた「あかり」と関連の深い豊かな文化が数多くあります。また、広範な光関連産業の発展のなかで、最先端の光に関する技術を利用した新しい様々な文化が育まれています。
調査季報「中部圏研究」では、こうした中部圏における「あかり」と関係の深い文化をシリーズで取り上げ、守っていきたい中部圏の文化、伝統文化と新しい文化の融合、新しい文化の動きなどについて、多面的に紹介していきたいと思います。
今号では「未来を創出するあかり『LED』の源流」を紹介します。

未来を創出するあかり「LED」の源流
青色発光ダイオード開発者・赤﨑教授インタビュー
財団法人中部産業・地域活性化センター客員研究員

坂口香代子

人類は有史以来、さまざまな“あかり”を発明してきた。それらは大きく、火（炎）（第１世代）、電球（第２世代）、蛍光灯（第３世代）と分類され、今、それに続く第４世代のあかりとして注目されるのが、「LED（発光ダイオード）」である。近年、低消費電力かつ長寿命という特徴を持つLED電球の登場により一般にもLEDの知名度は高まりつつあるが、実はすでに我々の暮らしにLEDは欠かせない。街中のイルミネーション、フルカラーハイビジョン、信号機、車のフロントパネル、携帯電話のバックライトなど、身近に接している物の中にそうとは気づかずLEDは存在しているのである。さらに、その優れた特性から、農業、医療、通信分野を画期的に変える“未来を創出するあかり”としても世界規模で熱い視線が注がれる。このLEDの実質的な実用化は、世界中の研究者が次々撤退した「窒化ガリウム（GaN）系青色LED」の開発に日本の一人の研究者が粘り強く取り組み、ついに実用化に耐えうる高性能青色LEDを開発したことが源流にある。今回のあかりと文化シリーズは、「窒化ガリウム（GaN）系p-n接合型青色LED」の開発者・赤﨑勇名
古屋大学特別教授・名城大学教授に、その源流にかけた思いを伺った。

（写真左）最初の名古屋大学時代、国際会議にて。（写真中）1985年以前の典型的GaN。
（写真右）完全に透明な結晶のため下の方眼紙上の「NAGOYA UNIV.」の文字がはっきりと見える、1985年に赤﨑教授らが成功した低温バッファ層技術による高品質GaN単結晶。（写真左：名城大学赤﨑研究室提供、写真中・右：赤﨑記念研究館提供）

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中部圏研究 2010.12

１ 『LED（発光ダイオード）』とは【資料１】LED発光のしくみ

p 型半導体光を放つ半導体
LEDとはLight-Emitting Diodeの略で、「発光ダイオード」と呼ばれる“光を放つ半導体”のことである。

n 型半導体半導体は、導体と絶縁体との中間の電気伝導率を持つ物質で、低温ではほとんど電流を流さないが、高温になるに従い電気伝導率が増す。材料としてはⅣ族の珪素、ゲルマニウムのほか、Ⅲ－Ⅴ族化合物半導体の砒化ガリウム、窒化ガリウムやⅡ－Ⅵ族化合物半導体であるセレン化亜鉛などがある。LEDは、これまでの白熱電球や蛍光灯の発光の仕組みとは異なり、「半導体中の電子の遷エネルギーギャップに相当する程度の順方向の電圧を加えると、正孔はp型領域からn型領域へ、電子はn型領域からp型領域へ、それぞれ注入される。そこで相手方である多数キャリアと再結合して発光する。高性能LEDをつくるには、このp-n接合の仕掛けが非常に重要である。
（赤﨑記念研究館資料をもとに作成）

移によって光を生みだす」仕組みによるあかりである。

◆指向性…電球などに比べて光の指向性（ある決もう少し具体的にいうと、「p型」と呼ばれるまった方向に向かう性質）が強いため、光が拡散正孔（価電子帯中の電子が抜けた状態、プラスのしにくく、一点を集中的に照らすことが容易にで電荷を持つ仮想的粒子）が多い半導体と、「n型」きる。と呼ばれる電子（マイナスの電荷を持ち半導体中◆衝撃に強い…ガラス管を使用していないため、を自由に動く粒子）が多い半導体を接合させて割れる心配がない。

「p-n接合」をつくり、p側にプラスの電圧を加えることにより、電子、正孔をそれぞれp領域、n領域へ拡散させ、「電子－正孔」の再結合によりこれらの特性により、環境保全に貢献するあかりとしても期待されている。

光を放出させる仕組みである（資料１）。

LEDの特性LEDはそれまでの光源とは全く違う仕組みでつくられる光源であり、以下のような優れた特性を持っている。

２

LED開発の歴史

赤色・黄緑色LEDはトランジスタ発明後まもなく実現
半導体の発光（固体に電気を流すことで発光す◆低消費電力…信号機の場合、従来の電球式がる）現象は1907年には発見されていたようだが、70Wであるのに対し、LEDは12W。

LEDとしての研究が進んだのは1960年代に入っ◆長寿命…電球の10倍以上。

たころから。まず、赤外／赤色、次いで黄緑色の◆低発熱…熱放射をともなわない発光であり、熱LEDが開発され、1970年代に入ると「赤」「黄緑」放射を避けたい物の照明にも適している。

「黄色」のLEDが表示用途で実用化された。

◆応答速度が速い…点灯消光の応答速度が速く、電球に比べると100万倍以上。調光・点滅が自在。

「青色LED」の大きな壁と可視光通信への応用も始まっている。

赤﨑教授による開発の成功◆小型・軽量…照明器具の小型化、薄型化が可能

問題は「青」の開発であった。赤・緑・青の３で、設計・デザインをする上でも自由度が高い。

色は「光の三原色」と呼ばれ、その３色がそろっ3巻頭特別インタビュー あかりと文化て初めてフルカラー表示が実現できる。

LEDの特長である低消費電力や発熱の少なさがそこで、世界中の研究者が「青色LED」の開力を発揮する。また、LEDは特定波長の発光が発に挑んだ。しかしエネルギーが大きい青色の場可能であり、それぞれの植物の栽培に適した光源合、実用的な高い輝度や低電圧動作を実現するのを供給できる。医療分野では、例えばカプセル内は非常に難しく、1970年代後半になると多くの研視鏡の光源として使用されている。さらに紫外線究者が撤退。その中で、後で具体的に紹介するLEDを使った皮膚病治療など、医療にも応用領が、赤﨑教授は、「窒化ガリウム（GaN）」半導体域が広がっている。通信分野においては、可視光のp-n接合による青色LEDの研究に粘り強く取り通信の光源として応用が始まっており、美術館や組み、名古屋大学工学部教授時代の1989年、つい博物館では、作品や展示品を照らしているLEDに輝度だけでなく優れた電気的特性を持つ高性能を利用して通信を行い、その展示品の情報を得るな「窒化ガリウム（GaN）系p-n接合型青色LED」ことができる仕組みも生まれている。の開発に世界で初めて成功。この成果をきっかけに、一転、世界中で窒化ガリウム（GaN）によるLEDのこうした実用化を格段に広げるベース

青色LEDの研究が盛んになり、1990年代に入るとなった「窒化ガリウム（GaN）系p-n接合型青と、一気に実用化の時代へと突入したのである。

色LED」の先駆的かつ基本的技術の開発に至る

1996年には、青色LEDと黄色蛍光体の組み合経緯を、その開発者、赤﨑勇名古屋大学特別教授・わせによる白色LEDも実現され、その後多くの改名城大学教授へのインタビューをもとに紹介した良が加えられていった結果、今、注目を集めていい。

るLED電球が生まれた。
現 在 の 白 色LEDの 主 流 は、「 窒 化 ガ リ ウ ム

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青色LED開発の源流（GaN）系高輝度青色LED＋黄色蛍光体」または「紫外LED＋多色蛍光体」の組み合わせであり、す べ て「 窒 化 ガ リ ウ ム（GaN） 系p-n接 合LED」「光る結晶を夢見た」ことが出発点
赤﨑教授が、そもそも発光現象の研究に興味をが用いられている。

持ったのは1954年（昭和29年）のこと。

３「当時の勤務先・神戸工業（現富士通）でブラLEDの用途と応用分野ウン管を担当した時でした。ブラウン管は電子をLEDのさまざまな特性が数十kVという電圧をかけて飛ばし、蛍光体を塗っ未来を創出するた面を光らせる。この蛍光体は単結晶ではなく多LEDは、 青 色LEDお よ び そ れ を 用 い た 白 色結晶粉末です。粉末ですからかなりの割合の光がLEDの実用化とともに、需要が拡大し続けてい吸収されてしまうのです。つまり、光のロスが大る。

きい。そこでガラスのプレートの上に粉末ではな

現在では、案内板などの表示用はもとより、携い“光る単結晶”を敷き詰められないかと考えた

帯電話、デジタルカメラ、パソコン、テレビなことがあります。考えたというより“夢見た”のどの液晶ディスプレイ（LCD）のバックライト、です。当時、それはまさに夢物語。1950年代にそまた交通信号機、自動車用照明、街頭などの大型んな無謀なことをまともに考えていた（笑）のでフルカラーディスプレイ、一般照明といった多様す。」

な場面においてLEDの利用は急伸している。
さらに、その応用分野にも関心が高まっている。
例えば、農業分野。野菜工場などにおける照明は、

4エピタキシャル成長への挑戦
以来、「光る単結晶」「光る半導体」がずっと潜中部圏研究 2010.12

赤﨑教授の取り組みは、結果的にはGeエピタキシャル成長の初の成功とはならなかったが、赤﨑教授がその研究について初期のころに書いた論文が、次のステップを運んできた。

松下電器・東京研究所で「光る半導体」の研究をスタート「私が書いた初期の論文に目を留めたのが、当時東北大学の教授で、松下電器（現パナソニック）赤﨑 勇氏
名古屋大学特別教授、名城大学教授
1929（昭和4）年鹿児島県生まれ。1952年京都大学理学部卒、神戸工業㈱（現富士通㈱）入社。1959年、名古屋大学工学部助手。同講師、助教授を経て1964年松下電器
産業㈱（現パナソニック㈱）東京研究所基礎第4研究室長に。その後半導体部長などを経て、1981年に再び名古屋大学に戻り、教授。1992年に定年退官し、現在、名古屋大学特別教授、名城大学教授。
（名城大学赤﨑研究室提供）が新設した東京研究所の所長となった小池勇二郎先生だったのです。松下電器は、従来からあった大阪の中央研究所とは別に東京研究所を新設し、“脱松下”と称して、研究室長には全て全国の大学から若手の助教授クラスを引き抜き、世界の一流の研究を目指す研究所としてつくったのです。
松下幸之助さんが燃えておられた。そんな中で、私の論文に目を留めてくださった小池所長からお呼びがかかったのです。」

在意識の中にあった赤﨑教授は、1959年、名古屋大学に新設された電子工学科に呼ばれて着任した

1964年、松下の東京研究所に基礎第４研究室長後、ゲルマニウム（Ge）半導体の単結晶をつくとして着任した赤﨑教授は、最初に自分でテーマる研究を始めたのである。

を決めることになった時、迷わず、ずっと夢見続けてきた「光る半導体」にしたのである。

「ゲルマニウム（Ge）は光りませんが、『単結晶』は、私にはとても魅力的に映ったのです。そこで「青」に魅せられた理由

ゲルマニウム（Ge）のエピタキシーを始めました。

当時、すでに赤と黄緑のLEDは開発されていエピタキシーとは、下地の結晶に軸をそろえてそた。しかし、青がないばかりに光の三原色がそろの上に単結晶膜を成長させる技術です。私が取りわず、表現できる色は限られ、その実用化の用途組んだのは、ゲルマニウム（Ge）単結晶のエピも限られていた。

タキシャル成長というもので、世界的にも早い時期に行い、ある程度の成果を出したと思っていた「企業の研究所にいたこともあり、私が青色のですが、ある時、親しくさせていただいていたLEDの開発に成功したあと、『LED産業を育てる大阪大学の菅田先生がアメリカから持ち帰ってきことを目的に取り組まれたのですか？』とよく聞た冊子を見せてもらい、びっくり。『IBMジャーかれました。正直、そこまでの気持ちはありませナル』のゲラ刷りのコピーでしたが、そこにまさんでした。では、なぜ青に取り組もうと思ったか？に私がやりつつあったことを成功させたことが出理由は至極簡単です。学生時代は将来、研究者にていた。とても立派な装置を使い、解析もきちんなろうとは思っていませんでしたが、もし何かをとされている。一瞬凍りつきました。衝撃を受けやるのなら、たとえ小さなことでもいいから、今たというのはあの時のようなことを言うのでしょまで誰もやっていないことをやろうと考えていまうね。
」

した。青のLEDは誰もやらない、いややったけ5巻頭特別インタビュー あかりと文化れどできていない、誰もできないのなら私がやろ型半導体」である構造のこと（「１ 『LED（発う。ただ純粋にそう思ったのです。」

光ダイオード）』とは」参照）。このp-n接合は、ほとんどの半導体デバイスの基本構造であり、なぜ青色は難しかったのか？

p-n接合ができることによって初めてトランジ

なぜ、青はそれほど難しかったのだろうか？

スタ作用や高効率発光などさまざまな優れた機

青色は、光の三原色のうち、エネルギーが最も能を発現させることができる。

大きく、その光は波長で表すと455 ～ 485nm、エネルギーで表すと2.6 ～ 2.8eVだという。このよ

なぜ「窒化ガリウム」に挑んだのか？

うなエネルギーの発光素子の実現には、次の４つ

まず一番のポイントは、青色LED実現の４つの要件が必要となる。ここでは、赤﨑教授の青色の要件の①で紹介した３つの半導体材料の中からLEDの開発の流れを大まかに理解いただくため何を使うか。赤﨑教授が選んだのは「窒化ガリウに、そのポイントを紹介する。

ム（GaN）」であった。

【青色LED実現の４つの要件】「青色LEDの研究は、1970年ごろから1980年代

まず、以下の①②の２つが必要条件。実際にはにかけて世界中で盛んに行われましたが、炭化珪この２つだけでは不十分であり、③④の成功が青素（SiC）は、p型・n型ともにできることが早く色LED実現の鍵を握った。

からわかっており、実際に青色に光るダイオードもつくられていたのです。しかし間接遷移型の①半導体のエネルギーギャップが2.6eV以上…

ため、暗い光しかつくれなかった。セレン化亜炭化珪素（SiC）、セレン化亜鉛（ZnSe）、窒化鉛（ZnSe）は直接遷移型で良く光り、窒化ガリガリウム（GaN）などが候補として挙げられてウム（GaN）と同じく当時まだp型はできてはいいた。

ませんでしたが、世界中の多くの研究者はこれが（※1）②直接遷移型半導体…

青色LEDの本命材料として取り組んでいました。

直接遷移型とは、正孔と電子（「１ 『LED（発窒化ガリウム（GaN）に比べると結晶がつくりや光ダイオード）』とは」参照）の運動量が等しく、すかったからです。しかし私は違うと思っていた。

出会うとそのまま結びつく。間接遷移型は、そ窒化ガリウム（GaN）こそ極めて安定な青色LEDの過程に原子の振動が関わってはじめて結び付の材料として適しており、これでなければいけなく。つまり、直接遷移型の方がはるかに結び付いと信じていました。」

きやすいので発光もしやすい。
③高品質単結晶の作製…

窒化ガリウム（GaN）は、融点、窒素蒸気圧と原子が規則正しく周期的に配列している固体のもに非常に高く、結晶をつくるのが極めて困難で総称が結晶だが、「単結晶」とは、「試料のどのある。さらにセレン化亜鉛（ZnSe）に比べてエ部分でも結晶軸の向きが同一の継ぎ目のない結ネルギーギャップが大きいために、p型化はより晶」のこと。高性能半導体デバイスの実現には困難であると予想されていた。赤﨑教授がそれを高品質単結晶が必須。

承知の上で窒化ガリウム（GaN）に取り組んだの④「p-n接合」ができること…

は、むしろ「加工しにくく難しい材料」であった「p-n接合」とは、一つの単結晶のある原子面をからこそだ。

境として、片側が「p型半導体」で、他の側が「n〔※1〕半導体の電子の空帯（伝導帯）と同充満帯（価電子帯）のエネルギー差

6「最初に申し上げたように、私は産業化・実用化という言葉を使ったことはなかったけれど、将中部圏研究 2010.12

来レーザーをつくる時は大電流を流すわけですか

予算がつきそうだからとか、これはやりやすいか

ら、実際に使うものは、電流をどんどん流しても、らといった理由で研究テーマを選ぶのはやめたほ

また少々荒っぽい使い方をしても、それに耐えるうがいい。大事なのは、本当にそれをやりたいとものでなくてはいけないと考えていました。窒化思っているかどうか。なぜなら、新しいことなのガリウム(GaN)は厄介な材料だけれども、良い結だから失敗はつきもの。私は失敗だらけです。し晶をつくったあかつきには非常にタフな素子（デかし、失敗しても、自分が好きでやりたいことなバイス）になる。また、エネルギーギャップが大ら、あきらめない。

きいということは将来応用できる範囲が広いとい“失敗は成功のもと”と言いますが、本当にそうこと。潜在能力という点で、窒化ガリウム（GaN）の通りです。なぜそうなのか。失敗しても続けては究極の材料。そんな材料に挑みたいと思ったのいると、いつの間にか“勘”（intuition）が生まれる。

です。
」

私は、いわゆる山勘ではない“体験に基づいた勘”というものが研究者にとって非常に大事だと思っ失敗を繰り返し、「勘」を培った日々ています。

赤﨑教授が成し遂げた青色LEDの開発は、そ例えば、結晶は１立方㎝の中に10の23乗個の原の道のりに大きく４度の飛躍的な前進（ブレーク子を含んでいます。そんな結晶を気相（物質が気スルー）があった。（資料２）体の状態にある相）からつくる場合、ガスの種類、第１のブレークスルーとなる「高品質GaN単結流速、基板や反応管の形状、温度など多くのファ晶の成功」は1985年のことである。研究スタート

クターが絡み合って関係しており、まだ完全にはから実に長い年月がかかっている。赤﨑教授の中コンピュータ制御はできていないと思います。結で、難しい材料に挑んだその信念がぶれたことは晶を原子一層一層積み重ねるというのはそういうなかったのだろうか？

世界であり、研究者の体験に基づいた勘が非常に大事な役割を果たすことがあるのです。

「ありませんでしたね。少し余談になるかもし私は、“青色に魅せられていた”から、失敗をれませんが、若い人にもよく言うことで大事なこ繰り返して何年も結果が出なくても、あきらめなとだと思うのでお話すると、世界中でやっていてかった。むしろ失敗の中から、今度はこういうふうにすればこうできるのでは？という“勘”が培【資料2】

われたのだと思います。一般的にその勘がどうい

赤﨑教授とその研究グループによる
青色LED開発の４つのブレークスルー
1985年

高品質GaN単結晶の成長に成功（低温バッファ層技術）…論文発表は1986年〔第１のブレークスルー〕

1989年

Mg添 加 高 品 質GaNへ の 電 子 線 照 射（LEEBI）によるp型伝導の発見〔第２のブレークスルー〕

うものか、人にはうまく説明できませんが、しかし、そういう“直感”が大事だということだけは言える。それを“ひらめき”と言う人もいます。」

我一人、荒野を行く
そんな中、赤﨑教授にとって青色LED研究の２度目の出発点になった出来事が1981年にあっ1989年

p-n接合型青色LEDの実現〔第３のブレークスルー〕

た。

1990年

SiH4を用いたGaNのn型伝導度制御〔第４のブレークスルー〕「実は松下時代の1978年に、窒化ガリウムによ※GaN：窒化ガリウム、Mg：マグネシウム、SiH4：
シラン

る青色LEDを開発し、その構造と中身の性質を種々の事情から２年後の1981年に国際会議で発表しました（資料３）。まだp-n接合型ではありませ7

巻頭特別インタビュー あかりと文化【資料３】「しかし、私はただ一人になってもやめようとは思いませんでした。国際会議に出したものは、私自身が追求していたp-n接合型のものではなかった。私は何としてでもp-n接合を実現しようと思っていたからです。そのころ、一見ガタガタの結晶の中にごくまれにキレイな微小結晶が混じっていることに気付いたのです。何とかして、このキレイな結晶を基板全体に拡げて積み重ねることができれば、きっとp型結晶もできるに違いないと確信しました。これを実現するには、問題は“結晶成長”だと。結晶全体がガラスのようにピカピカにならないといけない。こうして、原点

松下電器東京研究所時代の1978年開発され1981年にシカゴショウに展示されたGaN青色LEDを含むディスプレイ（赤﨑記念研究館提供）

である結晶成長の基礎に立ち返ったのです（1978年）。結晶の特性は、その成長方法と成長条件に左右されます。そこで原点に返って、成長方法から検討し直したわけです。」

んでしたが、これまでと違うユニークな構造をた問題点を一挙にクリアできるもの。私は、国際低温バッファ層を介した高品質GaN単結晶の成長に成功

会議では相当反響があるだろうと思っていまし「結晶成長という原点に戻る」ということを決た。ところが、何の反響もなかった。“全く”です。

めた赤﨑教授が、まず取り組んだのは、それまで今でも忘れません、『我一人荒野を行く』とつぶ窒化ガリウム（GaN）の成長にはほとんどやられやいたことを。
」ていなかった「MOVPE」（有機金属化合物気相とっており、従来、陰電極の取り出しが困難であっエピタキシャル成長、MOCVDともいう。※2）と「20世紀中の実現は困難」と多くの研究者が次々いう方法で結晶成長を行うということだった。と挫折し、青色LEDから撤退していた。多くの努力にもかかわらず、結晶の品質は一向に良くな「MOVPEは、1971年にアメリカのマナセビッらず、また「窒化ガリウム（GaN）のp-n接合はツという人が主にヒ化ガリウム（GaAs）などⅢできない」という学説が専門家たちの間で信じら－Ⅴ化合物半導体に適用した方法です。しかし、れるようにもなっていた。もちろん、赤﨑教授

窒化ガリウム（GaN）は難しく結局良い結晶はでは、そういった学説のことは知っていた。知ってきなかった。以後何年も窒化ガリウム（GaN）にはいたが、発表に対しての全くの反響のなさに、対しては誰もやっていなかったのです。しかし「ショックというよりも、本当に、とうとう窒化私はいろいろ考えて、窒化ガリウム（GaN）のガリウムを用いた青色LEDをやっているのは私

成長にはこれが最適だと思い、詳細は省きます

たちだけなんだなということを痛感し、思わずつぶやいた」のである。これは後でわかったことだ
が、それまで、かなり熱心に取り組んでいた海外の研究所さえも窒化ガリウム（GaN）の研究をやめていた。

8〔※2〕MOVPE(Metalorganic Vapor Phase Epitaxy)：
有機金属化合物を原料として用いるエピタキシャル成長法。一般には、基板支持と加熱のためのグラファイト上に基板となる単結晶を置き、有機金属化合物を水素や窒素（キャリアガスという）などに混ぜて供給し、基板の近くでその原料を分解させ基板の上に結晶を成長させる（出典：名古屋大学赤﨑記念研究館冊子）。

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が、実は1979年にはMOVPE法を採ることを決心くの学生が『やりたい』と飛び込んで来ました。

し、MOVPE成長装置の設計図を書き始めていま実物は、『光るはずだ』という説明の何百倍も強した。今ではMOVPEは広く用いられているので、い（笑）。私の研究室は定員オーバーで抽選をや世界中にその装置をつくっているメーカーも多りました。天野浩くん（現、名古屋大学大学院工く、装置もたくさんつくられていますが、当時は学研究科教授）をはじめ、今、窒化物研究の第一全くありませんでしたから。」

線で活躍している人たちが入って来ました。彼らと一緒に、初めはありあわせの装置を組み合わせその後、赤﨑教授は、名古屋大学へ戻り、研究てMOVPEの実験を始めたのです。」

を継続。
その試作機の経験をもとに、当時、赤﨑研究室「1981年に名古屋大学に戻ることになったのでの大学院生だった小出康夫氏（現、物質・材料研すが、当時の電気・電子系の先生方が私の研究を究機構（NIMS）センサ材料センター工学センシサポートしてくださった。私は今もそれにとてもング材料グループリーダー）や前述の天野浩氏た感謝しています。そして、当時、大学にはほとんちが中心になってつくり上げたのが、今、名古屋どなかった本格的なクリーンルームをつくっても大学の赤﨑記念研究館にある「MOVPE １号機」らったのです。これは全国の国立大学の中で先陣である（資料４）。そして、この装置を用いて、を切ることだったので、クリーンルームは当時の1985年に、第１のブレークスルーとなった「低温文部省規格にほとんど合わず、必要性を納得してバッファ層を介した高品質GaN単結晶の成長」にもらうのに随分時間がかかりました。

成功したのである（論文の発表は1986年）。サファ

一方で、松下時代に私がつくったLEDのサンイア基板の上に低温で窒化アルミニウムの極薄膜プルなどを名古屋大学の学生に見せたところ、多をまず積み、この上に窒化ガリウム（GaN）を約1,000℃で成長させると良質の単結晶ができると【資料４】いう発見である。
「名古屋大学に来てから３年半ほどかかったわ
けですが、その間に私が考えたのが『低温バッファ』という緩衝層を挿入するという手法。松下時代、青色LEDとともに赤色のレーザも同時に研究し、そちらでバッファの特許も出していました。しかし、それはMOVPE法ではなく液相エピタキシャル法であり、また材料も違うので、なかなか結びつかなかったのです。しかしある日、それをふっと思い出した。私が考えた一番大事な点というのは、単なるバッファ層ということではな
く『低温で堆積する極薄のバッファ層』ということ。窒化ガリウムもサファイアも両方ともすごくかたい。お互い主張し合う。私が考えたのは、両者間のひずみを減らすことです。そこで、低温で赤﨑教授とその研究グループがつくった「MOVPE装置」（１号機）の反応管部の復元模型（赤﨑記念研究館提供）

つけると、結晶のようながっしりした構造ではなく、アモルファスといって柔軟で、いわば融通無9

巻頭特別インタビュー あかりと文化碍の構造になる。そのあと、だんだん温度を上さらには、1990年にはn型の伝導度の制御にもげていき、窒化ガリウム（GaN）の単結晶を成長成功（第４のブレークスルー）。これらの一連のさせる。バッファ層なしのものはガタガタの結晶先駆的かつ基本的技術が、現在の青色LED、緑だったのが、バッファ層を介した成長では歪が緩色LED、紫外LED、青紫色半導体レーザーなど和され、その結果、透明なピカピカの単結晶がでの実用化に非常に大きく貢献している。

きたのです。
４年後、この成果をアメリカの学会で紹介しました。今度は予想以上の反響を呼びました。」（資料５）

豊田合成との縁
実用化については、1986年、豊田合成株式会社が赤﨑教授の指導と株式会社豊田中央研究所の協力を受けて、窒化ガリウム（GaN）をベースとし1989年、世界初の「高輝度青色LED」を実現
その後、赤﨑教授とその研究グループは、1989た青色LEDの開発に着手し、翌年の1987年に「窒化物半導体を用いた青色LED開発プロジェクト」を開始。現在、数々の商品化に成功している。

年にそれまでの常識を覆すp型の窒化ガリウム

この具体的な契機は、1986年、名古屋商工会議（GaN）を実現（第２のブレークスルー）し、同年、所で開催された名古屋地区の企業経営者を対象についに世界初のp-n接合による「高輝度青色LED」した講演会において赤﨑教授が研究発表を行ったの開発に成功（第３のブレークスルー）したので際、それに豊田合成の社員が参加していたことある。

だった。

【資料５】

「当時、名古屋大学の工学部と中部地区の企業は産学連携に取り組み始めていました。私も癒着した産学連携ではなく、学と産それぞれがやるべきこと、得意分野を生かした連携は大事だと思っていました。そんな中、名古屋商工会議所の会頭から名古屋大学の丸勢工学部長（当時）に依頼があり、産学連携のきっかけづくりの一つとして、まず名大の先生がどのような仕事をしているかを皆さんに紹介してほしいという希望があったようです。３回目が私の番で、丸勢工学部長からは『自分がやっていることを宣伝してきてください』と言われていました。」
ところが、赤﨑教授は、１時間半の講演で、ほとんど青色LEDの話をしなかったのである。
「1985 ～ 1987年にかけて日米半導体摩擦問題が噴出するほど、1980年代の日本は半導体技術の質・第１のブレークスルーとなった「低温バッファ層を介した高品質GaN単結晶の成長」。上がバッファ層を用いる以前、下がバッファ層を介して成長させたGaN単結晶。
（赤﨑記念研究館提供）

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量ともに黄金期でした。私は半導体の講義をしていたので、世の中の多くの人が関心を持っているであろう当時最先端の大規模集積回路（LSI）に

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ついて話をしたのです。最後の５分、２枚だけ持っ原色がそろう』ということから、窒化ガリウムていっていた窒化ガリウム（GaN）のきれいな単（GaN）LEDの実現がいかに困難であるかという結晶のOHPをお見せし、これができたから、今先入観を持たずに、その有用性、可能性にまっすまでこういう問題があったけれど、きっとp-n接ぐ熱い思いを注ぐことができたのではないでしょ合はできる。そうすると「青の時代が来る」とおうか。

話したのです。
それで講演は終わりです（笑）。たっ

一方、私がなぜ『窒化ガリウムでp型はできなたそれだけの説明でした。しかし、終了後、演壇い』という理論にひるまなかったのかというと、のところに10人くらいの質問者が押し寄せてきた

先にお話した『結晶は１立方㎝の中に10の23乗個のです。
」の原子がある…』という事実です。つまり、p型ができないと言われても、それはいろいろ仮定をその中で、翌日再び、名古屋大学の赤﨑教授の立てた上での計算の上のことであり、実験で実証もとを訪れたのが豊田合成だった。「ぜひ、ご指されたものではない。実際に毎日同じ装置を使っ導をお願いしたい」という申し出である。て実験をしていても、成長条件が毎日同じであるとは断定できない。装置にわずかに残った分子な「申し訳ないがお断りすると申し上げました。

どの影響を受ければ、違ったものができてしまう

その時は、まだ、p-n接合もできていません。そということが起こるのです。

れをやりたい私は、とても企業の方にお付き合い私が、ヒ化ガリウム（GaAs）や窒化ガリウムしている時間はないと。しかし、間もなく社長さ（GaN）の結晶をとことんきれいにしようと取りんが直々に来られた。それでも私は色よいお返事組んだ時も、周りからは『難しいのではないか』はしませんでした。そしてそれ以後も、何度お断と言われました。しかし、挑戦し失敗を繰り返しりしても熱心に頼みに来られた。また、新技術開てきた中から得た“勘”が、『不純物をできるだ発事業団（現、科学技術振興機構（JST））の人け減らしていけばできるのではないか』という強にも熱心に勧められ、私はその両者の熱意にほだい思いを育ててくれた。

された（笑）のです。いよいよやることになった

そして何より、結晶成長は、物理学、化学など

時、豊田合成さんは青色LED開発プロジェクト

いろいろな分野の境界領域にあり、良い結晶をつの出陣式を行われたのです。私はその記念講演にくるというのはとても難しい。けれど、“難しい”呼ばれて行ったわけですが、課長級以上の人全員ということはイコール“できない”ということでを本社の大広間に集めて、社長自ら『これからこは決してない。私は、逆に『だからこそやりがいういうことをやっていくのだ』と決意を熱く語らがある』と思ったのです。」

れた。それは非常に強く印象に残っていますね。」「難しい」と「できない」は決してイコールではない「あれほど断り続けたわけですが、今、豊田合成さんが取り組まれて良かったと思っています。
多くのLEDの専門家たちでさえ、『結晶がきれいになったからといって、窒化ガリウム（GaN）のp-n接合は実現できるかどうか分からない』と考えていた中で、逆に豊田合成さんには半導体やLEDの専門家がおられず、『青ができれば光の三11