赤﨑先生 野先生
赤﨑先生・天野先生

ノ ベル物理学賞 の軌跡
ノーベル物理学賞への軌跡
名古屋大学名誉教授・特任教授
名古屋大学名誉教授
特任教授
科学技術交流財団シンクロトロン光センタ
科学技術交流財団シンクロトロン光センター
竹田美和（よしかず）
ノーベル物理学賞受賞記念
第44回結晶成長国内会議 特別講演会 11月5日（学習院大学）

①なぜ青色が必要か？
②なぜ青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が②なぜ青色発光ダイオド（ＬＥＤ）ができなかったか？
③なぜ青色ＬＥＤができたか？
④どこに使われているか？

①なぜ青色が必要か？
②なぜ青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が②なぜ青色発光ダイオド（ＬＥＤ）ができなかったか？
③なぜ青色ＬＥＤができたか？
④どこに使われているか？

光の三原色RGB（赤、緑、青）の組み合わせで人間の目に見えるあらゆる色を表すことができる）
G （赤 緑 青）の組み合わせで人間の目に見えるあらゆる色を表すことができる）

赤﨑記念研究館１階展示室（全ＬＥＤディスプレイ：畳４枚の大きさ）
ここに見られる様々な色が３原色の組み合わせであることが次に示される

白（三色が均等に光っている）（等 光）

ひとつのパッケージに３色のLEDがセットされている。
そのパッケージが50万個配置されている。

①なぜ青色が必要？
②なぜ青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が②なぜ青色発光ダイオド（ＬＥＤ）ができなかったか？
③なぜ青色ＬＥＤができたか？
④どこに使われているか？

青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった。
青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった・SiC（炭化珪素）

・ZnSe（セレン化亜鉛）

・GaN（窒化ガリウム）（窒化 リウ ）青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった。
青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった・SiC（炭化珪素）→1970年代にp-n接合は出来ていた。しかし、光りにく年
接合
来
くい材料であったため、明るいLEDにならなかった。

・ZnSe（セレン化亜鉛）

・GaN（窒化ガリウム）

青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった。
青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった・SiC（炭化珪素）・ZnSe（セレン化亜鉛）→1990年代に本命として世界中で研究された。
しかし 結晶が脆いため寿命が短かった
しかし、結晶が脆いため寿命が短かった。

・GaN（窒化ガリウム）

青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった。
青色ＬＥＤの候補に３つの半導体があった・SiC（炭化珪素）→別の用途へ
別の用途
・ZnSe（セレン化亜鉛）

・GaN（窒化ガリウム）（窒化 リウ ）→丈夫でよく光ることから1970年代に研究されたが、よい結晶を作るのが大変難しく ほとんどの人がよい結晶を作るのが大変難しく、ほとんどの人があきらめていた。20世紀中にはできないと考えられていた。

GaN（窒化ガリウム）の難しさ。
□過酷な条件が必要（大量のアンモニア、高温）□過酷な条件が必要（大量のアンモニア高温）□下地となる適切な結晶（基板）がない。
→丈夫なサファイアを用いざるを得なかった。
→丈夫なサファイアを用いざるを得なかった
更に、致命的なのは、□ダイオ ドに必要なｐ型とｎ型、特にｐ型が□ダイオードに必要なｐ型とｎ型、特にｐ型ができなかった。
明るく、寿命の長いGaNのLEDを作るには明るく、寿命の長いのを作るにはこれらを全て克服する必要がある。

大きい格子不整合

立ちふさがる大きな壁。
立ちふさがる大きな壁

島状成長

多結晶
立ちふさがる大きな壁従来の成功例：
従来の成功例AlGaAsGaInAsP

GaInP

ZnSe

GaAs

InP

GaAs

GaAs

同じ結晶形、同じ格子定数←黄金律であった

①なぜ青色が必要？
②なぜ青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が②なぜ青色発光ダイオド（ＬＥＤ）ができなかったか？
③では なぜ青色ＬＥＤができたか？
③では、なぜ青色ＬＥＤができたか？
④どこに使われているか？

天野浩君達学生が作った成長装置。
GaN単結晶を世界で初めて成長した。
単結晶を世界 初め 成長した
す ての始まり。
すべての始まり。

高い品質の単結晶：画期的なブレークスルー

木（サファイア）に竹（GaN）をつなぐ
低温緩衝層（座布団）サファイア・表面が平坦で、・薄く、・微結晶を含む非晶質ＡｌＮ層

単結晶のGａＮ

サファイア

高品質単結晶ができたこと（1986年）が、次のｐ型GaN（1989年）、制御されたｎ型（1989年）、制御されたｎ型（1989年）につながり、そしてｐ ｎ接合ダイオ ドができた（1989年）。
ｐ-ｎ接合ダイオードができた（1989年）。

松下・東京技研
松下
東京技研

赤﨑・天野先生の研究史

トランジスターの発明
１９４８年
赤外のＬＥＤ
１９５５年

名古屋大学
青色ＬＥＤ
天野君加わる
１９８９年
サファイア上GaN単結晶

１９７０年代に青色発光研究のブームがあった可視（赤）のＬＥＤ
１９６２年(Ｈｏｌｏｎｙａｋ)□中の重要事項
赤﨑、ま赤﨑、または赤﨑・天野の成果

①なぜ青色が必要？
②なぜ青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が②なぜ青色発光ダイオド（ＬＥＤ）ができなかったか？
③なぜ青色ＬＥＤができたか？
④どこに使われているか？

2001年 赤﨑記念研究センター開所を記念して
赤色LEDを青色LEDに。
赤色LEDを青色LEDに名古屋大学豊田講堂
槇 文彦の最初の作品。ニューヨークの文彦の最初の作品 ニ
ヨ クのワールトレードセンターの第４棟を設計。

29

2001年（名大前）

現在（山手通１丁目）

LED: ６００個

LED: ２００個

赤﨑記念研究館展示室

２００９年１１月

ＪＲ高島屋（名古屋）

LEDによるライトアップ（スカイツリー）瞬時に変わる舞台照明（ワルシャワ工科大学）

LED投光器（ワルシャワ工科大学）

１３２年前７７年前

１３２年前
エジソン

７７年前
白熱電球→LED赤﨑先生を現代の ジソン
現代のエジソンと呼ぶ人もいる授賞式の表題が“Power of Persistence”「継続 力な「継続は力なり」

エジソン・メダル受賞スピーチ（2011年8月 サンフランシスコ）

推薦者はアメリカの研究者

スウェーデン王立科学アカデミーでの講演
デ講演
2005年6月（（JSPSとの共同開催）との共同開催）

飯島先生

Ｍｏｎｅｍａｒ先生

スウェーデン王立工学スウェ
デン王立工学アカデミーでの講演
2014年5月（JSPSとの共同開催）

スウェーデン側の講演者全員が赤﨑先生の業績をたたえた赤﨑・天野 受賞歴（赤色はJACGまたはIOCGによる授賞、顕彰）
1989年 日本結晶成長学会論文賞（赤﨑）1991年 中日文化賞（赤﨑）1994年 オプトエレクトロニクス会議特別賞（赤﨑、天野、中村）
日本結晶成長学会創立２０周年記念技術貢献賞（赤﨑）1995年 International Symposium on Compound Semiconductors Award及びHeinrich Welker Gold Medal（赤﨑）1996年 IEEE/LEOS Engineering Achievement Award（赤﨑、天野、中村）
1997年 紫綬褒章（赤﨑）1998年 Laudise Prize（結晶成長学国際機構）（赤﨑）井上春成賞（赤崎、豊田合成）
応用物理学会会誌賞（赤﨑 天野）
応用物理学会会誌賞（赤﨑、天野）
C&C Prize（赤﨑、中村）IEEE Jack A. Morton Award（赤﨑、中村）
Rank Prize（中村、赤﨑、天野、Pankove）
1999年 IEEE Fellow（赤﨑）ECS Solid State Science & Technology Award（赤﨑）Medal of Citizen of Honor of Montpellier（赤﨑、中村）
Honoris Causa Title（University of Montpellier）（赤﨑）2000年 東レ科学技術賞（赤﨑）2001年 朝日賞（赤﨑、中村）
丸文学術賞（天野）
Honoris Causa Title（Linkoping（University）（赤﨑））（赤﨑）2002年 応用物理学会業績賞（赤﨑）藤原賞（赤﨑）旭日中綬章（赤﨑）武田賞（赤﨑、天野、中村）
日本結晶成長学会名誉会員（赤﨑）2003年 日本学術会議会長賞（赤﨑）
固体素子材料国際会議賞（SSDM賞）（赤﨑、天野）
2004年 文化功労者（赤﨑）
第１回P&Iパテントコンテスト(パテント・オブ・ザ・イヤー)（真鍋、加藤、赤﨑 平松 天野）
赤﨑、平松、天野）
東海テレビ文化賞（赤﨑）2006年 TMS John Bardeen賞【アメリカ】（赤﨑）日本結晶成長学会第１回業績賞（赤﨑）2007年 日本学術振興会ワイドバンドギャップ半導体光・電子デバイス
第第162委員会特別功績賞（赤﨑）委員会特別功績賞（赤﨑）2008年 米国工学アカデミー外国人会友（赤﨑）2008年 日本結晶成長学会論文賞（天野）2009年 京都賞（赤﨑）2010年 日本結晶成長学会・業績賞→業績賞・赤﨑賞を創設

2011年 応用物理学会名誉会員（赤﨑）Edison Medal（赤﨑）
知的財産特別貢献賞（赤﨑）
南日本文化賞特別賞（赤﨑）
文化勲章（赤﨑）2012年 日本結晶成長学会・技術賞（豊田合成：柴田、牛田、斎藤、奥野、日亜化学：向井、長濱、森田、成川）【窒化物半導体発光素子の技術開発と量産化】
2013年 SID K. F. Braun賞（赤﨑）2014年 大川出版賞（赤﨑）
恩賜賞・日本学士院賞（赤﨑）2014年 ノーベル物理学賞（赤﨑、天野、中村）