光の時代がやってくる？　蛍光体が持つさまざまな可能性

電球はなぜ光る？

蛍光灯（けいこうとう）やLED電球の内側には、白い粉が塗られています。この粉は蛍光体と呼ばれ、金属酸化物の白色粉末にユウロピウムなどの光る金属をごく微量だけ混ぜて作られています。何をどのくらい混ぜるかに違いはありますが、蛍光灯もLED電球も原理そのものはほぼ同じです。蛍光灯は放電で発生する紫外線、LED電球は発光ダイオードの青い光と蛍光体を混ぜ合わせることで、生活に使える光を生み出しています。
ただし体育館や劇場、スタジアムで使うような強い光を放つLED電球はまだできていません。強い光を出そうとすると蛍光体の温度が上がり過ぎ、うまく光を出すことができないからです。そのため現在、強い光を放つことができるLED電球や高温でも使える蛍光体の開発が世界中で行われています。

光を使える半導体の開発

1990年代以降、多くの電子機器で光が使われるようになってきました。しかし、表示にはLED、機器間の通信には光ファイバーを用いて光が使われていますが、パソコンを筆頭にすべての電子機器は内部で電気が走り回ることにより、動いています。機器の内部で光を使わないのは、半導体の材料となるシリコンが光を出せないからです。そこでシリコンに蛍光体の薄い膜を付け、光が使える半導体が作れないかという研究も行われています。

光がエネルギーや、電子機器を変える？

シリコンの抱えるもうひとつのネックが、原材料費です。例えば太陽電池がなかなか安くならない理由の一つは材料となる高純度のシリコンが高いからです。チタンや亜鉛などの安い金属酸化物に、光をうまく吸収する蛍光体をくっつけることで、安価な太陽電池を作れる可能性があるのです。
光の長所はスピードと容量、それにエネルギー効率です。パソコンなどの電子機器を使うと熱を持って熱くなるのは、言い換えればその分のエネルギーをロスしているということです。もし電気でやっていたことを光に置き換えることができれば、消費電力をもっと抑えることができるでしょう。

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電気通信大学情報理工学域 III類（理工系）電子工学プログラム教授奥野剛史先生

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応用物理学

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研究をしていると、壁にぶつかることはよくあります。そういうときはとりあえず実験をするなどして体を動かしてみると、わからなかった答えがふと見えてくることがあります。
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