Într-o scrisoare publicată în revista ACS Photonics, cercetătorii au raportat o metodă mai elegantă pentru fabricarea LED-urilor ultraviolete profunde (UV-C) de înaltă calitate care implică depunerea unei pelicule a nitrurii de galiu de aluminiu din aliaj semiconductor (AlGaN) pe un substrat de carbură de siliciu (SiC) -- o abatere de la substratul de safir mai utilizat pe scară largă.
Potrivit lui Zollner, utilizarea carburii de siliciu ca substrat permite o creștere mai eficientă și mai rentabilă a materialului semiconductor UV-C de înaltă calitate decât utilizarea safirului. Acest lucru, a explicat el, se datorează cât de strâns se potrivesc structurile atomice ale materialelor.
"Ca regulă generală, cu cât substratul și filmul sunt mai asemănătoare din punct de vedere structural (în ceea ce privește structura cristalelor atomice), cu atât este mai ușor să se obțină o calitate ridicată a materialului", a spus el. Cu cât calitatea este mai bună, cu atât eficiența și performanța LED-ului sunt mai bune. Safirul este diferit din punct de vedere structural, iar producerea de materiale fără defecte și nealinieri necesită adesea pași suplimentari complicați. Carbura de siliciu nu se potrivește perfect, a spus Zollner, dar permite o calitate ridicată fără a fi nevoie de metode suplimentare costisitoare.
În plus, carbura de siliciu este mult mai puțin costisitoare decât substratul "ideal" de nitrură de aluminiu, ceea ce îl face mai prietenos cu producția în masă, potrivit Zollner.
Dezinfectarea portabilă și cu acțiune rapidă a apei s-a numărat printre aplicațiile principale pe care cercetătorii le-au avut în vedere pe măsură ce își dezvoltau tehnologia LED UV-C; durabilitatea diodelor, fiabilitatea și factorul de formă mic ar fi un schimbător de jocuri în zonele mai puțin dezvoltate ale lumii în care apa curată nu este disponibilă.
Apariția pandemiei de COVID-19 a adăugat o altă dimensiune. Pe măsură ce lumea se întrece pentru a găsi vaccinuri, terapii și leacuri pentru boală, dezinfecția, decontaminarea și izolarea sunt puținele arme pe care trebuie să le apărăm, iar soluțiile vor trebui implementate în întreaga lume. În plus față de UV-C în scopuri de salubrizare a apei, lumina UV-C ar putea fi integrată în sisteme care se aprind atunci când nimeni nu este prezent, a spus Zollner.
"Acest lucru ar oferi o modalitate ieftină, fără substanțe chimice și convenabilă de a igieniza spațiile publice, de vânzare cu amănuntul, personale și medicale", a spus el.
Pentru moment, însă, este un joc al răbdării, în timp ce Zollner și colegii așteaptă pandemia. Cercetare la UC Santa Barbara a încetinit la o prelinge pentru a minimiza contactul persoană-la-persoană.
"Următorii noștri pași, odată ce activitățile de cercetare se reiau la UCSB, este să ne continuăm activitatea de îmbunătățire a platformei noastre AlGaN / SiC pentru a produce, sperăm, cei mai eficienți emițători de lumină UV-C din lume", a spus el.
Alți contribuitori la cercetare includ Burhan K. SaifAddin (autor principal), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza și Feng Wu, toți de la SSLEEC și / sau Departamentul de Materiale de la UC Santa Barbara.
