Ajakirjas ACS Photonics avaldatud kirjas teatasid teadlased elegantsemast meetodist kvaliteetsete sügav-ultraviolettkiirguse (UV-C) LED-ide valmistamiseks, mis hõlmab pooljuhtsulami alumiiniumist galliumnitriidi (AlGaN) kile ladestamist ränikarbiidi (SiC) substraadile - kõrvalekalle laialdasemalt kasutatavast safiiri substraadist.
Zollneri sõnul võimaldab ränikarbiidi kasutamine substraadina kvaliteetse UV-C pooljuhtmaterjali tõhusamat ja kulutõhusamat kasvu kui safiiri kasutamine. Ta selgitas, et see on tingitud sellest, kui tihedalt materjalide aatomistruktuurid sobivad.
"Üldiselt rusikareegel, mida struktuursemalt sarnased (aatomikristallstruktuuri poolest) on substraat ja kile üksteisele, seda lihtsam on saavutada kõrge materjali kvaliteet," ütles ta. Mida parem on kvaliteet, seda parem on LED-i efektiivsus ja jõudlus. Safiir erineb struktuuriliselt ja vigade ja ebakõladeta materjali tootmine nõuab sageli keerulisi täiendavaid samme. Zollner ütles, et ränikarbiid ei sobi ideaalselt, kuid see võimaldab kõrget kvaliteeti, ilma et oleks vaja kulukaid ja täiendavaid meetodeid.
Lisaks on ränikarbiid palju odavam kui "ideaalne" alumiiniumist nitriid substraat, muutes selle Zollneri sõnul masstootmise sõbralikumaks.
Kaasaskantav, kiiresti toimiv vee desinfitseerimine oli üks peamisi rakendusi, mida teadlased oma UV-C LED-tehnoloogiat arendades silmas pidasid; dioodide vastupidavus, usaldusväärsus ja väike vormitegur muudaksid mängu vähem arenenud maailma piirkondades, kus puhast vett ei ole saadaval.
COVID-19 pandeemia esilekerkimine on lisanud veel ühe mõõtme. Ajal, mil maailm võistleb, et leida vaktsiine, ravimeetodeid ja ravimeid haiguse vastu, on desinfitseerimine, saastest puhastamine ja isolatsioon need vähesed relvad, mida peame end kaitsma, ning lahendusi tuleb rakendada kogu maailmas. Zollner ütles, et lisaks UV-C-le vee kanalisatsiooni eesmärgil võib UV-C-valgust integreerida süsteemidesse, mis lülituvad sisse, kui keegi ei ole kohal.
"See pakuks odavat, kemikaalivaba ja mugavat viisi avalike, jaemüügi-, isiklike ja meditsiiniruumide desinfitseerimiseks," ütles ta.
Praegu on see aga kannatlikkuse mäng, sest Zollner ja tema kolleegid ootavad pandeemiat. UC Santa Barbara uuringud on aeglustunud, et minimeerida inimestevahelist kontakti.
"Meie järgmised sammud, kui teadusuuringud UCSB-s jätkuvad, on jätkata oma tööd Meie AlGaN / SiC platvormi parandamiseks, et loodetavasti toota maailma kõige tõhusamaid UV-C valguskiirteid, " ütles ta.
Teised teadustöö kaasautorid on Burhan K. SaifAddin (juhtiv autor), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza ja Feng Wu, kõik SSLEECist ja / või UC Santa Barbara materjalide osakonnast.
