W liście opublikowanym w czasopiśmie ACS Photonics naukowcy opisali bardziej elegancką metodę wytwarzania wysokiej-jakości diod LED głębokiego-ultrafioletowego (UV-C), która polega na nałożeniu warstwy półprzewodnikowy stop aluminium azotek galu (AlGaN) na podłożu z węglika krzemu (SiC) -- odejście od szerzej stosowanego podłoża szafirowego.
Według Zollnera użycie węglika krzemu jako podłoża umożliwia wydajniejszy i tani-wydajny wzrost wysokiej-jakości materiału półprzewodnikowego UV-C niż przy użyciu szafiru. Wyjaśnił, że wynika to z tego, jak ściśle do siebie pasują struktury atomowe materiałów.
„Ogólna zasada polega na tym, że im bardziej strukturalnie (pod względem struktury kryształów atomowych) podłoże i folia są do siebie podobne, tym łatwiej jest osiągnąć wysoką jakość materiału” – powiedział. Im lepsza jakość, tym lepsza wydajność i wydajność diody LED. Szafir jest strukturalnie niepodobny, a wytworzenie materiału bez wad i niewspółosiowości często wymaga skomplikowanych dodatkowych czynności. Węglik krzemu nie jest idealnym rozwiązaniem, powiedział Zollner, ale zapewnia wysoką jakość bez konieczności stosowania kosztownych, dodatkowych metod.
Ponadto według Zollnera węglik krzemu jest znacznie tańszy niż „idealny” substrat z azotku aluminium, co czyni go bardziej przyjaznym dla masowej produkcji-.
Przenośna, szybko działająca- dezynfekcja wody była jednym z głównych zastosowań, o których myśleli badacze podczas opracowywania technologii LED UV-C; trwałość, niezawodność i niewielkie rozmiary diod zmieniłyby zasady gry w mniej rozwiniętych obszarach świata, gdzie czysta woda nie jest dostępna.
Pojawienie się pandemii COVID-19 dodało kolejny wymiar. Ponieważ świat ściga się w poszukiwaniu szczepionek, terapii i leków na tę chorobę, dezynfekcja, odkażanie i izolacja to nieliczne rodzaje broni, których musimy się bronić, a rozwiązania będą musiały zostać zastosowane na całym świecie. Oprócz UV-C do celów sanitarnych, światło UV-C można zintegrować z systemami, które włączają się, gdy nikogo nie ma, powiedział Zollner.
„To zapewniłoby tani-koszt, bezpłatny-chemiczny i wygodny sposób odkażania przestrzeni publicznych, handlowych, osobistych i medycznych” — powiedział.
Na razie jednak gra na cierpliwość, bo Zollner i koledzy przeczekują pandemię. Badania na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara spowolniły do minimum, aby ograniczyć kontakt między-osobą-osobą.
„Nasze kolejne kroki, po wznowieniu działalności badawczej w UCSB, to kontynuacja prac nad ulepszaniem naszej platformy AlGaN/SiC, aby miejmy nadzieję wyprodukować najwydajniejsze na świecie emitery światła UV-C” – powiedział.
Inni współautorzy badań to Burhan K. SaifAddin (główny autor), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza i Feng Wu, wszyscy z SSLEEC i/lub Departamentu Materiały na UC Santa Barbara.
