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紫外线发光二极管相关技术仍需改进,各种力量正在积极投资研发

作者:baidu.com来源:未知   添加时间:2020-05-25 19:34   浏览次数:

目前,全球新型冠状病毒的流行仍然非常重要,各方都在努力寻找匹配病毒的方法。今年以来,紫外线杀菌消毒领域的相关产品不胜枚举。除了普通的紫外线消毒灯,主动消毒机器人和紫外线“微波炉”等创新产品也相继出现。

同时,紫外线发光二极管对新型冠状病毒杀菌效果的研究也在进行中。例如,名古屋大学和日本朝日株式会社联合开发了一种激光二极管。基于氮化铝(氮铝酸盐)衬底,在室温脉冲电流注入下,它发射出迄今为止最短波长为-271.8纳米的紫外光。它有潜在的应用,包括消毒、皮肤病学和DNA分析。

这幅画来自名古屋大学和朝日Kasei。

最近,据国外媒体报道,加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的固态照明和能源电子中心(SSLEEC)及其成员公司也在开发紫外线发光二极管并研究紫外线杀菌结果。

首尔半导体公司是南玻集团的成员公司之一。其子公司刚刚在比利时证实,紫外线发光二极管技术可以在30秒内杀死99.9%的新型冠状病毒。这项技术已经被用于不同的场合,例如美国宇航局空间站上的宇航员的净化和汽车的消毒。

据报道,目前,研究人员正在开发一种紫外发光二极管,它可以净化暴露于非典-CoV-2病毒的外观,还可能包括空气和水。

近年来,致力于深度紫外线发光二极管杀菌和净化技术的研究人员发现,正在开发的紫外线发光二极管的主要应用之一是医疗场合,其可用于个人防护设备、一般情况、地板和空调系统的杀菌和消毒。

研究人员指出,罕见的深紫外光只能通过人工过程产生。此外,目前与消毒技术最相关的260-285纳米深紫外光对人体皮肤有害,所以目前的深紫外光消毒几乎是在无人的前提下进行的。

在疫情爆发之前,SSLEEC材料科学家一直在研究和推广uvcld技术。这类电磁光谱对于固态照明来说是相对先进的。深紫外光通常是由水银蒸汽灯产生的。为了实现紫外发光二极管在效率、成本、可靠性和使用寿命方面的潜力,许多相关技术需要改进。

图片从原文开始:带一个字母网络

研究人员提到,发表在《ACS光子学》(美国化学学会光子学)》杂志上的一份研究报告指出了制造高质量紫外发光二极管的方法,即在碳化硅衬底上沉积一层AlGaN膜,这不同于更常用的蓝宝石衬底。

因为材料的原子布局非常仔细地匹配,碳化硅衬底可以比蓝宝石衬底更有效和更经济地生长高质量的深紫外半导体材料。

在正常情况下,衬底和薄膜的结构(原子晶体结构)越相似,就越容易生产出高质量的材料。质量越好,发光二极管的效率和功能越高。然而,蓝宝石在结构上是不同的,并且无缺陷和无误差材料的生产通常需要复杂的额外步骤。虽然碳化硅不是一个完美的选择,但它可以在不增加高成本的情况下获得高质量。此外,碳化硅的价格比理想的氮化铝衬底的价格低得多,这使得更容易实现大规模生产。

在开发紫外线发光二极管技术时,便携式快速水消毒是研究人员首先考虑的应用之一。他们建议,除了用于水消毒之外,深层紫外线也可以整合到无人值守的系统中。这是一种低成本、无化学物质且易于清洁的方法,适用于公共区域、零售店、个人和医疗场合。

但是现在,UCSB研究小组已经放慢了研究速度,以减少人与人之间的接触。在研究工作恢复后,他们将继续改进他们的AlGaN/SiC技术,并在生产世界上最高效的d

据乐迪思了解,目前用于医疗消毒的紫外光源主要来自紫外汞灯。汞灯将水银(水银)插入真空应时灯管,通过电击两端的电压差放电,激发紫外线辐射波,然后通过灯管内的荧光涂层改变波长。

紫外线杀菌效果取决于剂量,包括辐射强度(照度)和时间。目前,紫外发光二极管还不能完全取代医用消毒紫外汞灯,因为发光二极管的照度还不够强。与紫外汞灯相比,要达到同样的杀菌效果,需要增加紫外发光二极管的用量或延迟照射时间。因此,对于使用频率高、所需消毒空间限制大的专业医疗单位名单,现阶段紫外线发光二极管消毒的成本效益不高。

然而,莱迪内认为,随着更多的研发工作致力于紫外线消毒,相关技术和产品将更大规模和更快地商业化。从目前的市场应用来看,UVC发光二极管已经开始在一些场合发挥作用,包括一般杀菌(便携式杀菌产品、杀菌灯、母婴用品)、水杀菌和空气净化。(珍妮丝包,编译)

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