إنتاج فعال للمرافق المتقدمة& "اتفاقية ميناماتا للأمم المتحدة &" دخلت 128 دولة حول العالم حيز التنفيذ رسميًا في الصين في أغسطس 2017. وتحظر المعاهدة صراحة إنتاج واستيراد وتصدير مختلف المنتجات المحتوية على الزئبق اعتبارًا من عام 2020 ، كما سيتم حظر إنتاج وبيع مصابيح الزئبق التقليدية. . أصبح تطوير مصادر ضوء الحالة الصلبة للأشعة فوق البنفسجية الصديقة للبيئة والموفرة للطاقة لتحل محل مصابيح الزئبق UV المستخدمة على نطاق واسع حاليًا حاجة ملحة في مجال التعقيم والتطهير والتعرض للمعالجة. إن مصابيح LED فوق البنفسجية المبنية على مادة الجيل الثالث من أشباه الموصلات AlGaN لها تأثير قتل واضح على فيروس كورونا المستجد الجديد ، والذي جذب انتباهًا كبيرًا من جميع مناحي الحياة في الداخل والخارج.
على عكس مصابيح LED الزرقاء الناضجة ، تحتوي المادة الأساسية لمصابيح LED فوق البنفسجية على محتوى أقل ومحتوى أعلى من Al ، مما يجعل الطبقة الفوقية عالية في كثافة الخلل ، وتركيز ثقب منخفض في مادة p-AlGaN ، وتأثير استقطاب قوي ، ومشاكل تحمل التيار مثل حيث إن النقل الفرعي غير المتوازن بارز للغاية. لذلك ، لا تزال الكفاءة المضيئة لمصابيح LED فوق البنفسجية أقل بكثير من كفاءة المصابيح الزرقاء الناضجة. عندما يكون الطول الموجي للانبعاث أقل من 370 نانومتر ، فإن LED فوق البنفسجي يواجه مشكلة الانخفاض المفاجئ في كفاءة الإضاءة ، والتي تصبح أكبر عقبة تعوق تطبيقه المتطور.
استجابة للمشكلات المذكورة أعلاه ، أطلقت منصة المواد المتقدمة لمعهد أشباه الموصلات التابع لأكاديمية قوانغدونغ للعلوم بحثًا تقنيًا أكثر منهجية وعمقًا وتطويرًا لمصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية من جانبين: نمو المواد وتصميم الجهاز.
أولاً ، نجح استخدام تقنية التحكم في وضع النمو الدقيق MOCVD في إعداد مواد AlGaN عالية الجودة وكفاءة كمية داخلية عالية AlGaN آبار الكم ؛ في الوقت نفسه ، استخدم الباحثون تقنية التحكم في مجال الاستقطاب وهندسة نطاق الطاقة لتقصير السبائك متعددة العناصر p-AlInGaN / AlGaN يتم إدخال مادة الشبكة الفائقة الدورية (SPSL) في هيكل طبقة الحاجز الإلكتروني (EBL) لمصابيح LED فوق البنفسجية القائمة على AlGaN ، وأجهزة UV LED ذات الكفاءة الكمية الداخلية العالية تم تطويرها بنجاح.
تظهر النتائج أن SPSL-EBL يمكنه تحسين خصائص النقل الحامل لأجهزة LED UV وتقليل جهد التشغيل للجهاز ، بحيث يمكن زيادة كفاءة الإضاءة لأجهزة UV LED ذات الطول الموجي الباعث للضوء البالغ 368 نانومتر عن طريق 101.6٪ مقارنة مع الهيكل التقليدي. سيكون هذا البحث أعلى إن البحث والتطوير لمصادر ضوء الأشعة فوق البنفسجية ذات الحالة الصلبة بالكامل يفتح مسارًا جديدًا.
تم نشر بعض نتائج العمل المذكورة أعلاه مؤخرًا في المجلة الدولية الموثوقة&مثل ؛ Journal of Materials Chemistry C" ؛.