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素有殺手之稱的 UV-C 紫外光，波長僅 200 到 280 奈米、能量高，可以穿透病毒、細(xì)菌、真菌和塵蟎的薄膜，攻擊 DNA 并殲滅這些有害的有機(jī)體。

　　自丹麥教授 Niels Finsen 發(fā)現(xiàn)用紫外線可治療結(jié)核病後，人類利用紫外線殺菌已經(jīng)有超過百年歷史。但目前使用的深紫外線燈不只體積龐大、效率低，而且皆含水銀，對環(huán)境有害。

　　美國康乃爾大學(xué)的研究團(tuán)隊，最新就研發(fā)出一種體積小且更環(huán)保的深紫外線LED光源，并創(chuàng)下目前業(yè)界 deep-UV  LED 最低波長的紀(jì)錄。

圖為研究團(tuán)隊成員，照片來源：美國康乃爾大學(xué)

　　研究人員采用原子級控制介面的氮化鎵（GaN）與氮化鋁（AlN）單層薄膜為反應(yīng)作用區(qū)域，成功發(fā)射出波長介於 232 到 270 奈米的深紫外 LED 。這種 232 奈米的深紫外線，創(chuàng)下使用氮化鎵為發(fā)光材料，所發(fā)出的光線波長最短記錄。之前的記錄是由日本團(tuán)隊創(chuàng)下的239奈米。

　　研究論文《MBE-grown 232-270 nm deep-UV LEDs using monolayer thin binary GaN/AlN quantum heterostructures》于 1 月 27 號發(fā)表于《應(yīng)用物理快報》期刊（Applied Physics Letters）網(wǎng)站。

　　提高紫外線LED效率

　　目前紫外線 LED 最大瓶頸就是發(fā)光效率，可以由三個方面來衡量：

　　1. 注入效率：注入反應(yīng)作用區(qū)域的電子通過裝置的比例。

　　2. 內(nèi)量子效率（IQE）：反應(yīng)作用區(qū)域中所有電子產(chǎn)生光子或紫外線的比例。

　　3. 出光效率：反應(yīng)作用區(qū)域中產(chǎn)出的光子比例，這些光子可以從裝置中取出，而且是可以利用的。

　　論文作者之一 SM (Moudud) Islam 博士表示：「如果上述三個方面的效率都達(dá)到 50%，相乘起來只有八分之一，等于發(fā)光效率已經(jīng)降到 12%?！?/p>

　　在深紫外線波段，這三方面的效率都很低，但研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，利用氮化鎵取代傳統(tǒng)的鋁氮化鎵，可以提高內(nèi)量子效率和出光效率。

　　而為了提高注入效率，研究團(tuán)隊采用之前開發(fā)出的技術(shù)，在正極（電子）和負(fù)極（電洞）載體區(qū)域，采用極化感應(yīng)摻雜法來實現(xiàn)。

　　研究發(fā)展

　　在成功提升深紫外LED的發(fā)光效率後，研究團(tuán)隊的下一步是將光源整合到裝置內(nèi)，朝上市的目標(biāo)邁進(jìn)。深紫外光的應(yīng)用領(lǐng)域包含食物保鮮、假鈔辨別、光觸媒、水的凈化殺菌等等。這是紫外led的又一進(jìn)步之行。