Potrivit rapoartelor mass-media străine, oamenii de știință de la Universitatea din Carolina de Sud din Statele Unite au dezvoltat cel mai mic și mai luminos LED ultraviolet profund cu o dimensiune a cipului de doar 5 microni și o lungime de undă de 281nm. LED-ul UVC compus din aceste cipuri are o luminozitate de 361W · cm-2.
Se raportează că, la începutul acestui secol, echipa de cercetare a Universității din Carolina de Sud a început să dezvolte mici rețele de interconectare cu LED-uri UV. Prima generație de pixeli cu LED-uri UV are un diametru de 25 microni și formează o matrice de 10 × 10, care îmbunătățește puterea de ieșire a luminii, are fiabilitate extrem de ridicată și reduce congestia curentă. Se bazează în principal pe rezistența standard a seriei și pe expansiunea curentului auxiliar.
Recent, echipa a studiat din nou această structură pentru sursa de lumină ultravioletă profundă, concentrându-se pe efectul impedanței termice și dimensiunea pixelilor asupra puterii de emisie.
Potrivit purtătorului de cuvânt al echipei Richard Floyd, micșorarea dimensiunii LED-urilor ultraviolete profunde la mai puțin de 20 microni nu va crește dificultatea majorității etapelor de producție și nici nu necesită echipamente speciale pentru finalizare. De exemplu, echipa de cercetare a folosit o mască standard de fotorezistent (Photoresist Masking) și Karl Suss MJB-3 aligner mask (Mask Aligner) în toate etapele litografiei.
Cu toate acestea, pentru a asigura uniformitatea întregii napolitane, echipa de cercetare a optimizat timpul de expunere și dezvoltare al fotolitografiei sub 20 microni și a optimizat condițiile de recoacere pentru contactul ohmic al polului p.
Echipa de cercetare a comparat un obiect de referință LED cu un singur pixel cu un diametru de 90 microni cu trei structuri diferite de matrice: tablouri de 36 pixeli cu un diametru de 15 microni, tablouri de 81 pixeli cu un diametru de 10 microni și 324 pixeli cu un diametru de 15 microni. Pentru gama de pixeli de 5 microni, golurile sunt toate de 5 microni.
Stânga: matrice de pixeli interconectată de 5 microni (decalajul dintre pixeli este de 5 microni)
Dreapta: Aceeași matrice când curentul continuu este de 60mA (Sursa imaginii: Universitatea din Carolina de Sud)
Prin metoda de măsurare on-wafer (folosind un impuls de 500ns și un ciclu de funcționare de 0,05% pentru a minimiza căldura dispozitivului), se constată că un singur pixel de 5 microni (diametru) cu radiator de aluminiu, când curentul de conducere este de 10,2 kA · Cm- La ora 2&# 39, luminozitatea maximă poate atinge 291W · cm-2, care este de 30 de ori luminozitatea obiectului de referință LED menționat mai sus.
Rezultatele cercetării a trei matrice diferite arată că, datorită tehnologiei superioare de eliminare a căldurii, care elimină căderea termică, reducerea dimensiunii pixelilor poate îmbunătăți performanța. În comparație cu referința cu un singur cip, puterea de ieșire a tablourilor de 324 pixeli cu un diametru de 5 microni este mărită de mai mult de 5 ori în modul de undă continuă, iar puterea de ieșire poate fi mărită de mai mult de 15 ori în modul impuls.
Prin această cercetare, echipa de cercetători a constatat că eficiența cuantică externă a matricei interconectate de micro-pixeli nu va scădea pe măsură ce dimensiunea pixelilor se micșorează. Prin urmare, cercetătorii sunt încrezători că pot dezvolta o dimensiune mai mică fără a afecta performanțele dispozitivului. LED UV profund.
Dar trebuie remarcat faptul că rezultatele cercetării arată, de asemenea, că, odată cu reducerea dimensiunii dispozitivului, impedanța termică va scădea ușor, dar numai acest indice va fi afectat.
În prezent, echipa de cercetare a Universității din Carolina de Sud studiază tehnologia proceselor pentru a spori eficiența extracției luminii, sperând să utilizeze electroni independenți pentru a controla acești pixeli.
Este raportat că această descoperire de cercetare va contribui la promovarea LED-urilor UVC pentru a concura mai bine cu lămpile cu mercur în aplicații care necesită doze mari de iradiere ultravioletă profundă. La urma urmei, în unele locuri de aplicare, cum ar fi dezinfectarea măștii, toxicitatea lămpilor cu mercur a cauzat multe îngrijorări.
Deși LED-urile UVC actuale sunt încă inferioare lămpilor cu mercur în ceea ce privește eficiența conversiei fotoelectrice, performanța costurilor și durata de viață, progresele continue din tehnologie vor promova în cele din urmă procesul de înlocuire a lămpilor cu mercur cu LED-uri UVC.
