V pismu, objavljenem v reviji ACS Photonics, so raziskovalci poročali o elegantni metodi za izdelavo visokokakovostnih globoko ultravijoličnih (UV-C) LED, ki vključuje deponiranje filma polprevodnične zliline aluminijevega galijevega nitrida (AlGaN) na substratu silicijevega karbida (SiC) -- odmik od bolj razširjenega substrata safira.
Po Zollnerjevih besedah uporaba silicijevega karbida kot substrata omogoča učinkovitejšo in stroškovno učinkovitejšo rast visokokakovostnega UV-C polprevodniška materiala kot uporaba safira. To je, je pojasnil, posledica tega, kako se atomske strukture materialov tesno ujemajo.
"Praviloma palec, bolj strukturno podoben (v smislu atomske kristalne strukture) substrat in film sta drug drugemu, lažje je doseči visoko kakovost materiala," je dejal. Boljša kot je kakovost, boljša je učinkovitost in učinkovitost LED-ja. Safir je strukturno disimilatoren, izdelava materiala brez napak in napak pa pogosto zahteva zapletene dodatne korake. Silikon karbid ni popolna ujemanje, je dejal Zollner, vendar omogoča visoko kakovost brez potrebe po drago, dodatnih metodah.
Poleg tega je silicijev karbid po Zollnerjevih besedah veliko dražji od "idealnega" aluminijevega nitridnega substrata, zaradi česar je bolj množično do proizvodnje prijazen.
Prenosna, hitro delujoče razkuževanje vode je bila med primarnimi aplikacijami, ki so jih raziskovalci imeli v mislih, saj so razvijali svojo UV-C LED tehnologijo; trajnost diode, zanesljivost in majhen dejavnik oblike bi bila menjava iger na manj razvitih območjih sveta, kjer čista voda ni na voljo.
Pojav pandemije COVID-19 je dodal še eno dimenzijo. Ker svetovne rase, da bi našli cepiva, terapije in zdravila za bolezen, dezifekcijo, dekontaminacijo in izoliranje so le nekaj orožja, ki jih moramo braniti, rešitve pa bo treba napotiti po vsem svetu. Poleg UV-C za sanitarne namene bi lahko UV-C svetlobo vključili v sisteme, ki se vklopijo, ko ni nikogar, je dejal Zollner.
"To bi zagotovilo nizkocenovni, kemični in priroten način za sanitev javnih, maloprodajnih, osebnih in medicinskih prostorov," je dejal.
Za zdaj pa gre za igro potrpljenja, saj Zollner in kolegi čakajo na pandemijo. Raziskave na UC Santa Barbara so se upočasnile na trik, da bi zmanjšali stik med osebo in osebo.
"Naši naslednji koraki, ko se bodo raziskovalne dejavnosti nadaljevale na UCSB, so nadaljevanje našega dela na izboljšanju naše platforme AlGaN/SiC za upanje, da bomo proizvedli najučinkovitejšo svetlobno oddajnik UV-C na svetu," je dejal.
Drugi raziskovalni prispevki so Burhan K. SaifAddin (glavni avtor), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza in Feng Wu, vsi iz SSLEEC in/ali Oddelek za materiale na UC Santa Barbara.
