V dopise zveřejněném v časopise ACS Photonics vědci uvedli elegantnější metodu výroby vysoce-kvalitních hlubokých-ultrafialových (UV-C) LED diod, která zahrnuje nanesení filmu polovodičová slitina nitrid hliníku a galia (AlGaN) na substrátu z karbidu křemíku (SiC) -- odchylka od více používaného safírového substrátu.
Podle Zollnera použití karbidu křemíku jako substrátu umožňuje efektivnější a nákladově{0}}efektivnější růst vysoce-kvalitního UV-C polovodičového materiálu než použití safíru. Vysvětlil, že je to způsobeno tím, jak blízko se atomové struktury materiálů shodují.
"Obecně platí, že čím více strukturně (z hlediska struktury atomových krystalů) jsou si substrát a film navzájem, tím snazší je dosáhnout vysoké kvality materiálu, " řekl. Čím lepší kvalita, tím lepší účinnost a výkon LED. Safír je strukturálně nepodobný a výroba materiálu bez vad a nesouososti často vyžaduje složité dodatečné kroky. Karbid křemíku není dokonalá shoda, řekl Zollner, ale umožňuje vysokou kvalitu bez potřeby nákladných dalších metod.
Kromě toho je karbid křemíku mnohem levnější než „ideální“ substrát z nitridu hliníku, takže je podle Zollnera -příznivější pro hromadnou výrobu.
Přenosná, rychle{0}}působící dezinfekce vody patřila k primárním aplikacím, na které výzkumníci mysleli při vývoji své UV-C LED technologie; odolnost, spolehlivost a malý tvar diod by změnily hru v méně rozvinutých oblastech světa, kde není k dispozici čistá voda.
Vznik pandemie COVID-19 přidal další rozměr. Zatímco svět závodí v hledání vakcín, terapií a léků na tuto nemoc, dezinfekce, dekontaminace a izolace jsou těmi několika zbraněmi, kterými se musíme bránit, a řešení bude třeba nasadit po celém světě. Kromě UV-C pro účely sanitace vody by mohlo být UV-C světlo integrováno do systémů, které se zapnou, když nikdo není přítomen, řekl Zollner.
„To by poskytlo levný-nákladový, chemický-bezplatný a pohodlný způsob dezinfekce veřejných, maloobchodních, osobních a lékařských prostor,“ řekl.
V tuto chvíli je to však hra trpělivosti, protože Zollner a kolegové čekají na pandemii. Výzkum v UC Santa Barbara se zpomalil na minimum, aby se minimalizoval kontakt mezi-na-osobu.
„Naše další kroky, jakmile budou obnoveny výzkumné aktivity na UCSB, budou pokračovat v práci na vylepšení naší platformy AlGaN/SiC, abychom doufejme vyráběli světově nejúčinnější UV-C světelné zářiče,“ řekl.
Mezi další přispěvatele výzkumu patří Burhan K. SaifAddin (hlavní autor), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza a Feng Wu, všichni ze SSLEEC a/nebo katedry Materiály na UC Santa Barbara.
