Tuottaako syvä ultravioletti UVC-LED otsonia työskennellessään?
Ei tuota.
1. Miten ultraviolettivalo tuottaa otsonia?
Teoriassa fotonien energia on suurempi kuin sidoksen energia kemiallisen sidoksen katkaisemiseksi. Siksi ultraviolettisäteet, joiden aallonpituus on alle 243 nm, voivat virittää happea ilmassa tai vedessä muodostaen otsonia. UVC-LEDit, joiden aallonpituudet ovat yli 243 nm, eivät tuota otsonia.
Matalapaineiset elohopealamput tuottavat otsonia, koska 1,3～13P matalapaineisten elohopealamppujen höyrynpaineessa on luonnollisesti 185 nm:n tyhjiöultravioletosäteitä valon emissiospektrissä. Tämä ultraviolettivalo stimuloi ilman happea tuottamaan kemiallisen reaktion ja muuttamaan sen otsoniksi. Tämä tarkoittaa pohjimmiltaan sitä, että ultraviolettisäteet rikkovat happi-happi kovalenttisen sidoksen happimolekyylissä ja yhdistyvät sitten happimolekyylin kanssa muodostaen O3:a. UVC-LED ei tuota otsonia, koska hapen ja hapen kovalenttinen sidosenergia on peräti 5,1 eV, mikä vaatii vähintään 243 nm:n aallonpituudella olevien ultraviolettisäteiden keskeyttämistä ja lopulta otsonia syntyy.
2. Miksi'LED ei tuota otsonia?
Matalapaineinen elohopealamppu lisää lyhytaalto-ultravioletin energiatason siirtymän todennäköisyyttä säätelemällä höyrynpainetta, mutta siihen liittyy myös muita siirtymiä, jotka säteilevät pääasiassa valoa aallonpituudella 254 ja 185 nm. UVC-LEDin ensimmäisen energiatason siirtymän todennäköisyys on hallitseva, joten se emittoi puhdasta valoa ja yleinen UVC-LED-aallonpituus on yli 255 nm.
Matalapaineinen elohopealamppu on kaasuvalonlähde ja sen viritystilan energiatason sijainti on määrätty elohopean aineen mukaan. Joten vaikka on olemassa korkeapaineisia, keskipaineisia ja matalapaineisia elohopealamppuja, höyrynpaineen ero johtuu pääasiassa eri viritystilojen välisen siirtymän todennäköisyyden säätämisestä, toisin sanoen erilaisten tunnusomaisten huippujen suhteellisesta intensiteetistä. Siksi matalapaineiset elohopealamput säteilevät pääasiassa valoa aallonpituudella 254 ja 185 nm. UVC-LED on AlGaN-puolijohdevaloa lähettävä diodi, jolla on kvanttikuopparakenne. E0-siirtymä on hallitseva, ja huippuaallonpituuksia on vain yksi, kuten 275 nm. Voidaan havaita, että syvän ultravioletti-LED-spektrin päähuipun FWHM on huomattavasti alhaisempi kuin sinisen valon, mikä johtuu myös kvanttikuivon luminesenssista Verrattuna monikokoisiin kvanttipistevaloa lähettäviin laitteisiin, elektroninen siirtymä on yhtenäisempi. Koska nykyisten UVC-LEDien, joita voidaan valmistaa massatuotantona, valon aallonpituudet eivät ole alle 243 nm, sterilointiin ja desinfiointiin käytetyt syvä-ultravioletit UVC-LEDit eivät tuota otsonia.
