Ulkomaisten tiedotusvälineiden mukaan Yhdysvaltojen Etelä-Carolinan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet maailman pienimmän ja kirkkaimman syvän ultraviolettivalon, jonka sirun koko on vain 5 mikronia ja aallonpituus 281 nm. Näistä siruista koostuvan UVC-LED-sarjan kirkkaus on 361 W · cm-2.
On raportoitu, että tämän vuosisadan alussa Etelä -Carolinan yliopiston tutkimusryhmä alkoi kehittää pieniä UV -LED -yhdysrakenteita. Ensimmäisen sukupolven UV-LED-pikselit ovat halkaisijaltaan 25 mikronia ja muodostavat 10 × 10-sarjan, mikä parantaa valonlähtötehoa, on erittäin luotettava ja vähentää virran ruuhkia. Se perustuu pääasiassa vakiovarusteisiin ja lisävirtalaajennuksiin.
Äskettäin ryhmä tutki tätä rakennetta uudelleen syvän ultraviolettivalon lähteelle keskittyen lämpöimpedanssin ja pikselikoon vaikutukseen päästötehoon.
Tiimin tiedottaja Richard Floydin mukaan syvien ultraviolettivalojen pienentäminen alle 20 mikroniin ei lisää useimpien tuotantovaiheiden vaikeutta eikä vaadi erityisiä laitteita. Esimerkiksi tutkimusryhmä käytti kaikissa litografiavaiheissa tavallista valoresististä naamiota (Photoresist Masking) ja Karl Suss MJB-3 -maskin kohdistinta (Mask Aligner).
Kuitenkin koko kiekon yhtenäisyyden varmistamiseksi tutkimusryhmä optimoi fotolitografian altistumisen ja kehitysajan alle 20 mikronin ja optimoi hehkutusolosuhteet p-napaiselle ohmiselle kosketukselle.
Tutkimusryhmä vertasi yhden pikselin LED-referenssiobjektia, jonka halkaisija oli 90 mikronia, ja kolmea erilaista rakennerakennetta: 36 pikseliä, joiden halkaisija oli 15 mikronia, 81 pikseliä, joiden halkaisija oli 10 mikronia, ja 324 pikseliä, joiden halkaisija oli 15 mikronia. 5 mikronin pikseliryhmässä aukot ovat kaikki 5 mikronia.
Vasen: 5 mikronin toisiinsa yhdistetty pikseliryhmä (pikselien väli on 5 mikronia)
Oikea: Sama ryhmä, kun tasavirta on 60 mA (Kuvan lähde: University of South Carolina)
Lautasen mittausmenetelmän avulla (käyttämällä 500nn pulssia ja 0,05%: n käyttöjaksoa laitteen lämmön minimoimiseksi) havaitaan, että yksi 5 mikronin (halkaisija) pikseli alumiinisella jäähdytyselementillä, kun käyttövirta on 10,2 kA · Cm- Kello 2 o' kellon huippukirkkaus voi nousta 291 W · cm-2, mikä on 30 kertaa edellä mainitun LED-vertailukohteen kirkkaus.
Kolmen eri ryhmän tutkimustulokset osoittavat, että pikselikoon pienentäminen voi parantaa suorituskykyä erinomaisen lämmönpoistotekniikan ansiosta, joka poistaa lämpöhäiriöt. Yksisirureferenssiin verrattuna 324 pikselin, joiden halkaisija on 5 mikronia, lähtöteho kasvaa yli 5 kertaa jatkuvassa aaltotilassa ja lähtötehoa voidaan lisätä yli 15 kertaa pulssitilassa.
Tämän tutkimuksen avulla tutkimusryhmä havaitsi, että toisiinsa yhdistetyn mikropikselijärjestelmän ulkoinen kvanttitehokkuus ei vähene pikselikoon pienentyessä. Siksi tutkijat ovat varmoja, että he voivat kehittää pienemmän koon vaikuttamatta laitteen suorituskykyyn. Syvä UV -LED.
On kuitenkin huomattava, että tutkimustulokset osoittavat myös, että kun laitteen kokoa pienennetään edelleen, lämpöimpedanssi pienenee hieman, mutta se vaikuttaa vain tähän indeksiin.
Tällä hetkellä Etelä -Carolinan yliopiston tutkijaryhmä tutkii prosessitekniikkaa valonpoistotehokkuuden parantamiseksi ja toivoo voivansa käyttää riippumattomia elektroneja näiden pikselien ohjaamiseen.
Tämän tutkimuksen läpimurron on raportoitu auttavan edistämään UVC-LEDien parempaa kilpailua elohopealamppujen kanssa sovelluksissa, jotka vaativat suuriannoksista syvää ultraviolettisäteilyä. Loppujen lopuksi joissakin käyttökohteissa, kuten maskin desinfioinnissa, elohopealamppujen myrkyllisyys on aiheuttanut paljon huolta.
Vaikka nykyiset UVC -LEDit ovat edelleen huonompia kuin elohopealamput valosähköisen muuntotehokkuutensa, kustannustehokkuutensa ja käyttöiän suhteen, jatkuva teknologian läpimurto edistää lopulta elohopealamppujen korvaamista UVC -LED -valolla.
