日研發深紫外線發光二極管技術成果已達實際應用水平
2014-05-11 19:20:24
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據科技網2010年2月27日訊 日本理化學研究所和科學技術振興機構25日公布，他們的一個研究小組開發的波長為250nm的深紫外線發光二極管（LED）于世界上首次成功實現了15mw的高輸出功率，電子注入效率提高了80%。這種深紫外線發光二極管比目前的同類設備*高輸出功率高出7倍，其殺菌效果好、可高速分解二惡英等有害物質，已達到實用化水平。研究成果已于2月24日申請專利，論文預定發表在3月25日出版的《應用物理學快報》上。
波長在220nm至350nm之間的高功率深紫外線發光二極管在殺菌、凈水、醫療、高密度光紀錄、高顯色性LED照明以及高速分解處理公害物質等領域有廣泛應用。迄今為止，深紫外線光源以準分子激光和各種倍頻激光等氣體和固體為媒介的紫外激光和氣體燈為主流，但是存在體積大、壽命短、價格高的缺點，難以實際應用。而使用半導體的高亮度深紫外線LED和深紫外線LD，可以實現小型化，得到廉價、高效和長壽命的紫外光源，應用前景更加廣闊。
氮化鋁鎵材料被認為是*理想的深紫外線發光材料，研究小組通過降低氮化鋁鎵緩沖層脫位密度以及把作為電子塊層的多量子屏障插入量子阱發光層的上部，實現了世界*高功率輸出。該研究成果打破了以往深紫外線LED不可能實現高功效的認識，成功使紫外線輸出功率達到實用水平。同時，多量子屏障不僅對紫外線發光元件，對已經實用的藍色LED、綠色LD及LED、白色LED燈的效率的提高也有可能。
在殺菌方面，紫外線直接殺菌效率*高的是250nm至280nm附近的波長域，而在分解有機物、塵埃、二惡英等難分解性污染物質方面，用波長270nm至320nm帶紫外光照射氧化鈦等光催化劑的紫外線照射系統具有比較好的分解效果。研究小組計劃進一步提高波長250納米至280納米帶的殺菌用深紫外線效率，直至實現波長220納米至390納米廣域波長的高效化，并對深紫外線的高功率輸出進行深入研究，以期將目前1.5%的效率提高至十位數百分點。