Според съобщения на чуждестранни медии, учените от Университета на Южна Каролина в САЩ са разработили най-малкия и ярък светодиод с дълбока ултравиолетова светлина с размер на чипа само 5 микрона и дължина на вълната 281 nm. UVC LED решетката, съставена от тези чипове, има яркост 361W · cm-2.
Съобщава се, че в началото на този век изследователският екип на Университета в Южна Каролина започва да разработва малки UV LED взаимосвързани масиви. Първото поколение UV LED пиксели имат диаметър 25 микрона и образуват матрица 10 × 10, което подобрява изходната мощност на светлината, има свръхвисока надеждност и намалява токовите задръствания. Основава се основно на стандартно съпротивление на серията и разширение на спомагателния ток.
Наскоро екипът отново проучи тази структура за източника на дълбока ултравиолетова светлина, като се фокусира върху ефекта на топлинния импеданс и размера на пиксела върху мощността на излъчване.
Според говорителя на екипа Ричард Флойд, свиването на размера на дълбоко ултравиолетовите светодиоди до по-малко от 20 микрона няма да увеличи трудността на повечето производствени стъпки, нито изисква специално оборудване за завършване. Например, изследователският екип използва стандартна маска за фоторезист (Photoresist Masking) и Карл Сус MJB-3 маска за подравняване на маски (Mask Aligner) във всички стъпки на литография.
Въпреки това, за да се осигури еднаквост на цялата вафла, изследователският екип оптимизира експозицията и времето за развитие на фотолитографията под 20 микрона и оптимизира условията на отгряване за p-полюсния омичен контакт.
Изследователският екип сравнява еднопикселен LED референтен обект с диаметър 90 микрона с три различни структури от масиви: 36 пикселни масива с диаметър 15 микрона, 81 пикселни масиви с диаметър 10 микрона и 324 пиксела с диаметър 15 микрона. За матрицата от 5 микрона пиксели всички пролуки са 5 микрона.
Вляво: 5-микронов свързан пикселен масив (пролуката между пикселите е 5 микрона)
Вдясно: Същият масив, когато DC токът е 60 mA (Източник на изображението: Университет на Южна Каролина)
Чрез метода за измерване на вафла (използвайки 500 ns импулс и 0,05% работен цикъл, за да се сведе до минимум топлината на устройството), е установено, че един 5-микрон (диаметър) пиксел с алуминиев радиатор, когато управляващият ток е 10,2 kA · Cm- При 2 o' часовник, пиковата яркост може да достигне 291W · cm-2, което е 30 пъти повече от яркостта на гореспоменатия референтен светодиоден обект.
Резултатите от изследванията на три различни масива показват, че благодарение на превъзходната технология за отстраняване на топлина, която елиминира термичното увисване, намаляването на размера на пиксела може да подобри производителността. В сравнение с единичния чип, изходната мощност на 324 пикселни масиви с диаметър 5 микрона се увеличава повече от 5 пъти в режим на непрекъсната вълна, а изходната мощност може да се увеличи повече от 15 пъти в импулсен режим.
Чрез това изследване изследователският екип установи, че външната квантова ефективност на взаимосвързаната матрица от микропиксели няма да намалее с намаляване на размера на пиксела. Следователно изследователите са уверени, че могат да развият по -малък размер, без това да повлияе на производителността на устройството. Дълбок UV LED.
Но трябва да се отбележи, че резултатите от изследванията показват също, че тъй като размерът на устройството се намалява допълнително, термичният импеданс ще намалее леко, но само този индекс ще бъде засегнат.
Понастоящем изследователският екип на университета в Южна Каролина изучава технологичните процеси за подобряване на ефективността на извличане на светлина, надявайки се да използва независими електрони за управление на тези пиксели.
Съобщава се, че този пробив ще помогне за популяризирането на UVC светодиодите, за да се конкурират по-добре с живачните лампи в приложения, изискващи дълбоко ултравиолетово облъчване с високи дози. В края на краищата, на някои места за приложение, като дезинфекция на маски, токсичността на живачните лампи предизвиква много притеснения.
Въпреки че настоящите UVC светодиоди все още отстъпват на живачните лампи по отношение на ефективността на фотоелектрическото преобразуване, ефективността на разходите и продължителността на живота, непрекъснатите пробиви в технологиите в крайна сметка ще насърчат процеса на замяна на живачните лампи с UVC светодиоди.
