ACS Photonics誌に掲載された書簡で、研究者らは、より広く使用されているサファイア基板からの逸脱である炭化ケイ素(SiC)の基板上に半導体合金窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)の膜を堆積させることを含む、高品質の深紫外(UV-C)LEDを製造するためのよりエレガントな方法を報告した。
Zollner氏によると、炭化ケイ素を基板として使用すると、サファイアを使用するよりも高品質のUV-C半導体材料をより効率的かつ費用対効果の高い方法で成長させることができます。これは、材料の原子構造がどれほど密接に一致しているかによるものだと彼は説明した。
「一般的な経験則として、基板とフィルムが互いに(原子結晶構造の点で)構造的に類似しているほど、高い材料品質を達成するのが容易になります」と彼は言いました。品質が高ければ高いほど、LEDの効率と性能は向上します。サファイアは構造的に異なっており、欠陥やミスアライメントのない材料を製造するには、しばしば複雑な追加ステップが必要です。炭化ケイ素は完璧な組み合わせではないが、高価で追加の方法を必要とせずに高品質を可能にするとZollner氏は述べた。
さらに、炭化ケイ素は「理想的な」窒化アルミニウム基板よりもはるかに安価であり、より大量生産に優しいとZollner氏は述べています。
ポータブルで即効性の水消毒は、UV-C LED技術の開発中に研究者が念頭に置いていた主な用途の1つでした。ダイオードの耐久性、信頼性、小型フォームファクタは、きれいな水が利用できない世界の未開発地域ではゲームチェンジャーになるでしょう。
COVID-19パンデミックの出現は、別の次元を追加しました。世界がワクチン、治療法、病気の治療法を求めて競い合う中、消毒、除染、隔離は私たちが守らなければならない数少ない武器であり、解決策は世界中に展開される必要があります。水衛生のためのUV-Cに加えて、UV-Cライトは誰もいないときに点灯するシステムに統合することができる、とZollner氏は述べた。
「これは、公共、小売、個人、医療スペースを消毒するための低コストで化学物質フリーで便利な方法を提供するでしょう」と彼は言いました。
しかし、現時点では、Zollnerと同僚がパンデミックを待っているので、それは忍耐のゲームです。カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究は、人と人との接触を最小限に抑えるために細流に減速しています。
「UCSBでの研究活動が再開されたら、私たちの次のステップは、世界で最も効率的なUV-C発光体を生産するために、AlGaN/SiCプラットフォームを改善するための作業を継続することです」と彼は言いました。
その他の研究貢献者には、Burhan K. SaifAddin(筆頭著者)、中村修二、スティーブン・P・デンバーズ、ジェームズ・S・スペック、アブドラ・S・アルモグベル、バスチャン・ボンフ、マイケル・イザ、フェン・ウーなどがあり、いずれもSSLEECおよび/またはカリフォルニア大学サンタバーバラ校の材料部門から来ています。
