UVC LE必威体育网下载D是如何工作的


凯文·卡恩,超人

凯文·卡恩博士

EMEA市场开发经理

公司在研究UVC led时经常问的一个问题必威体育app网站必威体育网下载消毒的应用程序betway888官网与UVC led的实际工作方式必威体育网下载必威体育app网站有关。在本文中,我们将解释这种技术是如何运行的。

led的一般原理

发光二极管(LED)是一种半导体器件,当电流通过时发光。虽然非常纯净、无缺陷的半导体(即所谓的本征半导体)的导电性通常很差,但可以在半导体中引入掺杂剂,使半导体既可以带负电荷的电子(n型半导体)导电,也可以带正电荷的空穴(p型半导体)导电。

LED由一个p-n结组成,其中一个p型半导体放在一个n型半导体的顶部。当施加正向偏置(或电压)时,n型区域的电子被推向p型区域,同样地,p型材料中的空穴被推向n型材料的相反方向(因为它们是带正电的)。在p型材料和n型材料的交界处,电子和空穴将重新结合,而每一次复合事件将产生一个量子能量,这是发生复合的半导体的固有属性。

边注:半导体的导带产生电子,价带产生空穴。导带和价带之间的能量差称为带隙能,由半导体的成键特性决定。

辐射复合产生单个光子的结果,其能量和波长(两者根据普朗克方程相互关联)由器件中使用的材料的带隙决定。无辐射复合也可能发生在电子和空穴复合释放的量子能量产生热量而不是光子的光。这些非辐射复合事件(在直接带隙半导体中)涉及到由缺陷引起的中间隙电子态。因为我们希望我们的led发光,而不是发热,我们希望增加辐射重组的百分比比非辐射重组。其中一种方法是在二极管的活跃区域引入载流子限制层和量子阱,试图增加在适当条件下进行重组的电子和空穴的浓度。

然而,另一个关键参数是降低缺陷的浓度,导致非辐射复合在器件的有功区。这就是为什么位错密度在光电子学中扮演如此重要的角色,因为他们是非辐射复合中心的主要来源。错位可能由许多因素造成,但要达到低密度几乎总是需要在栅格匹配衬底上生长用于制造LED有源区域的n型和p型层。否则,将引入位错作为一种适应晶体晶格结构差异的方法。

因此,最大化LED效率意味着通过最小化位错密度来提高辐射复合率相对于非辐射复合率。

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UV LEDs在水处理、光数据存储、通信、生物剂检测和betway888官网聚合物固化等领域都有应用。紫外光谱范围的UVC区域是指波长在100 nm到280 nm之间。

消毒时,最佳波长在260 ~ 270 nm区域,杀菌效果随波长的延长呈指数级下降。必威体育网下载必威体育app网站与传统使用的汞灯相比,UVC LEDs具有相当大的优势,特别是它们不含有害物质,可以立即开关,没有循环限制,具有较低的热量消耗,直接散热,更耐用。

UVC led要实现短波发射(必威体育网下载必威体育app网站消毒需260 ~ 270 nm),需要较高的铝摩尔分数,这使得材料的生长和掺杂困难。传统上,iii -氮化物的块状晶格匹配衬底并不容易获得,所以蓝宝石是最常用的衬底。蓝宝石与UVC led高铝含量藻结构的晶格失配较大,导致非辐射复合(缺陷)增加。必威体育app网站必威体育网下载这种效应似乎变得更糟在高铝浓度蓝宝石衬底短波紫外线发光二极管,沉淀往往权力在280纳米波长短于下降的速度比AlN-based短波紫外线发光二极管,而这两种技术的差必威体育网下载必威体育app网站异似乎不那么重要的UVB在长波长范围和AlN的晶格失配是更大,因为需要更高浓度的Ga。

假象增长原生AlN基质(即内在沃甘的较大的晶格参数进行调节压缩弹性适合在没有引入的缺陷)导致自动平,低缺陷层,与峰值功率在265 nm,对应的最大杀菌吸收,同时减少不确定性的影响由于spectral-dependent吸收强度。

晶体已经开发了高质量的大块晶格匹配AlN衬底,允许较高的内部效率和较低的内部吸收。这些基质,用于制造Klaran短必威体育网下载必威体育app网站波紫外线发光二极管和产品,提供更高质量,更强大的led在波长杀菌范围。