हाल ही में, चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के सन हैडिंग और लांग शिबिंग के अनुसंधान समूह ने तीन आयामी वाहक कारावास प्राप्त करने के लिए नीलम सब्सट्रेट शैम्फर कोण नियंत्रण क्वांटम अच्छी तरह से उपयोग के संबंध में यूवी एलईडी ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शन की महत्वपूर्ण प्रगति में सफलता हासिल की ।
हालांकि पराबैंगनी किरणों सूरज की रोशनी में ऊर्जा का केवल 5% के लिए खाते, वे व्यापक रूप से मानव जीवन में उपयोग किया जाता है । वर्तमान में, पराबैंगनी प्रकाश का व्यापक रूप से जल शुद्धिकरण, प्रकाश उपचार, नसबंदी और कीटाणुशोधन में उपयोग किया जाता है। पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोत आम तौर पर पराबैंगनी किरणों को उत्पन्न करने के लिए पारे वाष्प निर्वहन की उत्तेजित स्थिति का उपयोग करते हैं, जिसमें बड़ी गर्मी उत्पादन, उच्च शक्ति की खपत, धीमी प्रतिक्रिया, लघु जीवन अवधि और संभावित सुरक्षा खतरों जैसे कई दोष होते हैं। नया डीप-पराबैंगनी प्रकाश स्रोत प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) सिद्धांत का उपयोग करता है, जिसके पारंपरिक पारा दीपक पर कई फायदे हैं। उनमें से, सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि इसमें जहरीले पारा तत्व नहीं होते हैं। "मिनामाता कन्वेंशन" के कार्यान्वयन से भविष्यवाणी की गई है कि 2020 में पारा युक्त पराबैंगनी लैंप के उपयोग पर पूरी तरह से प्रतिबंध लगा दिया जाएगा। इसलिए, पर्यावरण के अनुकूल एक ब्रांड के नए अनुकूल, उच्च दक्षता वाले पराबैंगनी प्रकाश स्रोत का विकास लोगों के सामने एक महत्वपूर्ण चुनौती बन गया है।
नतीजतन, वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर सामग्री (गैलियम नाइट्राइड, एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड) पर आधारित डीप पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जक डायोड (यूवी एलईडी) इस नए एप्लिकेशन के लिए सबसे अच्छा विकल्प बन गए हैं। यह सभी ठोस राज्य प्रकाश स्रोत प्रणाली अत्यधिक कुशल है, आकार में छोटा है, और एक लंबी उम्र है । यह सिर्फ एक चिप एक अंगूठे के कवर के आकार है और एक पारा दीपक की तुलना में मजबूत पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जन कर सकते हैं । यहां रहस्य मुख्य रूप से III-नाइट्राइड की प्रत्यक्ष बैंड गैप सेमीकंडक्टर सामग्री पर निर्भर करता है: जब चालन बैंड में इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड में छेद के साथ फिर से संयोजन करते हैं, तो फोटॉन का उत्पादन होता है। फोटॉन की ऊर्जा सामग्री के बैंड गैप पर निर्भर करती है, इसलिए वैज्ञानिक प्रकाश उत्सर्जन के विभिन्न तरंगदैर्ध्य को प्राप्त करने के लिए एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड (अल्जीएन) के टर्नरी यौगिक में तत्व संरचना को समायोजित कर सकते हैं। हालांकि, यूवी एलईडी के उच्च दक्षता वाले प्रकाश उत्सर्जन को प्राप्त करना हमेशा इतना आसान नहीं होता है। वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि जब इलेक्ट्रॉन और छेद फिर से संयोजन करते हैं, तो फोटॉन हमेशा उत्पादित नहीं होते हैं । इस दक्षता को आंतरिक क्वांटम दक्षता (आईक्यूई) कहा जाता है।
पारंपरिक यूवी एलईडी संरचना से अलग, संभावित अच्छी तरह से मोटाई और संरचना के इस नए प्रकार की प्रकाश उत्सर्जक परत में संभावित बाधा, मल्टीलेयर क्वांटम अच्छी तरह से (MQW), एक समान नहीं है । उच्च संकल्प प्रक्षेपण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की मदद से, शोधकर्ताओं ने एक सूक्ष्म पैमाने पर केवल कुछ नैनोमीटर की क्वांटम अच्छी तरह से संरचनाओं का विश्लेषण करने में सक्षम थे । अध्ययनों से पता चला है कि गैलियम (Ga) परमाणुओं सब्सट्रेट के चरणों में कुल होगा, जो स्थानीय ऊर्जा बैंड के एक संकुचन की ओर जाता है, और जैसे ही फिल्म बढ़ती है, Ga-अमीर और एआई-समृद्ध क्षेत्र DUV एलईडी तक विस्तारित होंगे सतह विकृत और तीन आयामी अंतरिक्ष में तुला हुआ है एक त्रि-आयामी कई क्वांटम अच्छी तरह से संरचना बनाने के लिए । शोधकर्ताओं ने इस विशेष घटना कहते हैं: एअर इंडिया और Ga तत्वों के चरण जुदाई और वाहकों के स्थानीयकरण । यह इंगित करने लायक है कि इंडियम गैलियम नाइट्राइड (एलएनजीएन) आधारित ब्लू एलईडी सिस्टम में, एलएन और जीए 100% मिससिबल नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री के अंदर एलएन-समृद्ध और जीए-समृद्ध क्षेत्र हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीयकृत राज्य और प्रचारित लोडिंग होती है। धाराओं का विकिरण पुनर्संयोजन। लेकिन AlGaN सामग्री प्रणाली में, अल और Ga के चरण जुदाई शायद ही कभी देखा जाता है । इस काम के महत्वपूर्ण अर्थों में से एक सामग्री के विकास मोड को कृत्रिम रूप से समायोजित करना, चरण अलगाव को बढ़ावा देना है, और इस प्रकार डिवाइस की प्रकाश उत्सर्जक विशेषताओं में काफी सुधार करना है।
यह शोध उच्च दक्षता वाले सभी ठोस-राज्य यूवी प्रकाश स्रोतों के अनुसंधान और विकास के लिए नए विचार प्रदान करेगा। इस विचार के लिए महंगे पैटर्न वाले सब्सट्रेट्स और जटिल एपिटैक्सियल ग्रोथ प्रोसेस की जरूरत नहीं होती है । केवल सब्सट्रेट के बेवेल कोण के समायोजन और एपिटैक्सियल विकास मापदंडों के मिलान और अनुकूलन पर निर्भर करते हुए, यह उम्मीद की जाती है कि यूवी एलईडी की चमकदार विशेषताओं को नीले एलईडी के बराबर ऊंचाई तक सुधारा जा सकता है, उच्च शक्ति वाले डीप यूवी एलईडी के बड़े पैमाने पर आवेदन के लिए एक प्रयोग निर्धारित किया जा सकता है। और सैद्धांतिक आधार।
