विदेशी मीडिया रिपोर्ट्स के मुताबिक, अमेरिका की यूनिवर्सिटी ऑफ साउथ कैरोलिना के वैज्ञानिकों ने दुनिया की सबसे छोटी और प्रतिभाशाली डीप पराबैंगनी एलईडी विकसित की है, जिसमें चिप का आकार केवल 5 माइक्रोन और 281nm की तरंगदैर्ध्य है। इन चिप्स से बनी यूवीसी एलईडी ऐरे में 361W·cm-2 की चमक है।
बताया जा रहा है कि इस सदी की शुरुआत में यूनिवर्सिटी ऑफ साउथ कैरोलिना की रिसर्च टीम ने छोटे यूवी एलईडी इंटरकनेक्ट सरणी विकसित करना शुरू किया। यूवी एलईडी पिक्सल की पहली पीढ़ी का व्यास 25 माइक्रोन होता है और 10×10 ऐरे बनाते हैं, जो लाइट आउटपुट पावर में सुधार करता है, अल्ट्रा-हाई विश्वसनीयता है, और वर्तमान भीड़ को कम करता है। यह मुख्य रूप से मानक श्रृंखला प्रतिरोध और सहायक वर्तमान विस्तार पर आधारित है।
हाल ही में, टीम ने गहरे पराबैंगनी प्रकाश स्रोत के लिए इस संरचना का फिर से अध्ययन किया, जो उत्सर्जन शक्ति पर थर्मल बाधा और पिक्सेल आकार के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित कर रहा था।
टीम के प्रवक्ता रिचर्ड फ्लोयड के मुताबिक, डीप पराबैंगनी एलईडी का आकार 20 माइक्रोन से कम होने से उत्पादन के अधिकांश कदमों की कठिनाई नहीं बढ़ेगी और न ही इसे पूरा करने के लिए विशेष उपकरणों की जरूरत होगी। उदाहरण के लिए, रिसर्च टीम ने सभी लिथोग्राफी स्टेप्स में स्टैंडर्ड फोटोरेसिस्ट मास्क (फोटोरेसिस्ट मास्किंग) और कार्ल सुस एमजेबी-3 मास्क एलाइनर (मास्क एलाइनर) का इस्तेमाल किया ।
हालांकि, पूरे वेफर की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, अनुसंधान टीम ने 20 माइक्रोन से नीचे फोटोलिथोग्राफी के एक्सपोजर और विकास समय को अनुकूलित किया, और पी-पोल ओमिक संपर्क के लिए एनीलिंग शर्तों को अनुकूलित किया।
अनुसंधान टीम ने तीन अलग-अलग सरणी संरचनाओं के साथ 90 माइक्रोन के व्यास के साथ एक पिक्सेल एलईडी संदर्भ वस्तु की तुलना की: 15 माइक्रोन के व्यास के साथ 36 पिक्सेल सरणी, 10 माइक्रोन के व्यास के साथ 81 पिक्सेल सरणी, और 15 माइक्रोन के व्यास के साथ 324 पिक्सेल। 5-माइक्रोन पिक्सेल सरणी के लिए, अंतराल सभी 5 माइक्रोन हैं।
बाएं: 5-माइक्रोन इंटरकनेक्टेड पिक्सेल सरणी (पिक्सल के बीच का अंतर 5 माइक्रोन है)
सही: एक ही सरणी जब डीसी वर्तमान 60mA है (छवि स्रोत: दक्षिण कैरोलिना विश्वविद्यालय)
ऑन-वेफर माप विधि (डिवाइस की गर्मी को कम करने के लिए 500ns पल्स और 0.05% शुल्क चक्र का उपयोग करके) के माध्यम से, यह पाया गया है कि एल्यूमीनियम हीट सिंक के साथ एक 5 माइक्रोन (व्यास) पिक्सेल, जब ड्राइविंग करंट 10.2kA.cm है- दोपहर 2 बजे, पीक ब्राइटनेस 291W'सेमी-2 तक पहुंच सकती है, जो उपरोक्त एलईडी रेफरेंस ऑब्जेक्ट की चमक का 30 गुना है।
तीन अलग-अलग सरणी के शोध परिणाम बताते हैं कि, थर्मल स्ैगिंग को समाप्त करने वाली बेहतर गर्मी हटाने की तकनीक के लिए धन्यवाद, पिक्सेल आकार को कम करने से प्रदर्शन में सुधार हो सकता है। सिंगल-चिप रेफरेंस की तुलना में 5 माइक्रोन के व्यास वाले ३२४ पिक्सल ऐरे की आउटपुट पावर लगातार वेव मोड में 5 गुना से ज्यादा बढ़ जाती है और पल्स मोड में आउटपुट पावर को 15 गुना से ज्यादा बढ़ाया जा सकता है ।
इस शोध के माध्यम से शोध दल ने पाया कि पिक्सेल का आकार सिकुड़ने से इंटरकनेक्टेड माइक्रो-पिक्सल ऐरे की बाहरी क्वांटम दक्षता कम नहीं होगी। इसलिए, शोधकर्ताओं को विश्वास है कि वे डिवाइस के प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना एक छोटे आकार का विकास कर सकते हैं । डीप यूवी एलईडी।
लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि शोध के नतीजे यह भी दर्शाते हैं कि जैसे-जैसे डिवाइस का आकार और कम होता जाएगा, थर्मल बाधा थोड़ी कम हो जाएगी, लेकिन केवल यह सूचकांक प्रभावित होगा।
वर्तमान में, दक्षिण कैरोलिना अनुसंधान टीम के विश्वविद्यालय की प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का अध्ययन कर रहा है प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए, स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करने के लिए इन पिक्सल को नियंत्रित करने की उंमीद है ।
यह बताया गया है कि इस शोध सफलता से यूवीसी एलईडी को बढ़ावा देने में मदद मिलेगी ताकि उच्च खुराक वाले गहरे पराबैंगनी विकिरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में पारे लैंप के साथ बेहतर प्रतिस्पर्धा की जा सके । आखिरकार, मास्क कीटाणुशोधन जैसे कुछ आवेदन स्थानों में, पारा लैंप की विषाक्तता ने बहुत चिंताओं का कारण बना दिया है।
हालांकि वर्तमान यूवीसी एलईडी अभी भी फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता, लागत प्रदर्शन और उम्र के मामले में पारा लैंप से कम हैं, प्रौद्योगिकी में निरंतर सफलताएं अंततः यूवीसी एलईडी के साथ पारा लैंप को बदलने की प्रक्रिया को बढ़ावा देगी।
