La forma más oscura de luz ultravioleta, conocida como UV-C, es única debido a su reputación como asesino de organismos nocivos.
Con longitudes de onda de entre 200 y 280 nanómetros, esta forma particular de luz UV penetra en las membranas de virus, bacterias, mohos y ácaros del polvo, atacando su ADN y matándolos. La desinfección con luz UV-C ha existido por más de 100años, tras el descubrimiento de Niels Finsen de la luz ultravioleta como antídoto contra la tuberculosis, que le valió al médico danés feroés el Premio Nobel de Medicina de 1903.
Actualmente, la mayoría de las lámparas de rayos ultravioleta profundos están basadas en mercurio. Presentan una amenaza para el medio ambiente y son voluminosas e ineficientes. Un grupo de investigación de Cornell dirigido por Huili Grace Xing y Debdeep Jena, junto con colaboradores de la Universidad deNotre Dame, ha informado sobre el progreso en la creación de una alternativa más pequeña y más amigable con el planeta.
Usando monocapas finas controladas atómicamente de nitruro de galio GaN y nitruro de aluminio AlN como regiones activas, el grupo ha demostrado la capacidad de producir emisiones UV profundas con un diodo emisor de luz LED entre longitudes de onda de 232 y 270 nanómetrosSu emisión de 232 nanómetros representa la longitud de onda más corta registrada utilizando GaN como material emisor de luz. El registro anterior fue de 239 nanómetros, por un grupo en Japón.
"Se publicaron en línea el 27 de enero en línea" LED UV de 232-270 nm de crecimiento profundo MBE que usan heteroestructuras cuánticas binarias delgadas de GaN / AlN en monocapa " letras de física aplicada .
El investigador postdoctoral SM Moudud Islam, el autor principal, dijo: "La luz UV-C es muy atractiva porque puede destruir el ADN de las especies que causan enfermedades infecciosas, que causan contaminación del agua y el aire".
Uno de los principales desafíos con los LED ultravioleta es la eficiencia, que se mide en tres áreas: eficiencia de inyección: la proporción de electrones que pasan a través del dispositivo que se inyectan en la región activa; eficiencia cuántica interna IQE: la proporciónde todos los electrones en la región activa que producen fotones o luz UV; y eficiencia de extracción de luz: la proporción de fotones generados en la región activa que pueden extraerse del dispositivo y son realmente útiles.
"Si tiene un 50 por ciento de eficiencia en los tres componentes ... multiplique todos estos y obtendrá un octavo", dijo Islam. "Ya tiene un 12 por ciento de eficiencia".
En el rango de UV profundo, los tres factores de eficiencia se ven afectados, pero este grupo descubrió que al usar nitruro de galio en lugar del nitruro de aluminio y galio convencional, se mejoran tanto la IQE como la eficiencia de extracción de luz.
La eficiencia de inyección se mejora mediante el uso de un esquema de dopaje inducido por polarización tanto para las regiones portadoras negativas electrón como positivas agujero, una técnica que el grupo exploró en trabajos anteriores.
Ahora que el grupo ha demostrado su concepto de eficiencia mejorada de LED de UV profundo, su siguiente tarea es empaquetarlo en un dispositivo que algún día podría salir al mercado. Los LED de UV profundo se utilizan en la conservación de alimentos y la detección de moneda falsificada,entre otras cosas.
El estudio adicional incluirá empaquetar tanto la nueva tecnología como las tecnologías existentes en dispositivos que de otro modo serían similares, para fines de comparación.
"En términos de cuantificar la eficiencia, queremos empaquetarlo en los próximos meses y probarlo como si fuera un producto, y tratar de compararlo con un producto con una de las tecnologías disponibles", dijo Jena.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Tom Fleischman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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