Yn ôl adroddiadau cyfryngau tramor, mae gwyddonwyr ym Mhrifysgol De Carolina yn yr Unol Daleithiau wedi datblygu LED dwfn lleiaf a disgleiriaf y byd gyda maint sglodion o ddim ond 5 micron a donfedd o 281nm. Mae gan yr arae LED UVC sy'n cynnwys y sglodion hyn ddisgleirdeb o 361W·cm-2.
Adroddir bod tîm ymchwil Prifysgol De Carolina, ar ddechrau'r ganrif hon, wedi dechrau datblygu araeau rhyng-gysylltedd UV UV bach. Mae gan y genhedlaeth gyntaf o bicseli UV LED ddieeter o 25 micron ac mae'n ffurfio casgliad 10×10, sy'n gwella'r pŵer allbwn ysgafn, yn ddibynadwy iawn, ac yn lleihau tagfeydd cyfredol. Mae'n seiliedig yn bennaf ar ymwrthedd i gyfresi safonol ac ehangu cyfredol ategol.
Yn ddiweddar, astudiodd y tîm y strwythur hwn eto ar gyfer y ffynhonnell olau uwchfioled dwfn, gan ganolbwyntio ar effaith diffyg thermol a maint picsel ar y pŵer allyriadau.
Yn ôl llefarydd y tîm, Richard Floyd, ni fydd lleihau maint LEDs uwchfioled dwfn i lai nag 20 micron yn cynyddu anhawster y rhan fwyaf o'r camau cynhyrchu, ac nid oes angen offer arbennig i'w gwblhau ychwaith. Er enghraifft, defnyddiodd y tîm ymchwil fasg ffotoresist safonol (Masgio Photoresist) a Karl Suss MJB-3 yn alinio (Mask Aligner) ym mhob cam lithograffeg.
Fodd bynnag, er mwyn sicrhau unffurfiaeth y wafer cyfan, optimeiddiodd y tîm ymchwil yr amser amlygiad a datblygu o ffotolithograffeg o dan 20 micron, a optimeiddio'r amodau annealing ar gyfer y cyswllt ohmig p-polyn.
Cymharodd y tîm ymchwil wrthrych cyfeirio LED un picsel gyda diamedr o 90 micron gyda thair strwythur arae gwahanol: 36 o araeau picsel gyda diamedr o 15 micron, 81 o araeau picsel gyda diamedr o 10 micron, a 324 picsel gyda diamedr o 15 micron. Ar gyfer y casgliad picsel 5 micron, mae'r bylchau i gyd yn 5 micron.
Chwith: Casgliad picsel rhyng-gysylltiedig 5 micron (y bwlch rhwng picseli yw 5 micron)
Dde: Yr un casgliad pan fo'r dc presennol yn 60mA (Ffynhonnell delwedd: Prifysgol De Carolina)
Drwy'r dull mesur ar y wafer (gan ddefnyddio pwls 500ns a 0. Cylch dyletswydd 05% i leihau gwres y ddyfais), canfyddir bod un picsel 5 micron (diamedr) gyda sinc gwres alwminiwm, pan fo'r cerrynt gyrru yn 10. 2kA·cm- Am 2 o'r gloch, gall y disgleirdeb brig gyrraedd 291W·cm-2, sydd 30 gwaith yn ddisgleirdeb y gwrthrych cyfeirio LED a grybwyllir uchod.
Mae canlyniadau ymchwil tri gwahanol amrywiaeth yn dangos, diolch i'r dechnoleg tynnu gwres uwch sy'n dileu sagio thermol, y gall lleihau maint y picsel wella perfformiad. O'i gymharu â'r cyfeiriad un sglodion, mae pŵer allbwn y 324 o araeau picsel gyda diamedr o 5 micron yn cynyddu fwy na 5 gwaith mewn modd tonnau parhaus, a gellir cynyddu'r pŵer allbwn fwy na 15 gwaith yn y modd pwls.
Drwy'r ymchwil hon, canfu'r tîm ymchwil na fydd effeithlonrwydd cwantwm allanol y casgliad micro-picsel rhyng-gysylltiedig yn gostwng wrth i faint y picsel grebachu. Felly, mae'r ymchwilwyr yn hyderus y gallant ddatblygu maint llai heb effeithio ar berfformiad y ddyfais. LED UV dwfn.
Ond dylid nodi bod canlyniadau'r ymchwil hefyd yn dangos, wrth i faint y ddyfais gael ei leihau ymhellach, y bydd y diffyg thermol ychydig yn gostwng, ond dim ond y mynegai hwn fydd yn cael ei effeithio.
Ar hyn o bryd, mae tîm ymchwil Prifysgol De Carolina yn astudio technoleg proses i wella effeithlonrwydd echdynnu golau, gan obeithio defnyddio electronau annibynnol i reoli'r picseli hyn.
Adroddir y bydd y datblygiad ymchwil hwn yn helpu i hyrwyddo LEDs UVC i gystadlu'n well â lampau mercwri mewn ceisiadau sy'n gofyn am arbelydru uwchfioled dwfn. Wedi'r cyfan, mewn rhai mannau ymgeisio fel diheintio masg, mae gwenwyndra lampau mercwri wedi achosi llawer o bryderon.
Er bod LEDs UVC presennol yn dal i fod yn israddol i lampau mercwri o ran effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol, perfformiad cost, a hyd oes, bydd y datblygiadau parhaus mewn technoleg yn y pen draw yn hyrwyddo'r broses o ddisodli lampau mercwri gyda LEDs UVC.
