Podle zpráv zahraničních médií vyvinuli vědci z University of South Carolina ve Spojených státech nejmenší a nejjasnější hluboce ultrafialové LED diody na světě s velikostí čipu pouhých 5 mikronů a vlnovou délkou 281 nm. Pole LED UVC složené z těchto čipů má jas 361 W · cm-2.
Uvádí se, že na začátku tohoto století začal výzkumný tým University of South Carolina vyvíjet malá propojovací pole UV LED. První generace UV LED pixelů má průměr 25 mikronů a tvoří pole 10 × 10, které zlepšuje světelný výstupní výkon, má mimořádně vysokou spolehlivost a snižuje přetížení proudu. Je založen především na standardním sériovém odporu a expanzi pomocného proudu.
Nedávno tým znovu studoval tuto strukturu pro zdroj hlubokého ultrafialového světla se zaměřením na vliv tepelné impedance a velikosti pixelů na emisní výkon.
Podle mluvčího týmu Richarda Floyda zmenšení velikosti LED s hlubokým ultrafialovým zářením na méně než 20 mikronů nezvýší obtížnost většiny výrobních kroků, ani k dokončení nevyžaduje speciální vybavení. Výzkumný tým například ve všech litografických krocích použil standardní masku fotorezistu (Photoresist Masking) a zarovnávač masky Karl Suss MJB-3 (Mask Aligner).
Aby však byla zajištěna jednotnost celé oplatky, výzkumný tým optimalizoval expozici a dobu vývoje fotolitografie pod 20 mikronů a optimalizoval podmínky žíhání pro ohmický kontakt p-pólu.
Výzkumný tým porovnal jednopixelový referenční objekt LED o průměru 90 mikronů se třemi různými strukturami pole: 36 pixelových polí o průměru 15 mikronů, 81 pixelových polí o průměru 10 mikronů a 324 pixelů o průměru 15 mikronů. U pole o velikosti 5 mikronů jsou všechny mezery 5 mikronů.
Vlevo: 5 mikronů propojené pixelové pole (mezera mezi pixely je 5 mikronů)
Vpravo: Stejné pole, když je stejnosměrný proud 60 mA (Zdroj obrázku: University of South Carolina)
Prostřednictvím metody měření na oplatce (pomocí 500ns pulsu a 0,05% pracovního cyklu k minimalizaci tepla zařízení) bylo zjištěno, že jeden pixel o velikosti 5 mikronů (průměr) s hliníkovým chladičem, když je hnací proud 10,2 kA · Cm- Při 2 o' hodiny může maximální jas dosáhnout 291 W · cm-2, což je 30násobek jasu výše uvedeného referenčního objektu LED.
Výsledky výzkumu tří různých polí ukazují, že díky vynikající technologii odvádění tepla, která eliminuje prohýbání tepla, může zmenšení velikosti pixelu zlepšit výkon. Ve srovnání s jednočipovou referencí se výstupní výkon 324 pixelových polí o průměru 5 mikronů zvýší více než 5krát v režimu spojitých vln a výstupní výkon lze zvýšit více než 15krát v pulzním režimu.
Prostřednictvím tohoto výzkumu výzkumný tým zjistil, že vnější kvantová účinnost propojeného pole mikro-pixelů se nebude zmenšovat, jak se velikost pixelu zmenšuje. Vědci jsou proto přesvědčeni, že mohou vyvinout menší velikost, aniž by to ovlivnilo výkon zařízení. Hluboká UV LED.
Je však třeba poznamenat, že výsledky výzkumu také ukazují, že jak se velikost zařízení dále zmenšuje, tepelná impedance se mírně sníží, ale bude ovlivněn pouze tento index.
V současné době výzkumný tým University of South Carolina studuje procesní technologii ke zvýšení účinnosti extrakce světla v naději, že k ovládání těchto pixelů použije nezávislé elektrony.
Uvádí se, že tento průlom v oblasti výzkumu pomůže podpořit LED UVC, aby lépe konkurovaly rtuťovým lampám v aplikacích vyžadujících hluboké ultrafialové ozařování vysokými dávkami. Koneckonců, v některých aplikačních místech, jako je dezinfekce masek, způsobila toxicita rtuťových lamp mnoho obav.
Přestože jsou současné LED diody UVC stále nižší než rtuťové výbojky, pokud jde o účinnost fotoelektrické přeměny, nákladovou výkonnost a životnost, neustálé průlomy v technologii nakonec podpoří proces výměny rtuťových výbojek za UVC LED.
