LED UVC

O UVC é um método de desinfecção que usa luz ultravioleta de comprimento de onda curto para matar ou inativar microorganismos, destruindo ácidos nucleicos e interrompendo seu DNA, deixando-os incapazes de desempenhar funções celulares vitais. A desinfecção UVC é usada em uma variedade de aplicações, como alimentos, ar, indústria, eletrônicos de consumo, equipamentos de escritório, eletrônicos domésticos, casa inteligente e purificação de água.

O LED Aolittel UVC é pequeno, precisão de comprimento de onda de 265nm, modo de aplicação amplo, é adequado para pequenos purificadores de água ou esterilizadores portáteis. A Aolittel pode fornecer soluções ODM extras, incluindo o design de LED UVC para suas necessidades personalizadas, realizamos suas idéias.
â € ¢ Abaixo, a introduçà £ oe especificaçà £ o e LED da Aolittel UVC.
Se houver alguma necessidade especial ou mais informações, solicite a especificação de nossos produtos e o gerente de produtos.
• Qual é o comprimento de onda ideal para a desinfecção?

Há um equívoco de que 254nm é o comprimento de onda ideal para desinfecção, porque o comprimento de onda de pico de uma lâmpada de mercúrio de baixa pressão (simplesmente determinado pela física da lâmpada) é 253,7nm. Um comprimento de onda de 265 nm é geralmente aceito como o melhor, pois é o pico da curva de absorção do DNA. No entanto, a desinfecção e a esterilização ocorrem em vários comprimentos de onda.
â € ¢ Là ¢ mpadas de mercurio UV foram consideradas a melhor escolha para desinfecçà £ oe esterilizaçà £ o. Por que é que?

Historicamente, as lâmpadas de mercúrio têm sido a única opção para desinfecção e esterilização. Com os avanços da tecnologia LED UV, há novas opções que são menores, mais robustas, livres de toxinas, duram muito, são eficientes em termos energéticos e permitem comutação infinita de ligar / desligar. Isso permite que as soluções sejam menores, alimentadas por bateria, portáteis e com saída instantânea de luz total.
• Como os comprimentos de onda dos LEDs UVC e lâmpadas de mercúrio se comparam?

As lâmpadas de mercúrio de baixa pressão emitem uma luz quase monocromática com um comprimento de onda de 253,7nm. Lâmpadas de mercúrio de baixa pressão (tubos fluorescentes) e lâmpadas de mercúrio de alta pressão também são usadas para desinfecção e esterilização. Essas lâmpadas têm uma distribuição espectral muito mais ampla que inclui comprimentos de onda germicidas. Os LEDs UVC podem ser fabricados para atingir comprimentos de onda muito específicos e estreitos. Isso permite que as soluções sejam adaptadas às necessidades específicas da aplicação.

Após 9 dias de refrigeração, os morangos iluminados pelos LEDs UVC (à direita) parecem frescos, mas os frutos não iluminados ficam mofados. (Cortesia do Departamento de Agricultura dos EUA)

Uma pergunta comum que as empresas fazem ao explorar os LEDs UVCpara aplicações de desinfecção, relaciona-se a como os LEDs UVC realmente funcionam. Neste artigo, fornecemos uma explicação de como essa tecnologia opera.

Princípios gerais de LEDs

Um diodo emissor de luz (LED) é um dispositivo semicondutor que emite luz quando uma corrente passa por ele. Embora semicondutores puros e sem defeitos (os chamados semicondutores intrínsecos) geralmente conduzam muito mal a eletricidade, os dopantes podem ser introduzidos no semicondutor, o que o fará conduzir com elétrons carregados negativamente (semicondutor do tipo n) ou com furos com carga positiva (semicondutor do tipo p).

Um LED consiste em uma junção p-n onde um semicondutor do tipo p é colocado em cima de um semicondutor do tipo n. Quando uma polarização direta (ou tensão) é aplicada, os elétrons na região do tipo n são empurrados em direção à região do tipo p e, da mesma forma, os orifícios no material do tipo p são empurrados na direção oposta (uma vez que são carregados positivamente) em direção ao material do tipo n. Na junção entre os materiais do tipo p e do tipo n, os elétrons e os orifícios se recombinarão e cada evento de recombinação produzirá um quantum de energia que é uma propriedade intrínseca do semicondutor em que a recombinação ocorre.

Nota: elétrons são gerados na banda de condução do semicondutor e buracos são gerados na banda de valência. A diferença de energia entre a banda de condução e a banda de valência é chamada de energia do gap e é determinada pelas características de ligação do semicondutor.

Recombinação radiativaresulta na produção de um único fóton de luz com energia e comprimento de onda (os dois são relacionados entre si pela equação de Planck) determinada pelo intervalo de banda do material usado na região ativa do dispositivo.Recombinação não radiativaTambém pode ocorrer onde o quantum de energia liberado pela recombinação de elétrons e buracos produz calor em vez de fótons de luz. Esses eventos de recombinação não-radiativos (em semicondutores de bandgap direto) envolvem estados eletrônicos de intervalo médio causados ​​por defeitos. Como queremos que nossos LEDs emitam luz, não calor, queremos aumentar a porcentagem de recombinação radiativa em comparação com a recombinação não radiativa. Uma maneira de fazer isso é introduzir camadas limitadoras de transportadora e poços quânticos na região ativa do diodo para tentar aumentar a concentração de elétrons e orifícios que estão passando por recombinação nas condições corretas.

No entanto, outro parâmetro chave é reduzir a concentração de defeitos que causam recombinação não radiativa na região ativa do dispositivo. É por isso que a densidade de deslocamento desempenha um papel tão importante na optoeletrônica, pois é uma fonte primária de centros de recombinação não-radiativos. Os deslocamentos podem ser causados ​​por muitas coisas, mas alcançar uma baixa densidade quase sempre requer as camadas do tipo n e p usadas para fazer com que a região ativa do LED cresça em um substrato correspondente à estrutura. Caso contrário, os deslocamentos serão introduzidos como uma maneira de acomodar a diferença na estrutura da estrutura cristalina.

Portanto, maximizar a eficiência do LED significa aumentar a taxa de recombinação radiativa em relação à taxa de recombinação não-radiativa, minimizando as densidades de deslocamento.

LEDs UVC

Os LEDs ultravioleta (UV) têm aplicações no campo de tratamento de água, armazenamento óptico de dados, comunicações, detecção de agentes biológicos e cura de polímeros. A região UVC da faixa espectral UV refere-se a comprimentos de onda entre 100 nm e 280 nm.

In the case of disinfection, the optimum wavelength is in the region of 260 nm to 270 nm, with germicidal efficacy falling exponentially with longer wavelengths. LEDs UVC offer considerable advantages over the traditionally used mercury lamps, notably they contain no hazardous material, can be switched on/off instantaneously and without cycling limitation, have lower heat consumption, directed heat extraction, and are more durable.

In the case of LEDs UVC, to achieve short wavelength emission (260 nm to 270 nm for disinfection), a higher aluminum mole fraction is required, which makes the growth and doping of the material difficult. Traditionally, bulk lattice-matched substrates for the III-nitrides was not readily available, so sapphire was the most commonly used substrate. Sapphire has a large lattice mismatch with high Al-content AlGaN structure of LEDs UVC, which leads to an increase in non-radiative recombination (defects). This effect seems to get worse at higher Al concentration so that sapphire-based LEDs UVC tend to drop in power at wavelengths shorter than 280 nm faster than AlN-based LEDs UVC while the difference in the two technologies seems less significant in the UVB range and at longer wavelengths where the lattice-mismatch with AlN is larger because higher concentrations of Ga are required.

O crescimento pseudomórfico em substratos AlN nativos (que é onde o parâmetro de rede maior do AlGaN intrínseco é acomodado comprimindo-o elasticamente para caber no AlN sem apresentar defeitos) resulta em camadas atomicamente planas e com baixo defeito, com potência de pico a 265 nm, correspondendo a tanto a absorção germicida máxima quanto a redução dos efeitos da incerteza devido à força de absorção dependente do espectro.
Se você tiver alguma dúvida, não hesite em contactar-nos, obrigado!