UVC LED如何工作

一个普遍的问题公司在探索UVC LED时询问消毒应用与UVC LED的实际工作方式有关。在本文中，我们对该技术的运作方式提供了解释。

LED的一般价格

发光二极管（LED）是一种半导体设备，当电流通过它时会发出光。虽然非常纯净的无缺陷的半导体（所谓的内在半导体）通常会导致电力非常差，但可以将掺杂剂引入半导体中，这将使它具有负电荷的电子（N型半导体）或带正电荷的孔进行的，或者带电正电荷的孔。（P型半导体）。

一个LED由P-N连接组成，其中P型半导体放在N型半导体的顶部。当应用正向偏置（或电压）时，将N型区域的电子推向P型区域，同样，P型材料中的孔朝相反的方向推动（因为它们的带电阳性）朝向N型材料。在P型和N型材料之间的连接处，电子和孔将重新组合，每个重组事件将产生一个量子，这是重新组合的半导体的内在特性。

边注：电子是在半导体的传导带中产生的，并在价带中产生孔。导带和价带之间的能量差异称为带隙能，并由半导体的键合特性确定。

辐射重组导致由能量和波长的光子产生单个光子（两者是由普朗克方程相互关联的），由设备活动区域中使用的材料的带隙确定。非辐射重组也可能发生在电子和孔重组释放的能量量子上产生热量而不是光子光子。这些非放射性重组事件（在直接带隙半导体中）涉及由缺陷引起的中间隙电子状态。由于我们希望LED发出光而不是热量，因此与非辐射性重组相比，我们希望增加辐射重组的百分比。一种方法是在二极管的活动区域中引入载体夹层层和量子井，以尝试增加在正确条件下正在重组的电子和孔的浓度。

但是，另一个关键参数是降低缺陷的浓度，这些缺陷浓度在设备的活动区域引起非辐射重组。这就是为什么脱位密度在光电子中起如此重要的作用，因为它们是非辐射重组中心的主要来源。脱位可能是由许多因素引起的，但是达到低密度几乎总是需要用于使LED的活性区域的N型和P型层在晶格匹配的底物上生长。否则，将引入位错，以适应晶体晶体结构的差异。

因此，最大化的LED效率意味着通过最小化位错密度来提高相对于非辐射重组率的辐射重组率。

UVC LED

紫外线（UV）LED在水处理，光学数据存储，通信，生物剂检测和聚合物固化领域中有应用。UV光谱范围的UVC区域是指100 nm至280 nm之间的波长。

在消毒的情况下，最佳波长在260 nm至270 nm的区域中，杀菌功效呈指数下降，波长较长。UVC LED比传统使用的汞灯具有相当大的优势，尤其是它们没有危险材料，可以瞬间打开/关闭，而无需循环限制，较低的热量消耗，有向热量提取，并且更耐用。

对于UVC LED，为了实现短波长发射（消毒260 nm至270 nm），需要更高的铝制分数，这使得材料的生长和掺杂变得困难。传统上，III-硝酸盐的散装晶格匹配的底物不容易获得，因此蓝宝石是最常用的底物。蓝宝石具有较大的晶格不匹配，具有较高的UVC LED的Al-Content Algan结构，从而导致非辐射重组的增加（缺陷）。这种效果似乎在较高的Al浓度下变得更糟，因此基于蓝宝石的UVC LED往往比基于ALN的UVC LED快280 nm的波长下降，而两种技术的差异似乎在UVB范围和UVB范围和在较长的波长下，与ALN的晶格不匹配更大，因为需要更高的GA浓度。

天然ALN底物上的假形生长（这是通过压缩弹性以适应ALN而不引入缺陷的较大固有α的较大晶格参数的地方，导致原子平坦，低缺陷层，峰值功率在265 nm处，与对应于265 nm，相对应最大杀菌吸收的同时，还降低了由于光谱依赖性吸收强度而导致的不确定性的影响。

晶体已经开发了高质量的散装晶格匹配ALN底物，可提高内部效率和较低的内部吸收。这些底物用于制造Klaran UVC LED和产品在杀菌范围内的波长下提供更高质量，更强大的LED。