UVC-LED

UVC is een desinfectiemethode die ultraviolet licht met een korte golflengte gebruikt om micro-organismen te doden of te inactiveren door nucleïnezuren te vernietigen en hun DNA te verstoren, waardoor ze niet in staat zijn om vitale cellulaire functies uit te voeren. UVC-desinfectie wordt gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals voedsel, lucht, industrie, consumentenelektronica, kantoorapparatuur, huiselektronica, slimme woning en waterzuivering.

Aolittel UVC LED is klein, golflengte-precisie van 265nm, brede toepassingsmodus, het is geschikt voor kleine waterzuiveraars of draagbare sterilisatoren. Aolittel kan extra ODM-oplossingen bieden, inclusief UVC LED-ontwerp voor uw aangepaste vereisten, wij laten uw ideeën uitkomen.
â € ¢ Hieronder vindt u de Aolittel UVC LED introductie en specificatie.
Als u speciale wensen of meer informatie heeft, vraag dan naar onze productspecificatie en productmanager.
â € ¢ Wat is de optimale golflengte voor desinfectie?

Er is een misvatting dat 254 nm de optimale golflengte is voor desinfectie omdat de piekgolflengte van een lagedrukkwiklamp (eenvoudig bepaald door de fysica van de lamp) 253,7 nm is. Een golflengte van 265 nm wordt algemeen aanvaard als optimaal omdat dit de piek is van de DNA-absorptiecurve. Desinfectie en sterilisatie vinden echter plaats over een reeks golflengten.
â € ¢ UV-kwiklampen worden beschouwd als de beste keuze voor desinfectie en sterilisatie. Waarom is dat?

Historisch gezien waren kwiklampen de enige optie voor desinfectie en sterilisatie. Met de vooruitgang van de UV-LED-technologie zijn er nieuwe opties die kleiner, robuuster, gifvrij, langlevend, energiezuinig zijn en oneindig aan / uit kunnen schakelen. Hierdoor kunnen oplossingen kleiner, batterijgevoed, draagbaar en direct vol licht opleveren.
â € ¢ Hoe verhouden de golflengten van UVC-leds en kwiklampen zich tot elkaar?

Lagedrukkwiklampen zenden een bijna monochromatisch licht uit met een golflengte van 253,7 nm. Lagedrukkwiklampen (fluorescentielampen) en hogedrukkwiklampen worden ook gebruikt voor desinfectie en sterilisatie. Deze lampen hebben een veel bredere spectrale distributie die kiemdodende golflengten omvat. UVC-leds kunnen worden vervaardigd voor zeer specifieke en smalle golflengten. Hierdoor kunnen oplossingen worden afgestemd op de specifieke applicatiebehoefte.

Na 9 dagen koeling zien aardbeien verlicht door UVC-leds (rechts) er fris uit, maar niet-verlichte bessen zijn beschimmeld. (Met dank aan het Amerikaanse ministerie van landbouw)

Een veelgestelde vraag die bedrijven stellen bij het verkennen van UVC-ledsvoor desinfectietoepassingen heeft betrekking op hoe UVC-leds echt werken. In dit artikel geven we uitleg over hoe deze technologie werkt.

Algemene principes van leds

Een lichtgevende diode (LED) is een halfgeleiderapparaat dat licht uitzendt wanneer er een stroom doorheen gaat. Hoewel zeer zuivere, defectvrije halfgeleiders (zogenaamde intrinsieke halfgeleiders) elektriciteit over het algemeen zeer slecht geleiden, kunnen doteerstoffen in de halfgeleider worden ingebracht, waardoor deze ofwel met negatief geladen elektronen (n-type halfgeleider) ofwel met positief geladen gaten gaat geleiden. (p-type halfgeleider).

Een LED bestaat uit een p-n junctie waar een p-type halfgeleider bovenop een n-type halfgeleider wordt geplaatst. Wanneer een voorwaartse voorspanning (of spanning) wordt aangelegd, worden elektronen in het n-type gebied naar het p-type gebied geduwd en worden gaten in het p-type materiaal ook in de tegenovergestelde richting geduwd (omdat ze positief geladen zijn) richting het n-type materiaal. Op de kruising tussen de p-type en n-type materialen, zullen de elektronen en gaten opnieuw combineren en elke recombinatiegebeurtenis zal een kwantum van energie produceren dat een intrinsieke eigenschap is van de halfgeleider waar de recombinatie plaatsvindt.

Kanttekening: elektronen worden gegenereerd in de geleidingsband van de halfgeleider en gaten worden gegenereerd in de valentieband. Het energieverschil tussen de geleidingsband en de valentieband wordt de bandgap-energie genoemd en wordt bepaald door de bindingskarakteristieken van de halfgeleider.

Stralende recombinatieresulteert in de productie van een enkel foton van licht met een energie en golflengte (de twee zijn gerelateerd aan elkaar door de vergelijking van Planck) bepaald door de bandafstand van het materiaal dat wordt gebruikt in het actieve gebied van het apparaat.Niet-stralende recombinatiekan ook optreden wanneer het kwantum van energie dat vrijkomt door de elektron- en gatrecombinatie warmte produceert in plaats van fotonen van licht. Deze niet-stralende recombinatiegebeurtenissen (in halfgeleiders met directe bandgap) omvatten mid-gap elektronische toestanden veroorzaakt door defecten. Omdat we willen dat onze LED's licht uitstralen, geen warmte, willen we het percentage van stralingsrecombinatie verhogen in vergelijking met niet-stralingsrecombinatie. Een manier om dit te doen is door drager-beperkende lagen en kwantumputten in het actieve gebied van de diode te introduceren om te proberen de concentratie van elektronen en gaten te verhogen die onder de juiste omstandigheden recombinatie ondergaan.

Een andere belangrijke parameter is echter het verminderen van de concentratie van defecten die niet-stralingsrecombinatie in het actieve gebied van het apparaat veroorzaken. Daarom speelt de dislocatiedichtheid zo'n belangrijke rol in de opto-elektronica omdat ze een primaire bron zijn van niet-stralende recombinatiecentra. Dislocaties kunnen door veel dingen worden veroorzaakt, maar om een ​​lage dichtheid te bereiken, zijn bijna altijd de n-type en p-type lagen nodig die worden gebruikt om het actieve gebied van de LED te laten groeien op een rooster-aangepast substraat. Anders zullen dislocaties worden geïntroduceerd om het verschil in kristalroosterstructuur op te vangen.

Daarom betekent het maximaliseren van LED-efficiëntie het verhogen van de stralingsrecombinatiesnelheid ten opzichte van de niet-stralingsrecombinatiesnelheid door dislocatiedichtheden te minimaliseren.

UVC-leds

Ultraviolette (UV) LED's hebben toepassingen op het gebied van waterbehandeling, optische gegevensopslag, communicatie, detectie van biologische agentia en uitharding van polymeren. Het UVC-gebied van het UV-spectraalbereik verwijst naar golflengten tussen 100 nm en 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. UVC-leds 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 UVC-leds, 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 UVC-leds, which leads to an increase in non-radiative recombination (defects). This effect seems to get worse at higher Al concentration so that sapphire-based UVC-leds tend to drop in power at wavelengths shorter than 280 nm faster than AlN-based UVC-leds 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.

Pseudomorfe groei op inheemse AlN-substraten (dat is waar de grotere roosterparameter van intrinsieke AlGaN wordt opgevangen door deze elastisch te comprimeren om op de AlN te passen zonder defecten te introduceren) resulteert in atomair vlakke, laag defecte lagen, met een piekvermogen bij 265 nm, overeenkomend met zowel de maximale kiemdodende absorptie als het verminderen van de effecten van onzekerheid als gevolg van spectraalafhankelijke absorptiesterkte.
Mocht u nog vragen hebben, neem dan gerust contact met ons op, bedankt!