Riċentement, it-tim ta 'riċerka ta' Li Dabing u Sun Xiaojuan ta 'l-Istitut ta' l-Ottika ta 'Changchun, il-Mekkanika Fine u l-Fiżika, l-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, u t-tim ta' riċerka ta 'Xu Ke tal-Laboratorju Ewlenin tal-Istat tal-Viroloġija tal-Università ta' Wuhan wettqu inġinerija tal-istress, preparazzjoni tal-apparat u preparazzjoni ta 'apparat ta' LEDs ultravjola profond ibbażati fuq epitassi ta 'AlGaN fuq sottostrati tal-mudell AlN/sapphire ta' stress kompressiv qawwi, kif ukoll ir-riċerka dwar l-effiċjenza tas-sanitizzazzjoni tal-viruses tal-RNA respiratorju tal-bniedem. Ġew ippreparati LEDs ultravjola fil-fond ibbażati fuq AlGaN b'tul ta 'mewġ tal-quċċata differenti ta' 256 nm, 265 nm u 278 nm, li kellhom effett sanitizzanti eċċellenti fuq viruses tal-RNA respiratorju tal-bniedem.
Sfond:
Il-viruses tal-RNA respiratorju tal-bniedem, bħal SARS-CoV-2 u l-influwenza A (IAV), jikkawżaw morbidità sinifikanti, mortalità, telf ekonomiku, u mard pandemiku madwar id-dinja. Għalhekk, hemm bżonn li jiġu żviluppati metodi ta 'diżinfezzjoni tal-wiċċ u ambjentali aktar effiċjenti u ta' spettru wiesa 'biex jitnaqqas ir-riskju ta' trażmissjoni tal-virus RNA respiratorju uman.
Id-dawl ultravjola fil-fond huwa mod effettiv biex jiġu inattivati l-viruses billi tfixkel il-ġenomi tagħhom. Lampi tal-merkurju huma komunement użati biex sanitize viruses, iżda għandhom l-iżvantaġġi ta 'tossiċità, fraġilità, bulkiness, ħajja qasira u ġenerazzjoni ta' ożonu. Taħt il-Konvenzjoni ta 'Minamata, il-produzzjoni, l-importazzjoni u l-esportazzjoni ta' prodotti li fihom il-merkurju huma pprojbiti mill-2020. Hemm ħtieġa urġenti għal prodott sanitizzanti li jirrispetta l-ambjent u effiċjenti. L-LEDs UV fil-fond ta 'AlGaN jistgħu jiġu sintonizzati minn 365 nm sa 210 nm u huma alternattiva għall-isterilizzazzjoni tal-bozoz tal-merkurju minħabba n-nuqqas ta' tniġġis, id-daqs żgħir u l-iffrankar tal-enerġija tagħhom, kif muri fil-Figura 1.
Studji wrew li LEDs ultravjola fonda bbażati fuq AlGaN jistgħu effettivament inattiva batterji bħal Escherichia coli, Staphylococcus aureus, u Candida albicans, u batterji differenti għandhom sensittivitajiet differenti għal wavelengths differenti. Il-wavelength taħt 260 nm għandu effett tajjeb ta 'inattivazzjoni fuq il-batterja. Madankollu, ir-riċerka dwar l-effett sanitizzanti ta 'LEDs ibbażati fuq AlGaN fuq SAR-CoV-2 u IAV hija ġeneralment iffukata fuq 265 ~ 365 nm, u għandha modalità ta' sors tad-dawl integrat u konċentrazzjoni baxxa tal-virus. L-inattivazzjoni ta' SARS-CoV-2 u IAV minn LEDs UV fil-fond ibbażati fuq AlGaN aktar portabbli, b'tul ta' mewġ iqsar għandha tkun stmata b'mod aktar preċiż.
LEDs UV fonda bbażati fuq AlGaN huma tipikament eteroepitaxjali fuq mudelli AlN/żaffir. Matul l-aħħar għoxrin sena, mudelli ta 'kwalità għolja AlN/żaffir inkisbu permezz ta' varjetà ta 'metodi, fosthom il-metodu ta' ttemprar b'temperatura għolja huwa forsi l-aktar applikazzjoni industrijali promettenti minħabba s-sempliċità, l-effiċjenza u l-istabbiltà tagħha. Madankollu, mudelli ta 'AlN/żaffir ittemprati bis-sħana b'temperatura għolja normalment juru stress kompressiv qawwi, li jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-kwalità tal-AlGaN ta' fuq.
Min-naħa waħda, stress kompressiv qawwi jista 'jinduċi l-mudell tat-tkabbir SK, li jirriżulta fi struttura ta' gżira tridimensjonali li tipproduċi dislokazzjonijiet ta 'ħajt ta' densità għolja u uċuħ mhux maħduma. Min-naħa l-oħra, stress kompressiv qawwi jista 'jikkawża effett ta' trazzjoni, li jirriżulta f'kompożizzjoni mhux omoġenja u effiċjenza baxxa tad-doping. Barra minn hekk, tensjonijiet kompressivi qawwija x'aktarx jiddegradaw l-apparat matul il-proċess tal-manifattura. Għalhekk, ir-rilassament tal-istress kompressiv qawwi huwa meħtieġ għal apparati epitassjali fuq il-mudell ta 'stress kompressiv qawwi AlN/żaffir.
Punti ewlenin tar-Riċerka:
Bi tweġiba għall-problemi ta 'hawn fuq, it-tim ta' riċerka ta 'Li Dabing u Sun Xiaojuan ta' Changchun Istitut tal-Ottika, Mekkanika Fine u Fiżika, Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, u t-tim ta 'riċerka ta' Xu Ke tal-Laboratorju Ewlenin tal-Istat tal-Viroloġija tal-Università ta 'Wuhan wettaq stress inġinerija, preparazzjoni ta 'apparat u preparazzjoni ta' apparat ta 'LEDs ultravjola profond ibbażati fuq epitassi ta' AlGaN fuq sottostrati ta 'mudell AlN/sapphire ta' stress kompressiv qawwi, kif ukoll ir-riċerka dwar l-effiċjenza ta 'apparati fis-sanitizzazzjoni tal-viruses RNA respiratorji umani.
Jinstab li billi tiddaħħal struttura superlattice bejn is-sottostrat ta 'stress kompressiv qawwi AlN/żaffir u s-saff epitassjali AlGaN, l-istress kompressiv qawwi tas-sottostrat fuq is-saff epitassjali jista' jittaffa b'mod effettiv, u d-densità ta 'dislokazzjoni tas-saff epitassjali AlGaN hija imnaqqas b'aktar minn ordni ta 'kobor meta mqabbel mal-metodu epitassjali dirett, u l-wiċċ għandu iċċattjar fil-livell atomiku, li jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-kwalità tal-interface tal-LED epitassjali.
Ibbażat fuq dan il-metodu, it-tim ta 'riċerka ffabbrika LEDs ultravjola fil-fond ibbażati fuq AlGaN b'tul ta' mewġ massimu differenti ta '256 nm, 265 nm, u 278 nm, li jikkorrispondu għal poteri ottiċi ta' 6.8 mW, 9.6 mW, u 12.5 mW f'100 mA.
Fl-istess ħin, it-tim ta 'riċerka studja l-effett sanitizzanti ta' wavelengths differenti fuq viruses RNA respiratorji umani SARS-CoV-2, IAV u virus uman parainfluenza (HPIV) fl-istess densità ta 'qawwa ottika (0. 8 mW/ċm2). Ir-riżultati wrew li l-LEDs wavelength kollha sanitizza 100% SARS-CoV-2 u IAV fi żmien 60 sekonda f'konċentrazzjoni tal-virus ta '3.8 × 105 PFU/mL. Fost dawn, 256 nm-LEDs jistgħu sanitize 100% SARS-CoV-2 u IAV f'10 sekondi, li juru effiċjenza ogħla sanitize minn LEDs ta 'tul ta' mewġ twil.
Barra minn hekk, f'konċentrazzjonijiet ogħla tal-virus u uċuħ differenti ta 'twaħħil tal-virus, 256 nm-LEDs wrew ukoll effetti sanitizzanti eċċellenti. Dawn ir-riżultati se jgħinu l-LEDs UV fil-fond biex jiddiżinfettaw il-viruses b'mod aktar portabbli, favur l-ambjent, ta 'spettru wiesa' u effiċjenti.
Fig.1 Wavelength ta 'ħidma u struttura ta' LED ultravjola profond ibbażat fuq AlGaN u l-applikazzjoni tiegħu fil-qasam tas-sanitizzazzjoni
Ix-xogħol huwa bbażat fuq it-tema "Inattivazzjoni rapida tal-viruses tal-RNA respiratorju tal-bniedem permezz ta' irradjazzjoni ultravjola profonda minn dajowds li jarmu d-dawl fuq mudell AlN/Sapphire ittemprat b'temperatura għolja" Dan it-titlu ġie ppubblikat f'Opto-Electronic Advances, Ħarġa 9, 2023 .
