Menurut laporan media asing, saintis di University of South Carolina di Amerika Syarikat telah mengembangkan LED ultraviolet dalam yang terkecil dan paling terang di dunia dengan ukuran cip hanya 5 mikron dan panjang gelombang 281nm. Susunan LED UVC yang terdiri daripada cip ini mempunyai kecerahan 361W · cm-2.
Dilaporkan bahawa pada awal abad ini, pasukan penyelidik University of South Carolina mula mengembangkan susunan sambungan UV UV kecil. Piksel LED UV generasi pertama mempunyai diameter 25 mikron dan membentuk susunan 10 × 10, yang meningkatkan daya output cahaya, mempunyai kebolehpercayaan yang sangat tinggi, dan mengurangkan kesesakan semasa. Ini berdasarkan terutamanya pada rintangan siri standard dan pengembangan arus tambahan.
Baru-baru ini, pasukan mengkaji struktur ini lagi untuk sumber cahaya ultraviolet yang mendalam, dengan memberi tumpuan kepada kesan impedans termal dan ukuran piksel pada kuasa pelepasan.
Menurut jurucakap pasukan Richard Floyd, mengecilkan ukuran LED ultraviolet dalam hingga kurang dari 20 mikron tidak akan meningkatkan kesukaran sebahagian besar langkah pengeluaran, dan juga tidak memerlukan peralatan khas untuk diselesaikan. Sebagai contoh, pasukan penyelidik menggunakan topeng photoresist standard (Photoresist Masking) dan Karl Suss MJB-3 mask aligner (Mask Aligner) dalam semua langkah litografi.
Walau bagaimanapun, untuk memastikan keseragaman keseluruhan wafer, pasukan penyelidik mengoptimumkan paparan dan masa pengembangan fotolitografi di bawah 20 mikron, dan mengoptimumkan keadaan penyepuhlindapan untuk hubungan ohmik p-pole.
Pasukan penyelidik membandingkan objek rujukan LED satu piksel dengan diameter 90 mikron dengan tiga struktur susunan yang berbeza: susunan 36 piksel dengan diameter 15 mikron, susunan 81 piksel dengan diameter 10 mikron, dan 324 piksel dengan diameter 15 mikron. Untuk susunan piksel 5-mikron, jurang semuanya 5 mikron.
Kiri: Susunan piksel yang saling berkaitan 5-mikron (jurang antara piksel adalah 5 mikron)
Kanan: Susunan yang sama apabila arus DC 60mA (Sumber gambar: University of South Carolina)
Melalui kaedah pengukuran on-wafer (menggunakan nadi 500ns dan kitaran tugas 0,05% untuk meminimumkan haba peranti), didapati piksel 5 mikron (diameter) tunggal dengan pendingin aluminium, ketika arus penggerak adalah 10.2kA · Cm- Pada 2 o' jam, kecerahan puncak dapat mencapai 291W · cm-2, yang merupakan 30 kali kecerahan objek rujukan LED yang disebutkan di atas.
Hasil penyelidikan tiga susunan yang berbeza menunjukkan bahawa, berkat teknologi penghapusan haba yang unggul yang menghilangkan kendur terma, pengurangan ukuran piksel dapat meningkatkan prestasi. Berbanding dengan rujukan satu cip, daya output susunan 324 piksel dengan diameter 5 mikron ditingkatkan lebih dari 5 kali dalam mod gelombang berterusan, dan daya output dapat ditingkatkan lebih dari 15 kali dalam modus nadi.
Melalui penyelidikan ini, pasukan penyelidik mendapati bahawa kecekapan kuantum luaran dari array mikro-piksel yang saling berkaitan tidak akan berkurang apabila ukuran piksel menyusut. Oleh itu, para penyelidik yakin bahawa mereka dapat mengembangkan ukuran yang lebih kecil tanpa mempengaruhi prestasi peranti. LED UV mendalam.
Tetapi harus diperhatikan bahawa hasil penelitian juga menunjukkan bahawa ketika ukuran perangkat semakin berkurang, impedans termal akan sedikit menurun, tetapi hanya indeks ini yang akan terpengaruh.
Pada masa ini, pasukan penyelidik University of South Carolina sedang mengkaji teknologi proses untuk meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya, dengan harapan dapat menggunakan elektron bebas untuk mengawal piksel ini.
Dilaporkan bahawa kejayaan penyelidikan ini akan membantu mempromosikan LED UVC untuk lebih bersaing dengan lampu merkuri dalam aplikasi yang memerlukan penyinaran ultraviolet dalam dos tinggi. Bagaimanapun, di beberapa tempat aplikasi seperti pembasmian kuman topeng, ketoksikan lampu merkuri telah menimbulkan banyak kebimbangan.
Walaupun LED UVC semasa masih lebih rendah daripada lampu merkuri dari segi kecekapan penukaran fotoelektrik, prestasi kos, dan jangka hayat, kejayaan teknologi yang berterusan akan akhirnya mendorong proses penggantian lampu merkuri dengan LED UVC.
