الشكل 1: تصدر معظم مصابيح LED ضوءًا مرئيًا ، لكن علماء فيزياء RIKEN اكتشفوا نطاقًا ضيقًا من الأشعة فوق البنفسجية الآمنة للإنسان ولكنها خطرة على الفيروسات والبكتيريا. الائتمان: RIKEN
يمكن لمصباح LED قوي تطهير الأسطح بكفاءة مع كونه آمنًا للناس.
صمم علماء الفيزياء RIKEN مصباح LED عالي الكفاءة يشكل خطورة على الميكروبات والفيروسات ولكنه آمن للإنسان. في يوم من الأيام ، يمكن أن يساعد قتل مسببات الأمراض في غرف مليئة بالناس البلدان على الخروج من ظل الأوبئة.
تعتبر مصابيح مبيدات الجراثيم فوق البنفسجية فعالة للغاية في قتل البكتيريا والفيروسات. في الواقع ، يتم استخدامها بشكل روتيني في المستشفيات لتطهير الأسطح والأدوات الطبية.
صمم Masafumi Jo واثنين من زملائه مصباح LED يمكن أن يساعد في حماية المجتمع من الأوبئة. الائتمان: RIKEN
تسمى هذه الأنواع من المصابيح LED. ومع ذلك ، فإن هذه المصابيح تنتج ضوء الأشعة فوق البنفسجية في النطاق الضار[{” attribute=””>DNA and therefore cannot be used around people. The search is on to develop efficient LEDs that shine light within a narrow band of far-ultraviolet light that appears to be both good at disinfecting while remaining safe for people.
Germicidal LED lamps that operate in the absence of humans are often made from aluminum, gallium, and nitrogen. By increasing the amount of aluminum they contain, these LEDs can be modified to work in a wavelength region that is safe for humans. This approach has been used before but has resulted in dramatically reduced power.
To work through this issue, three physicists at RIKEN Quantum Optodevice Laboratory, Masafumi Jo, Yuri Itokazu, and Hideki Hirayama, created an LED with a more complex design. They sandwiched together multiple layers, each containing slightly different proportions of aluminum. In addition, in some layers they also added tiny amounts of silicon or magnesium.
This effectively created an obstacle course for electrons, hindering their movement across the material and trapping them for longer in certain areas. This resulted in an increased amount of light emitted by the device and a reduced amount absorbed by it.
The team used computer simulations to model all possible effects to help pin down the ideal design. “We then grew samples to see if it was effective or not,” Jo says. Precisely controlling the thickness of each layer was the biggest experimental challenge. They ended up with an LED operating in the far ultraviolet, with an output power almost ten times higher than their previous best.
The COVID-19 pandemic brought a new consciousness of the importance of being able to eradicate viruses and microbes on surfaces. “We trust that our findings and technologies will be very useful for safeguarding society against this and future pandemics,” says Jo.
Jo adds that the trio will strive to improve their LED’s performance even further. “There’s still much room for improvement in the output power and the power efficiency,” he notes.
Reference: “Milliwatt-power far-UVC AlGaN LEDs on sapphire substrates” by Masafumi Jo, Yuri Itokazu and Hideki Hirayama, 25 May 2022, Applied Physics Letters.
DOI: 10.1063/5.0088454
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”
More Stories
اكتشف العلماء وجود صلة بين الوجبات السريعة والسرطان
يأمل علماء UF في إيقاف مرض البرونز القاتل في أشجار النخيل في فلوريدا
“الذكاء الاصطناعي يساعدني في صنع النبيذ للشاربين الصغار”