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紫外發(fā)光二極管是指能發(fā)出近紫外光的一種發(fā)光二極管(LED)。它的發(fā)光原理同普通發(fā)光二極管一樣。
50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識,第一個商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode(發(fā)光二極管)的縮寫。
它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料,置于一個有引線的架子上,然后四周用環(huán)氧樹脂密封,起到保護內(nèi)部芯線的作用,所以LED的抗震性能好。
發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片,在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層,稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管,通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關(guān)。
1)5mm的紫光均采用玻璃封裝、鍍鎳的合金外殼,進一步提高了紫光的發(fā)光效率、降低了紫光的衰減,延長了使用壽命。
2)2個引腳均采用鍍金技術(shù)。
3)發(fā)光強度高。
4)質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。
1、紫色 :
405nm - 純紫色
400nm - 深紫色
2、近紫外線光 395nm -帶微紅的深紫色
UV-A 型紫外線光
3、370nm -幾乎是不可見光,受木質(zhì)玻璃濾光時顯現(xiàn)出一個暗深紫色。
4、紫外光(UV)滅菌燈 λρ=254nm 或 253.7nm
點光源 λρ=365nm 臭氧形成 λρ=185nm 以下
--真空紫外線(UV-V),波長為 100-200nm
--短波紫外線(UV-C),波長為 200-280nm
--中波紫外線(UV-B),波長為 280-315nm
--長波紫外線(UV-A),波長為 315-380nm
——可見光(Visible light),波長為 400—760nm
美國科學(xué)家成功制造出波長255nm、功率0.57W以及波長250nm、功率0.16W的紫外發(fā)光二極管(LED)。該組件目前尚未封裝,該研究小組希望藉由覆晶接合(flip-chip bonding)能將功率等級提高3到5倍。此波段的極深紫外光(ultradeep ultraviolet, UDUV)光源未來可能取代水銀燈泡,作為生物與化學(xué)傳感器的激發(fā)光源。
南卡羅來納大學(xué)的Asif Khan等人生長出含鋁量高達72﹪的高品質(zhì)AlGaN層,并以它們做為發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的批覆層(cladding),用來制造UDUV組件。研究人員采用藍寶石做為LED基板,沉積的第一層是AlN緩沖層,接著是十層的AlN/AlGaN超晶格(superlattice),接著是厚度1.4微米的Al0.72Ga0.28N批覆層。
該小組表示,選用鋁含量72﹪的AlGaN層是為了使材料在波長250nm時材料仍為透明,這一層是決定組件性能的關(guān)鍵。工作區(qū)(active region)包含3個量子井(quantum wells),改變鋁含量可使發(fā)射波長在250至200nm之間做調(diào)整。
研究人員在脈沖偏壓條件(pulsed biased conditions)下測試了波長為255nm的200平方微米的組件以及波長為250nm的150平方微米的組件,兩者的尖峰輸出功率對應(yīng)的激發(fā)電流分別為200mA與300mA,射極(emitter)的外部量子效率(external quantum efficiencies)分別為0.015﹪及0.01﹪。