LED UVC

UVC es un método de desinfección que utiliza luz ultravioleta de onda corta para matar o inactivar microorganismos destruyendo ácidos nucleicos e interrumpiendo su ADN, dejándolos incapaces de realizar funciones celulares vitales. La desinfección UVC se usa en una variedad de aplicaciones, como alimentos, aire, industria, electrónica de consumo, equipos de oficina, electrónica doméstica, hogar inteligente y purificación de agua.

Aolittel UVC LED es una precisión de longitud de onda pequeña de 265 nm, modo de aplicación amplia, es adecuada para pequeños purificadores de agua o esterilizadores portátiles. Aolittel puede proporcionar soluciones ODM adicionales, incluido el diseño LED UVC para sus requisitos personalizados, hacemos realidad sus ideas.
â € ¢ A continuación se encuentran la introducción y las especificaciones de Aolittel UVC LED.
Si tiene alguna necesidad especial o más información, solicite las especificaciones de nuestros productos y el gerente de productos.
¿Cuál es la longitud de onda óptima para la desinfección?

Existe la idea errónea de que 254 nm es la longitud de onda óptima para la desinfección porque la longitud de onda máxima de una lámpara de mercurio de baja presión (determinada simplemente por la física de la lámpara) es de 253,7 nm. Una longitud de onda de 265 nm generalmente se acepta como la óptima, ya que es el pico de la curva de absorción de ADN. Sin embargo, la desinfección y la esterilización ocurren en un rango de longitudes de onda.
• Las lámparas UV de mercurio se han considerado la mejor opción para la desinfección y esterilización. ¿Porqué es eso?

Históricamente, las lámparas de mercurio han sido la única opción de desinfección y esterilización. Con los avances de la tecnología UV LED, hay nuevas opciones que son más pequeñas, más robustas, libres de toxinas, de larga duración, de bajo consumo y permiten un encendido / apagado infinito. Esto permite que las soluciones sean más pequeñas, alimentadas por batería, portátiles y con una salida de luz completa instantánea.
¿Cómo se comparan las longitudes de onda de los LED UVC y las lámparas de mercurio?

Las lámparas de mercurio de baja presión emiten una luz casi monocromática con una longitud de onda de 253,7 nm. Las lámparas de mercurio de baja presión (tubos fluorescentes) y las lámparas de mercurio de alta presión también se utilizan para desinfección y esterilización. Estas lámparas tienen una distribución espectral mucho más amplia que incluye longitudes de onda germicidas. Los LED UVC pueden fabricarse para apuntar a longitudes de onda muy específicas y estrechas. Esto permite que las soluciones se adapten a las necesidades particulares de la aplicación.

Después de 9 días de refrigeración, las fresas iluminadas por LED UVC (derecha) se ven frescas, pero las bayas no iluminadas están mohosas. (Cortesía del Departamento de Agricultura de EE. UU.)

Una pregunta común que hacen las empresas al explorar los LED UVCpara aplicaciones de desinfección se relaciona con el funcionamiento de los LED UVC. En este artículo, proporcionamos una explicación de cómo funciona esta tecnología.

Principios generales de LED

Un diodo emisor de luz (LED) es un dispositivo semiconductor que emite luz cuando una corriente pasa a través de él. Si bien los semiconductores muy puros y sin defectos (los llamados semiconductores intrínsecos) generalmente conducen la electricidad muy mal, se pueden introducir dopantes en el semiconductor, lo que lo hará conducir con electrones cargados negativamente (semiconductores de tipo n) o con orificios cargados positivamente (semiconductor tipo p).

Un LED consta de una unión p-n donde un semiconductor de tipo p se coloca encima de un semiconductor de tipo n. Cuando se aplica una polarización directa (o voltaje), los electrones en la región de tipo n se empujan hacia la región de tipo p y, del mismo modo, los agujeros en el material de tipo p se empujan en la dirección opuesta (ya que están cargados positivamente) hacia el material tipo n. En la unión entre los materiales tipo p y tipo n, los electrones y los agujeros se recombinarán y cada evento de recombinación producirá un cuanto de energía que es una propiedad intrínseca del semiconductor donde se produce la recombinación.

Nota al margen: se generan electrones en la banda de conducción del semiconductor y se generan agujeros en la banda de valencia. La diferencia de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia se denomina energía de banda prohibida y está determinada por las características de unión del semiconductor.

Recombinación radiactivada como resultado la producción de un solo fotón de luz con una energía y longitud de onda (los dos están relacionados entre sí por la ecuación de Planck) determinada por la banda prohibida del material utilizado en la región activa del dispositivo.Recombinación no radiativaTambién puede ocurrir donde la cantidad de energía liberada por la recombinación de electrones y huecos produce calor en lugar de fotones de luz. Estos eventos de recombinación no radiativa (en semiconductores directos de banda prohibida) implican estados electrónicos de separación media causados ​​por defectos. Dado que queremos que nuestros LED emitan luz, no calor, queremos aumentar el porcentaje de recombinación radiativa en comparación con la recombinación no radiativa. Una forma de hacer esto es introducir capas de confinamiento de portadores y pozos cuánticos en la región activa del diodo para tratar de aumentar la concentración de electrones y huecos que están siendo recombinados en las condiciones adecuadas.

Sin embargo, otro parámetro clave es reducir la concentración de defectos que causan recombinación no radiativa en la región activa del dispositivo. Es por eso que la densidad de dislocación juega un papel tan importante en la optoelectrónica, ya que son una fuente primaria de centros de recombinación no radiativos. Las dislocaciones pueden ser causadas por muchas cosas, pero lograr una baja densidad casi siempre requerirá que las capas de tipo n y tipo p utilizadas para hacer que la región activa del LED crezca en un sustrato enrejado. De lo contrario, las dislocaciones se introducirán como una forma de acomodar la diferencia en la estructura de la red cristalina.

Por lo tanto, maximizar la eficiencia del LED significa aumentar la velocidad de recombinación radiativa en relación con la velocidad de recombinación no radiativa al minimizar las densidades de dislocación.

LED UVC

Los LED ultravioleta (UV) tienen aplicaciones en el campo del tratamiento del agua, almacenamiento óptico de datos, comunicaciones, detección de agentes biológicos y curado de polímeros. La región UVC del rango espectral UV se refiere a longitudes de onda entre 100 nm y 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. LED UVC 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 LED UVC, 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 LED UVC, which leads to an increase in non-radiative recombination (defects). This effect seems to get worse at higher Al concentration so that sapphire-based LED UVC tend to drop in power at wavelengths shorter than 280 nm faster than AlN-based LED UVC 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.

El crecimiento pseudomórfico en sustratos de AlN nativos (es ahí donde se acomoda el parámetro de red más grande de AlGaN intrínseco comprimiéndolo elásticamente para que encaje en el AlN sin introducir defectos) da como resultado capas atómicamente planas y de bajo defecto, con una potencia máxima a 265 nm, correspondiente a tanto la absorción germicida máxima como la reducción de los efectos de la incertidumbre debida a la fuerza de absorción dependiente del espectro.
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