深紫外线 LED 有助于去除表层的冠状病毒

来自University of California 分校Santa Barbara (UC Santa Barbara)的研究人员正在开发紫外线(UV)LED，用于净化表层和可能与SARS-CoV-2病毒接触的空气和水。UVC 是用于凈化空气和水以及灭活微生物的UV波段。与UVA和UVB波长不同，UVC只能通过无机过程产生。

 

当 COVID-19 大流行时，加州大学UC Santa Barbara分校Solid State Lighting & Energy Electronics Center (SSLEEC) (SSLEEC)部门的材料科学家已经在研究 UVC LED 技术。研究人员通过将半导体铝合金氮化镓 (AlGaN)薄膜沉积在碳化硅(SiC)衬底上制造了高质量的深 UVC LED，这与使用更为广泛的蓝宝石衬底不一样。据研究人员Christian Zollner说， 与蓝宝石相比，使用SiC作为衬底能更高效地生长高质量的UVC半导体材料，因为SiC的原子结构与AlGaN的原子结构非常匹配。他说：“一般来说， 就原子晶体结构而言，衬底和薄膜在结构上越相似，就越容易得到高质量材料。”如果材料质量越高，LED 的效率和性能就越好。Zollner说，SiC并不是一个完美的匹配，但它使生长材料质量很高，而无需额外昂贵的方法。此外，它比“理想”的氮化铝衬底便宜， 能够方便更大规模的生产。

 

研究人员最初的想法是将UVC LED用在清洁水源稀缺的国家和地区。他们的UVC LED 可用作便携式、快速作用的水消毒剂。COVID-19病毒大流行使他们考虑将这项技术作为消毒剂和去污染剂的潜力。Zollner说UVC LED不仅可用于卫生用水，UVC LED也可以整合到一些系统中。当无人监视的时候可自动打开系统进行消毒。他评论道 “这将提供一种低成本、无化学成分和方便快捷的方式来消毒公共场所、零售、个人和医疗空间。”

 

虽然 UVC 对于 SARS-CoV-2 的传播的病毒还没有展现出大规模功效，但 SSLEEC 成员公司Seoul Semiconductor在 2020 年 4 月初报告了他们的UV LED 产品可 “30 秒内灭掉99.9% 的冠状病毒 (COVID-19)”。这个公司的技术目前正在采用紫外线LED灯来消毒空闲的车辆内部。

 

但是目前，Zollner和他的团队必须等待流行病结束才能重启研究活动。加州大学UC Santa Barbara分校的研究工作已经放缓以尽量减少人与人的接触。他说：“一旦UCSB恢复研究活动，我们的下一步计划是继续改进我们的AlGaN/SiC平台，希望我们可以生产出世界上最高效的紫外线发光器件。”

 

这项研究发表在《ACS Photonic s》(www.doi.org/10.1021/acsphotonics.9b00600)。