日本理化學(xué)研究所和科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)25日公布，他們的一個(gè)研究小組開發(fā)的波長(zhǎng)為250納米的深紫外線發(fā)光二極管（LED）于世界上首次成功實(shí)現(xiàn)了15毫瓦的高輸出功率，電子注入效率提高了80％。這種深紫外線發(fā)光二極管比目前的同類設(shè)備最高輸出功率高出7倍，其殺菌效果好、可高速分解二噁英等有害物質(zhì)，已達(dá)到實(shí)用化水平。研究成果已于2月24日申請(qǐng)專利，論文預(yù)定發(fā)表在3月25日出版的《應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)》上。
波長(zhǎng)在220納米至350納米之間的高功率深紫外線發(fā)光二極管在殺菌、凈水、****、高密度光紀(jì)錄、高顯色性LED照明以及高速分解處理公害物質(zhì)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。迄今為止，深紫外線光源以準(zhǔn)分子激光和各種倍頻激光等氣體和固體為媒介的紫外激光和氣體燈為主流，但是存在體積大、壽命短、價(jià)格高的缺點(diǎn)，難以實(shí)際應(yīng)用。而使用半導(dǎo)體的高亮度深紫外線LED和深紫外線LD，可以實(shí)現(xiàn)小型化，得到廉價(jià)、高效和長(zhǎng)壽命的紫外光源，應(yīng)用前景更加廣闊。
氮化鋁鎵材料被認(rèn)為是最理想的深紫外線發(fā)光材料，研究小組通過降低氮化鋁鎵緩沖層脫位密度以及把作為電子塊層的多量子屏障插入量子阱發(fā)光層的上部，實(shí)現(xiàn)了世界最高功率輸出。該研究成果打破了以往深紫外線LED不可能實(shí)現(xiàn)高功效的認(rèn)識(shí)，成功使紫外線輸出功率達(dá)到實(shí)用水平。同時(shí)，多量子屏障不僅對(duì)紫外線發(fā)光元件，對(duì)已經(jīng)實(shí)用的藍(lán)色LED、綠色LD及LED、白色LED燈的效率的提高也有可能。
在殺菌方面，紫外線直接殺菌效率最高的是250納米至280納米附近的波長(zhǎng)域，而在分解有機(jī)物、塵埃、二噁英等難分解性污染物質(zhì)方面，用波長(zhǎng)270納米至320納米帶紫外光照射氧化鈦等光催化劑的紫外線照射系統(tǒng)具有比較好的分解效果。研究小組計(jì)劃進(jìn)一步提高波長(zhǎng)250納米至280納米帶的殺菌用深紫外線效率，直至實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)220納米至390納米廣域波長(zhǎng)的高效化，并對(duì)深紫外線的高功率輸出進(jìn)行深入研究，以期將目前1.5％的效率提高至十位數(shù)百分點(diǎn)。
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