半導體照明網訊：近日，國家自然科學基金委簡報發布由我國自主研制深紫外LED器件成果。深紫外光可以高效滅殺包括“新冠”在內的絕大部分病毒和細菌，但深紫外發光二極管（LED）面臨發光效率低的瓶頸難題。我國科學家通過持續攻關，自主研制出高效率深紫外LED器件，可在1秒內殺死99.99%的新冠病毒，有效助力疫情精準防控。

 

與消毒液消殺相比，使用深紫外光滅殺新冠病毒，可以避免化學試劑殘留引起的二次污染，有效實現人居環境的實時消殺。汞燈是傳統使用的深紫外線消殺光源，但其體積大、易碎、啟動時間長、使用壽命短、含有劇毒元素汞，3毫克汞就會污染 1000噸水、300立方米的空氣。聯合國環境規劃署于2013年通過了《水俁公約》，旨在全球范圍內控制和減少汞排放。深紫外 LED是一種基于第三代氮化物寬帶隙半導體材料制備而成的新型半導體光源，具有環保無汞、小巧易于集成、牢固可靠等優點。研究表明，不同波長的紫外線對病毒和細菌的消殺效率差別顯著，波長260～280納米之間的紫外線消殺效率最高，而氮化物深紫外LED可以通過控制發光材料的組成將紫外線精準集中在上述波長范圍內。因此，氮化物深紫外LED是代表未來發展趨勢的理想光源，然而其發光效率低，遠沒有達到經濟適用水平。中國科學院半導體研究所李晉閩和閆建昌研究員領銜的科研團隊，在國家重大科研儀器研制項目和優秀青年科學基金等支持下，研制出高效率深紫外LED器件，有效助力疫情精準防控。
 

為解決深紫外LED發光效率低的世界性難題，團隊通過開發新型襯底材料及其生長方法、研制新型電子阻擋層材料兩種策略，提升深紫外LED的發光效率，自主研制出波長在260～280納米之間的高效率深紫外LED 器件。團隊通過山西中科潞安產業化平臺進行深紫外LED相關技術成果的應用轉化，有力支撐了深紫外LED芯片技術產業化與核心器件國產化。中科潞安基于團隊研制的深紫外LED開發出了大功率消殺產品，其中心發光波長為275納米，經中國科學院武漢病毒研究所權威測試，該產品可在1秒內殺死99.99％的新冠病毒。經專家論證，認為深紫外LED相關消殺方案和產品滿足了空氣、水和物體表面等相關場景的消毒需要和人機共存的光生物要求，可以在有人情況下對環境進行消殺。相比于傳統的汞燈照射，深紫外LED消殺產品無臭氧、可瞬間啟停，再配合相關的控制系統，可以實現人走即開、人來即停，填補了國產深紫外LED技術產品在公共衛生安全與科技防疫方面的技術空白。
 

深紫外LED相關技術和產品在山西省長治市醫院、學校、高新區管委會辦公樓、王村機場新建航站樓、大焦高鐵長治東站、以及山西中醫藥大學等區域開展示范應用，在較大范圍內實現了高效可靠、安全性好的全方位消殺目標。北京2022冬奧會期間，奧運村、奧運物流中心等場地廣泛采用了基于團隊深紫外 LED技術所研制的包裹消毒機、殺菌機器人、空氣消毒機等設備，有效阻斷了病毒通過空氣和物品傳播，用綠色科技手段助力疫情精準防控，保障冬奧賽事安全運行。
 

下一步，團隊將繼續面向公共衛生、物流等領域的應用  需求，進一步提升深紫外LED的發光效率，深入研究深紫外LED 光源的光譜、輻射照度與病菌滅活效果的關系，開發高生物安全性、智能化的深紫外LED消殺裝備及系統解決方案，使深紫外LED技術在未來常態化疫情防控中發揮更大作用；推動深紫外 LED技術相關標準與規范的制定，促進深紫外產業有序發展，提升我國深紫外光電子器件產業的國際競爭力。