En una carta publicada a la revista ACS Photonics, els investigadors van informar d'un mètode més elegant per fabricar LEDs ultraviolats profunds{-d'alta-qualitat (UV-C) que implica dipositar una pel·lícula del aliatge semiconductor nitrur de gal·li d'alumini (AlGaN) sobre un substrat de carbur de silici (SiC) -- una diferència del substrat de safir més utilitzat.
Segons Zollner, l'ús de carbur de silici com a substrat permet un creixement més eficient i rendible{0}}de material semiconductor UV-C d'alta-qualitat que l'ús de safir. Això, va explicar, es deu a la proximitat que coincideixen les estructures atòmiques dels materials.
"Com a regla general, com més estructuralment semblants (en termes d'estructura de cristall atòmic) siguin el substrat i la pel·lícula, més fàcil serà aconseguir una alta qualitat del material", va dir. Com millor sigui la qualitat, millor serà l'eficiència i el rendiment del LED. El safir és estructuralment diferent i produir material sense defectes i desalineacions sovint requereix passos addicionals complicats. El carbur de silici no és una combinació perfecta, va dir Zollner, però permet una alta qualitat sense necessitat de mètodes addicionals i costosos.
A més, el carbur de silici és molt menys car que el substrat de nitrur d'alumini "ideal", el que fa que sigui més amigable amb la producció en massa-, segons Zollner.
La desinfecció de l'aigua portàtil i ràpida-era una de les aplicacions principals que tenien en compte els investigadors mentre desenvolupaven la seva tecnologia LED UV-C; La durabilitat, la fiabilitat i el factor de forma petit dels díodes canviaran el joc a les zones menys desenvolupades del món on no hi ha aigua neta disponible.
L'aparició de la pandèmia de la COVID-19 ha afegit una altra dimensió. Mentre el món corre per trobar vacunes, teràpies i cures per a la malaltia, la desinfecció, la descontaminació i l'aïllament són les poques armes que tenim per defensar-nos, i les solucions s'hauran de desplegar a tot el món. A més de la UV-C per al sanejament de l'aigua, la llum UV-C es podria integrar en sistemes que s'encenen quan no hi ha ningú, va dir Zollner.
"Això proporcionaria una manera còmoda-de baix cost, sense productes químics- de desinfectar els espais públics, comercials, personals i mèdics", va dir.
De moment, però, és un joc de paciència, ja que Zollner i els seus companys esperen la pandèmia. La investigació de la UC Santa Barbara s'ha alentit fins a un degoteig per minimitzar el contacte de persona-a-persona.
"Els nostres propers passos, un cop es reprenguin les activitats de recerca a la UCSB, és continuar el nostre treball per millorar la nostra plataforma AlGaN/SiC per tal de produir els emissors de llum UV-C més eficients del món", va dir.
Altres col·laboradors de recerca inclouen Burhan K. SaifAddin (autor principal), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza i Feng Wu, tots de SSLEEC i/o del Departament de Materials a la UC Santa Barbara.
