المعروف باسم القاتل من الأشعة فوق البنفسجية الأشعة فوق البنفسجية، وطول الموجة من 200 إلى 280 نانومتر فقط، والطاقة العالية، يمكن أن تخترق الفيروس والبكتيريا والفطريات والغبار عث فيلم، والهجوم على الحمض النووي وتدمير هذه الكائنات الضارة.
وبما أن الأستاذ الدانمركي نيلس فينسن وجد أن الإشعاع فوق البنفسجي يمكن استخدامه لعلاج السل، فإن الاستخدام البشري للأشعة فوق البنفسجية كان أكثر من قرن من التاريخ. ومع ذلك، فإن الاستخدام الحالي للضوء فوق البنفسجي العميق ليست ضخمة فقط، غير فعالة، ولكن يحتوي أيضا على الزئبق، الضارة بالبيئة.
وقد قام فريق البحث في جامعة كورنيل مؤخرا بتطوير مصدر ضوء ليد صغير وصديق للبيئة ومظلم للأشعة فوق البنفسجية، وسجل لأدنى طول موجي لمصابيح ديب-أوف للصناعة.
استخدم الباحثون واجهة التحكم الذري على مستوى نيتريد الغاليوم (غان) و ألن (ألن) أحادي الطبقة كمنطقة رد الفعل، التي تنبعث بنجاح طول الموجة بين 232 إلى 270 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية الصمام العميق. هذا 232 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية العميقة، واستخدام نيتريد الغاليوم كمادة الانارة، المنبعثة من أقصر طول الموجة من سجل الضوء. وكان الرقم القياسي السابق 239 نانومتر من الفريق الياباني.
ونشرت ورقة البحث "مبي نمت 232-270 نانومتر المصابيح العميقة الأشعة فوق البنفسجية باستخدام أحادي الطبقة رقيقة ثنائي غان / ألن هيتيروستركتورس الكم" في 27 يناير في مجلة رسائل الفيزياء التطبيقية (سمارتفاكتوري ™ الفيزياء رسائل).
تحسين أوف ليد الكفاءة
وفي الوقت الحاضر، أكبر عنق الزجاجة من الأشعة فوق البنفسجية ليد هو كفاءة مضيئة، ويمكن قياسها من خلال ثلاثة جوانب:
1. كفاءة الحقن: نسبة الإلكترونات التي تمر عبر الجهاز في منطقة رد فعل حقن.
2. الكفاءة الكمومية الداخلية (إيق): نسبة الفوتونات أو الأشعة فوق البنفسجية التي تنتجها جميع الإلكترونات في منطقة التفاعل.
3. كفاءة الضوء: نسبة الفوتونات المنتجة في منطقة التفاعل، والتي يمكن أن تؤخذ من الجهاز ويمكن استخدامها.
"إذا كانت المناطق الثلاث المذكورة أعلاه فعالة بنسبة 50٪، فإن ضرب واحد فقط من ثمانية يساوي كفاءة مضيئة إلى 12٪"، وقال الدكتور مدود الإسلام، وهو مؤلف مشارك في هذه الورقة. 」
في الأطوال الموجية فوق البنفسجية العميقة، هذه الكفاءات الثلاثة منخفضة، ولكن الفريق وجد أن استخدام نيتريد الغاليوم بدلا من نيتريد الغاليوم التقليدية يمكن أن يحسن من كفاءة الكم الداخلية والكفاءة.
من أجل تحسين كفاءة الحقن، استخدم فريق البحث التكنولوجيا المتقدمة من قبل، في الإيجابية (الإلكترون) والسلبية (حفرة كهربائية) منطقة الناقل، وذلك باستخدام طريقة المنشطات المستقطبة.
البحث والتطوير
بعد النجاح في تحسين كفاءة مضيئة من الأشعة فوق البنفسجية العميق ليد، فإن الخطوة التالية من فريق البحث هو دمج مصدر الضوء في الجهاز والتحرك نحو هدف الإدراج. مجالات التطبيق من الضوء فوق البنفسجي العميق وتشمل نضارة الطعام، والتعرف على الأوراق النقدية المزيفة، ضوئي، وتنقية المياه والتعقيم، وما إلى ذلك.
