LED UVC

L'UVC est une méthode de désinfection qui utilise la lumière ultraviolette à courte longueur d'onde pour tuer ou inactiver les micro-organismes en détruisant les acides nucléiques et en perturbant leur ADN, les rendant incapables d'exécuter des fonctions cellulaires vitales. La désinfection UVC est utilisée dans une variété d'applications, telles que la nourriture, l'air, l'industrie, l'électronique grand public, l'équipement de bureau, l'électronique domestique, la maison intelligente et la purification de l'eau.

Les LED Aolittel UVC sont petites, avec une précision de longueur d'onde de 265 nm, un large mode d'application, elles conviennent aux petits purificateurs d'eau ou aux stérilisateurs portables. Aolittel peut fournir des solutions ODM supplémentaires, y compris la conception LED UVC pour vos besoins personnalisés, nous réalisons vos idées.
• Ci-dessous sont l'introduction et les spécifications d'Aolittel UVC LED.
Si vous avez des besoins particuliers ou plus d'informations, veuillez demander nos spécifications de produits et notre gestionnaire de produits.
• Quelle est la longueur d'onde optimale pour la désinfection?
Il y a une idée fausse selon laquelle 254 nm est la longueur d'onde optimale pour la désinfection, car la longueur d'onde de pointe d'une lampe au mercure à basse pression (simplement déterminée par la physique de la lampe) est de 253,7 nm. Une longueur d'onde de 265 nm est généralement acceptée comme étant optimale car c'est le pic de la courbe d'absorption d'ADN. Cependant, la désinfection et la stérilisation se produisent sur une gamme de longueurs d'onde.
• Les lampes UV au mercure ont été considérées comme le meilleur choix pour la désinfection et la stérilisation. Pourquoi donc?
Historiquement, les lampes au mercure ont été la seule option pour la désinfection et la stérilisation. Avec les progrès de la technologie LED UV, de nouvelles options sont plus petites, plus robustes, sans toxines, à longue durée de vie, éconergétiques et permettent une commutation marche / arrêt infinie. Cela permet aux solutions d'être plus petites, alimentées par batterie, portables et avec une sortie pleine lumière instantanée.
• Comment les longueurs d'onde des LED UVC et des lampes au mercure se comparent-elles?
Les lampes au mercure à basse pression émettent une lumière presque monochromatique avec une longueur d'onde de 253,7 nm. Les lampes au mercure basse pression (tubes fluorescents) et les lampes au mercure haute pression sont également utilisées pour la désinfection et la stérilisation. Ces lampes ont une distribution spectrale beaucoup plus large qui inclut des longueurs d'onde germicides. Les LED UVC peuvent être fabriquées pour cibler des longueurs d'onde très spécifiques et étroites. Cela permet d'adapter les solutions au besoin d'application particulier.

Exemple d'application:

Après 9 jours de réfrigération, les fraises éclairées par des LED UVC (à droite) ont l'air fraîches, mais les baies non éclairées sont moisies. (Gracieuseté du département américain de l'Agriculture)

Une question courante posée par les entreprises lors de l'exploration des LED UVC pour les applications de désinfection concerne le fonctionnement réel des LED UVC. Dans cet article, nous expliquons le fonctionnement de cette technologie.

Principes généraux des LED

Une diode électroluminescente (LED) est un dispositif semi-conducteur qui émet de la lumière lorsqu'un courant la traverse. Alors que les semi-conducteurs très purs et sans défaut (appelés semi-conducteurs intrinsèques) conduisent généralement très mal l'électricité, des dopants peuvent être introduits dans le semi-conducteur, ce qui le conduira soit avec des électrons chargés négativement (semi-conducteur de type n) soit avec des trous chargés positivement (semi-conducteur de type p).

Une LED se compose d'une jonction p-n où un semi-conducteur de type p est placé au-dessus d'un semi-conducteur de type n. Lorsqu'une polarisation (ou tension) directe est appliquée, les électrons dans la région de type n sont poussés vers la région de type p et, de même, les trous dans le matériau de type p sont poussés dans la direction opposée (car ils sont chargés positivement) vers le matériau de type n. À la jonction entre les matériaux de type p et de type n, les électrons et les trous se recombineront et chaque événement de recombinaison produira un quantum d'énergie qui est une propriété intrinsèque du semi-conducteur où se produit la recombinaison.

Note latérale: les électrons sont générés dans la bande de conduction du semi-conducteur et les trous sont générés dans la bande de valence. La différence d'énergie entre la bande de conduction et la bande de valence est appelée énergie de bande interdite et est déterminée par les caractéristiques de liaison du semi-conducteur.

La recombinaison radiative aboutit à la production d'un seul photon de lumière avec une énergie et une longueur d'onde (les deux sont liées l'une à l'autre par l'équation de Planck) déterminées par la bande interdite du matériau utilisé dans la région active de l'appareil. La recombinaison non radiative peut également se produire lorsque le quantum d'énergie libéré par la recombinaison d'électrons et de trous produit de la chaleur plutôt que des photons de lumière. Ces événements de recombinaison non radiatifs (dans les semi-conducteurs à bande interdite directe) impliquent des états électroniques à mi-intervalle causés par des défauts. Puisque nous voulons que nos LED émettent de la lumière, pas de la chaleur, nous voulons augmenter le pourcentage de recombinaison radiative par rapport à la recombinaison non radiative. Une façon d'y parvenir est d'introduire des couches de confinement des porteurs et des puits quantiques dans la région active de la diode pour essayer d'augmenter la concentration d'électrons et de trous qui subissent une recombinaison dans les bonnes conditions.

Cependant, un autre paramètre clé est la réduction de la concentration des défauts qui provoquent une recombinaison non radiative dans la région active du dispositif. C'est pourquoi la densité de dislocation joue un rôle si important en optoélectronique car ils sont une source principale de centres de recombinaison non radiatifs. Les dislocations peuvent être causées par de nombreuses choses, mais pour atteindre une faible densité, il faudra presque toujours que les couches de type n et de type p utilisées pour faire croître la région active de la LED sur un substrat adapté au réseau. Sinon, des dislocations seront introduites comme moyen de tenir compte de la différence de structure cristal-réseau.

Par conséquent, maximiser l'efficacité des LED signifie augmenter le taux de recombinaison radiatif par rapport au taux de recombinaison non radiatif en minimisant les densités de dislocation.

LED UVC

Les LED ultraviolettes (UV) ont des applications dans le domaine du traitement de l'eau, du stockage optique de données, des communications, de la détection d'agents biologiques et du durcissement des polymères. La région UVC de la gamme spectrale UV se réfère à des longueurs d'onde comprises entre 100 nm et 280 nm.

In the case of disinfection, the optimum wavelength is in the region of 260 nm to 270 nm, with germicidal efficacy falling exponentially with longer wavelengths. LED UVC offer considerable advantages over the traditionally used mercury lamps, notably they contain no hazardous material, can be switched on/off instantaneously and without cycling limitation, have lower heat consumption, directed heat extraction, and are more durable.

In the case of LED UVC, to achieve short wavelength emission (260 nm to 270 nm for disinfection), a higher aluminum mole fraction is required, which makes the growth and doping of the material difficult. Traditionally, bulk lattice-matched substrates for the III-nitrides was not readily available, so sapphire was the most commonly used substrate. Sapphire has a large lattice mismatch with high Al-content AlGaN structure of LED UVC, which leads to an increase in non-radiative recombination (defects). This effect seems to get worse at higher Al concentration so that sapphire-based LED UVC tend to drop in power at wavelengths shorter than 280 nm faster than AlN-based LED UVC while the difference in the two technologies seems less significant in the UVB range and at longer wavelengths where the lattice-mismatch with AlN is larger because higher concentrations of Ga are required.

La croissance pseudomorphique sur des substrats natifs d'AlN (c'est-à-dire où le plus grand paramètre de réseau d'AlGaN intrinsèque est logé en le compressant élastiquement pour s'adapter à l'AlN sans introduire de défauts) entraîne des couches atomiquement plates et à faible défaut, avec une puissance de pointe à 265 nm, correspondant à à la fois l'absorption germicide maximale tout en réduisant les effets de l'incertitude due à la force d'absorption dépendante du spectre.
Si vous avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter, merci!