一種強(qiáng)大的LED可以有效地對表面進(jìn)行消毒，同時對人保持安全。日本理化學(xué)研究所的物理學(xué)家們設(shè)計(jì)了一種高效的LED，對微生物和病毒來說是致命的，但對人類是安全的。有朝一日，它可以通過在滿是人的房間里殺死病原體，幫助各國走出大流行病的陰影。
大多數(shù)LED發(fā)出可見光，但理化學(xué)研究所的物理學(xué)家創(chuàng)造了一種LED，它在遠(yuǎn)紫外線的一個狹窄區(qū)域內(nèi)發(fā)光，對人類是安全的，但對病毒和細(xì)菌卻是致命的
紫外線殺菌燈對消滅細(xì)菌和病毒極為有效。事實(shí)上，它們經(jīng)常被用于醫(yī)院，對表面和醫(yī)療儀器進(jìn)行消毒。這種類型的燈可以用LED構(gòu)建，使其具有能源效率。然而，這些LED產(chǎn)生的紫外線在一定范圍內(nèi)會損害DNA，因此不能在人周圍使用。人們正在尋找開發(fā)高效的LED，在一個狹窄的遠(yuǎn)紫外光帶內(nèi)發(fā)光，似乎既能很好地消毒，又對人安全。
在沒有人的情況下運(yùn)作的LED殺菌燈通常由鋁、鎵和氮制成。通過增加它們所含的鋁的數(shù)量，這些LED可以被改造成在對人類安全的波長區(qū)域工作。這種方法以前曾被使用過，但卻導(dǎo)致了功率的大幅降低。
圖片來源：拍信網(wǎng)正版圖庫
為了解決這個問題，理化學(xué)研究所量子光學(xué)裝置實(shí)驗(yàn)室的三位物理學(xué)家Masafumi Jo（定昌史）、Yuri Itokazu（糸數(shù)雄吏）和Hideki Hirayama（平山秀樹）創(chuàng)造了一種設(shè)計(jì)更復(fù)雜的LED。他們將多層鋁夾在一起，每層鋁的比例略有不同。此外，在一些層中，他們還添加了微量的硅或鎂。
這有效地為電子創(chuàng)造了一個障礙物，阻礙了它們在材料上的移動，并將它們在某些區(qū)域滯留更長時間。這導(dǎo)致該設(shè)備發(fā)射的光量增加，吸收的光量減少。
該團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算機(jī)模擬來模擬所有可能的影響，以幫助確定理想的設(shè)計(jì)。精確控制每層的厚度是最大的實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)。他們最終得到了一個在遠(yuǎn)紫外線下工作的LED，其輸出功率幾乎比他們之前的最佳值高十倍。
COVID-19大流行帶來了一種新的意識，即能夠根除表面的病毒和微生物的重要性。”定昌史說：”我們相信，我們的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)將對保障社會免受這次和未來大流行病的影響非常有用。”
他補(bǔ)充說，三人團(tuán)隊(duì)將努力進(jìn)一步提高他們的LED的性能，這一產(chǎn)品在輸出功率和功率效率方面仍有很大的改進(jìn)空間。（來源：cnBeta）
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