
2015年,全球深紫外LED器件和消毒系統(tǒng)解決方案商RayVio公司宣布實(shí)現(xiàn)深紫外LED的光功率性能記錄。據(jù)介紹,美國RayVio科技公司 (RayVio Corporation) 是由Yitao Liao博士和Robert Walker博士于2012年創(chuàng)建的高科技公司。RayVio科技總部位于美國加州硅谷,致力于研發(fā)及商業(yè)量產(chǎn)化紫外LED和基于LED的應(yīng)用模組與系統(tǒng)。RayVio通過使用獨(dú)特的深紫外LED外延技術(shù),RayVio在單芯片0.15mm2發(fā)光面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)直流輸出深紫外波段(260至280納米)45毫瓦光功率,創(chuàng)造出30W/cm2連續(xù)波光功率密度的紀(jì)錄。該公司使用全新的外延方法,使其能夠提供比市場現(xiàn)有產(chǎn)品更高的光功率和更低的成本。
2016年7月,RayVio公布的深紫外UVC LED殺菌解決方案的測試結(jié)果表明,RayVio深紫外UVC LED比目前最常見的殺菌產(chǎn)品能夠更快、更有效地殺滅醫(yī)院和家庭環(huán)境中的細(xì)菌,可進(jìn)一步消除公眾和家庭環(huán)境下的相互傳染風(fēng)險(xiǎn)。一顆RayVio深紫外UVC LED能夠在60秒內(nèi)殺滅99.9999%的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、李斯特菌和沙門氏菌的細(xì)菌樣本,而利用多顆深紫外UVCLED就能夠更快地殺滅細(xì)菌或殺滅更多細(xì)菌樣本。據(jù)悉,利用RayVio深紫外UVC LED的285納米發(fā)射波長,研究人員以10毫米的距離照射細(xì)菌樣本,按照介于5秒和80秒之間的時(shí)間間隔來測量細(xì)菌數(shù)量的變化。5秒時(shí),99.99%的細(xì)菌被殺死。60秒時(shí),99.9999%的細(xì)菌被殺死。
RayVio的深紫外UVC LED技術(shù)在所有同類深紫外LED中具有每平方毫米最高的殺菌效力,除了小巧,還能夠快速的與其他應(yīng)用產(chǎn)品結(jié)合,如消毒導(dǎo)尿管、醫(yī)生的手機(jī)和醫(yī)院的門把手等高感染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。相關(guān)研究結(jié)果表明,與目前的消毒解決方案相比,深紫外UVC LED照射能夠更快、更徹底地高效殺滅細(xì)菌。醫(yī)院常常使用化學(xué)消毒劑,需要幾分鐘才能有效地殺滅細(xì)菌,如MRSA和沙門氏菌。常見的酒精洗手液需要一分鐘或更長時(shí)間才能完全生效,但效能只能達(dá)到99.99%。更長的曝露時(shí)間增加了人為誤差以及無法全面消毒的風(fēng)險(xiǎn)。盡管傳統(tǒng)水銀燈產(chǎn)生的深紫外光源能夠消毒,但它們體積過大、易損壞并且含有限制使用的有害物質(zhì)水銀。
同年11月,RayVio推出了一款便攜式嬰兒用品消毒器,據(jù)稱,這款名叫Ellie的產(chǎn)品小巧輕便又功能強(qiáng)大,能在60秒內(nèi)殺死99.9%的有害細(xì)菌,從奶瓶到奶嘴,從磨牙環(huán)到小玩具,都能快速消除表面細(xì)菌,且只有0.9公斤,每次充電能使用一周,可以成為一個(gè)攜帶式的消毒柜。據(jù)介紹,Ellie是全球首款采用TRUVIOLET深紫外技術(shù)的C端嬰兒用品消毒器,它采用了RayVio最新LED數(shù)字化芯片,這也是RayVio推出的第一款消費(fèi)場景產(chǎn)品。LED芯片能發(fā)射出深紫外(UVC)波長的光線,在任何環(huán)境下進(jìn)行既快捷又不產(chǎn)生任何化學(xué)物質(zhì)的殺菌。由于深紫外LED芯片本身就對消毒最拿手,RayVio首款產(chǎn)品選擇嬰兒用品便攜式消毒器也就順理成章了。此外,RayVio還有意與醫(yī)療衛(wèi)生健康領(lǐng)域的各廠商牽手,推出能消毒的水杯、凈水器等更多深紫外線LED民用產(chǎn)品,形成一個(gè)真正的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
美國康乃爾大學(xué)
2017年初,美國康乃爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種體積小且更環(huán)保的深紫外線LED光源,并創(chuàng)下目前業(yè)界deep-UV LED最低波長的紀(jì)錄。據(jù)悉, UV-C紫外光波長僅200到280奈米、能量高,可以穿透病毒、細(xì)菌、真菌和塵螨的薄膜,攻擊DNA并殲滅這些有害的有機(jī)體。研究人員采用原子級控制界面的氮化鎵(GaN)與氮化鋁(AlN)單層薄膜為反應(yīng)作用區(qū)域,成功發(fā)射出波長介于232到270奈米的深紫外LED。這種232奈米的深紫外線,打破了由日本團(tuán)隊(duì)創(chuàng)下的239奈米紀(jì)錄。
目前紫外線LED最大瓶頸就是發(fā)光效率,這可以由三個(gè)方面來衡量,分別為注入效率、內(nèi)量子效率(IQE)、 出光效率。如三個(gè)方面的效率都達(dá)到50%,相乘起來只有八分之一,等于發(fā)光效率已降到12%。在深紫外線波段,這三方面的效率都很低,但研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),利用氮化鎵取代傳統(tǒng)的鋁氮化鎵,可以提高內(nèi)量子效率和出光效率。為了提高注入效率,研究團(tuán)隊(duì)采用之前開發(fā)出的技術(shù),在正極(電子)和負(fù)極(電洞)載體區(qū)域,采用極化感應(yīng)摻雜法來實(shí)現(xiàn)。深紫外光的應(yīng)用領(lǐng)域包含食物保鮮、假鈔辨別、光觸媒、水的凈化殺菌等。在成功提升深紫外LED的發(fā)光效率后,研究團(tuán)隊(duì)下一步會將光源整合到裝置內(nèi),朝上市的目標(biāo)邁進(jìn)。
歐司朗
此外,有消息指歐司朗在UV LED領(lǐng)域制定了將不可見光光電產(chǎn)品組合擴(kuò)展到UV-C波長范圍的戰(zhàn)略,并于2017年的2月15日,與AlN單晶基板供應(yīng)商HexaTech公司簽署兩項(xiàng)戰(zhàn)略協(xié)議。這些協(xié)議包括長期供應(yīng)協(xié)議和若干HexaTech的知識產(chǎn)權(quán)(IP)許可,其中,前者涉及作為HexaTech公司2英寸(直徑)基板開發(fā)項(xiàng)目的直接支持的氮化鋁(AlN)基板。據(jù)報(bào)道,此舉有助于歐司朗加速其基于HexaTech材料的UV-CLED器件開發(fā),從而使其成為主要的高性能光電技術(shù)提供商,提供從深紫外波長到紅外波長的各種產(chǎn)品。