الصمام UVC

UVC هي طريقة تطهير تستخدم ضوء الأشعة فوق البنفسجية قصير الموجة لقتل الكائنات الحية الدقيقة أو تعطيلها عن طريق تدمير الأحماض النووية وتعطيل الحمض النووي ، مما يجعلها غير قادرة على أداء وظائف خلوية حيوية. يستخدم تطهير UVC في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، مثل الطعام والهواء والصناعة والإلكترونيات الاستهلاكية والمعدات المكتبية والإلكترونيات المنزلية والمنزل الذكي وتنقية المياه.

Aolittel UVC LED صغيرة ، دقة الطول الموجي 265nm ، وضع تطبيق واسع ، وهي مناسبة لأجهزة تنقية المياه الصغيرة أو أجهزة التعقيم المحمولة. يمكن Aolittel توفير حلول ODM إضافية بما في ذلك تصميم UVC LED لمتطلباتك المخصصة ، ونحن نجعل أفكارك تتحقق.
• فيما يلي مقدمة Aolittel UVC والمواصفات.
إذا كان لديك أي طلب خاص أو مزيد من المعلومات ، فيرجى طلب مواصفات منتجاتنا ومدير المنتج.
• ما هو الطول الموجي الأمثل للتطهير؟
هناك اعتقاد خاطئ بأن 254nm هو الطول الموجي الأمثل للتطهير لأن الطول الموجي الذروة لمصباح زئبقي منخفض الضغط (يتم تحديده ببساطة من خلال فيزياء المصباح) هو 253.7nm. بشكل عام ، يتم قبول الطول الموجي 265 نانومتر باعتباره الأمثل لأنه قمة منحنى امتصاص الحمض النووي. ومع ذلك ، يحدث التطهير والتعقيم على مدى أطوال موجية.
• تم اعتبار مصابيح الزئبق بالأشعة فوق البنفسجية أفضل خيار للتطهير والتعقيم. لماذا هذا؟
تاريخياً ، كانت مصابيح الزئبق هي الخيار الوحيد للتطهير والتعقيم. مع تقدم تقنية UV LED ، هناك خيارات جديدة أصغر حجمًا وأكثر قوة وخالية من السموم وعمرًا طويلًا وموفرة للطاقة وتتيح إمكانية التبديل / الإيقاف اللانهائي. ويتيح ذلك أن تكون الحلول أصغر حجمًا ، ومزودة بالبطارية ، ومحمولة ، مع إخراج فوري كامل للضوء.
• كيف تقارن الأطوال الموجية لمصابيح UVC LED ومصابيح الزئبق؟
تصدر مصابيح الزئبق منخفضة الضغط ضوءًا أحادي اللون تقريبًا يبلغ طوله الموجي 253.7 نانومتر. كما تستخدم مصابيح الزئبق منخفضة الضغط (أنابيب الفلورسنت) ومصابيح الزئبق عالية الضغط للتطهير والتعقيم. تتميز هذه المصابيح بتوزيع طيفي أوسع بكثير يتضمن أطوال موجات مبيدة للجراثيم. يمكن تصنيع مصابيح UVC LED لاستهداف أطوال موجية محددة جدًا وضيقة. وهذا يسمح بتخصيص الحلول وفقًا لاحتياجات التطبيق الخاصة.

مثال على التطبيق:

بعد 9 أيام من التبريد ، تبدو الفراولة المضاءة بمصابيح UVC LED (يمين) طازجة ، لكن التوت غير المضاء يكون متعفنًا. (بإذن من وزارة الزراعة الأمريكية)

سؤال شائع تطرحه الشركات عند استكشاف المصابيح UVC لتطبيقات التطهير يتعلق بكيفية عمل المصابيح UVC بالفعل. في هذه المقالة ، نقدم شرحًا لكيفية عمل هذه التقنية.

المبادئ العامة لمصابيح LED

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه الموصلات يصدر الضوء عند تمرير تيار عبره. في حين أن أشباه الموصلات النقية جدًا والخالية من العيوب (ما يسمى أشباه الموصلات الداخلية) توصل الكهرباء بشكل عام بشكل سيء للغاية ، يمكن إدخال dopants في أشباه الموصلات مما يجعلها تجري إما مع الإلكترونات ذات الشحنة السالبة (أشباه الموصلات من النوع n) أو مع ثقوب ذات شحنة موجبة (أشباه الموصلات من نوع p).

يتكون LED من تقاطع p-n حيث يتم وضع أشباه الموصلات من النوع p أعلى شبه الموصلات من النوع n. عند تطبيق انحياز أمامي (أو جهد) ، يتم دفع الإلكترونات في منطقة النوع n نحو منطقة النوع p ، وبالمثل ، يتم دفع الثقوب في مادة النوع p في الاتجاه المعاكس (نظرًا لأنها مشحونة بشكل إيجابي) نحو مادة من النوع n. عند التقاطع بين المواد من النوع p والنوع ، ستتم إعادة تجميع الإلكترونات والثقوب ، وستنتج كل حالة إعادة تجميع كمية من الطاقة التي هي خاصية ذاتية لأشباه الموصلات حيث يحدث إعادة التركيب.

ملاحظة جانبية: يتم توليد الإلكترونات في نطاق توصيل أشباه الموصلات ويتم إنشاء ثقوب في نطاق التكافؤ. يسمى الفرق في الطاقة بين نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ طاقة فجوة النطاق ويتم تحديده من خلال خصائص الترابط لأشباه الموصلات.

ينتج عن إعادة التركيب الإشعاعي إنتاج فوتون ضوئي واحد مع طاقة وطول موجي (كلاهما مرتبطان ببعضهما بواسطة معادلة بلانك) التي تحددها فجوة النطاق للمادة المستخدمة في المنطقة النشطة من الجهاز. يمكن أن يحدث إعادة التركيب غير الإشعاعي أيضًا حيث ينتج مقدار الطاقة التي يطلقها الإلكترون وإعادة تركيب الثقب الحرارة بدلاً من فوتونات الضوء. تنطوي أحداث إعادة التركيب غير الإشعاعية (في أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق المباشر) على حالات إلكترونية متوسطة الفجوة ناتجة عن العيوب. نظرًا لأننا نريد أن تصدر مصابيح LED الخاصة بنا الضوء ، وليس الحرارة ، فنحن نريد زيادة النسبة المئوية لإعادة التركيب الإشعاعي مقارنةً بإعادة التركيب غير الإشعاعي. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في إدخال طبقات حاملة للحفر وآبار كمومية في المنطقة النشطة من الصمام الثنائي لمحاولة زيادة تركيز الإلكترونات والحفرة التي تخضع لإعادة التركيب في الظروف المناسبة.

ومع ذلك ، هناك معلمة رئيسية أخرى هي تقليل تركيز العيوب التي تسبب إعادة التركيب غير الإشعاعي في المنطقة النشطة للجهاز. هذا هو السبب في أن كثافة الخلع تلعب دورًا مهمًا في الإلكترونيات الضوئية لأنها مصدر أساسي لمراكز إعادة التركيب غير الإشعاعية. يمكن أن تحدث الاضطرابات بسبب العديد من الأشياء ولكن تحقيق كثافة منخفضة يتطلب دائمًا تقريبًا الطبقات من النوع n و p المستخدمة في جعل المنطقة النشطة من LED تنمو على ركيزة مطابقة للشبكة. خلاف ذلك ، سيتم إدخال الاضطرابات كطريقة لاستيعاب الاختلاف في بنية الشبكة البلورية.

لذلك ، فإن زيادة كفاءة LED تعني زيادة معدل إعادة التركيب الإشعاعي نسبة إلى معدل إعادة التركيب غير الإشعاعي عن طريق تقليل كثافة الخلع.

المصابيح UVC

تمتلك مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية تطبيقات في مجال معالجة المياه ، وتخزين البيانات الضوئية ، والاتصالات ، والكشف عن العامل البيولوجي ومعالجة البوليمر. تشير منطقة الأشعة فوق البنفسجية من النطاق الطيفي للأشعة فوق البنفسجية إلى أطوال موجية بين 100 نانومتر إلى 280 نانومتر.

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. المصابيح 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 المصابيح 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 المصابيح 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 المصابيح UVC tend to drop in power at wavelengths shorter than 280 nm faster than AlN-based المصابيح 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.

يؤدي النمو الكاذب على ركائز AlN الأصلية (حيث يتم استيعاب معلمة الشبكة الأكبر من AlGaN الجوهرية بالضغط بشكل مرن لتلائم على AlN بدون إدخال عيوب) في طبقات مسطحة منخفضة عيبًا ، مع قوة الذروة عند 265 نانومتر ، المقابلة لـ الحد الأقصى من امتصاص مبيد للجراثيم مع تقليل تأثيرات عدم اليقين بسبب قوة الامتصاص المعتمدة على الطيف.
إذا كان لديك أي أسئلة ، فلا تتردد في الاتصال بنا ، وذلك بفضل!