במכתב שפורסם בכתב העת ACS Photonics, החוקרים דיווחו על שיטה אלגנטית יותר לייצור נוריות-עמוקות-אולטרה סגולות (UV-C) באיכות גבוהה, הכרוכה בהפקדת סרט של סגסוגת מוליכים למחצה אלומיניום גליום ניטריד (AlGaN) על מצע של סיליקון קרביד (SiC) -- יציאה ממצע ספיר בשימוש נרחב יותר.
לדברי זולנר, שימוש בסיליקון קרביד כמצע מאפשר צמיחה יעילה וחסכונית יותר-של חומר מוליכים למחצה UV-C באיכות גבוהה יותר מאשר שימוש בספיר. זה, הוא הסביר, נובע ממידת ההתאמה של המבנים האטומיים של החומרים.
"ככלל אצבע, ככל שהמצע והסרט דומים יותר מבחינה מבנית (במונחים של מבנה גבישי אטומי) זה לזה, כך קל יותר להשיג איכות חומר גבוהה", אמר. ככל שהאיכות טובה יותר, כך היעילות והביצועים של ה-LED טובים יותר. ספיר שונה מבחינה מבנית, והפקת חומר ללא פגמים ואי-יישור מצריך לעתים קרובות שלבים נוספים מסובכים. סיליקון קרביד אינו התאמה מושלמת, אמר צולנר, אך הוא מאפשר איכות גבוהה ללא צורך בשיטות יקרות נוספות.
בנוסף, סיליקון קרביד הוא הרבה פחות יקר מהמצע ה"אידיאלי" מאלומיניום ניטריד, מה שהופך אותו לייצור המוני-ידידותי יותר, לפי צולנר.
חיטוי מים נייד-מהיר היה בין היישומים העיקריים שחשבו על החוקרים בזמן שהם פיתחו את טכנולוגיית ה-UV-C LED שלהם; העמידות, האמינות וגורם הצורה הקטן של הדיודות יהיו מחליף משחק באזורים פחות מפותחים בעולם שבהם אין מים נקיים זמינים.
הופעתה של מגיפת COVID-19 הוסיפה מימד נוסף. בעוד העולם דוהר למצוא חיסונים, טיפולים ותרופות למחלה, חיטוי, טיהור ובידוד הם כלי הנשק המעטים שעלינו להגן על עצמנו, והפתרונות יצטרכו להיפרס ברחבי העולם. בנוסף ל-UV-C למטרות תברואה במים, אור UV-C יכול להשתלב במערכות הנדלקות כאשר איש אינו נוכח, אמר צולנר.
"זה יספק דרך -נמוכה, כימית-ללא תשלום ונוחה לחטא חללים ציבוריים, קמעונאיים, אישיים ורפואיים", אמר.
אולם לעת עתה מדובר במשחק של סבלנות, שכן זולנר ועמיתיו מחכים למגיפה. המחקר ב-UC סנטה ברברה הואט עד כדי טפטוף כדי למזער את המגע בין-ל-אדם.
"הצעדים הבאים שלנו, לאחר שיתחדשו פעילויות המחקר ב-UCSB, הם להמשיך בעבודתנו על שיפור פלטפורמת AlGaN/SiC שלנו כדי שתקווה לייצר את פולטי אור ה-UV-C היעילים ביותר בעולם", אמר.
תורמים נוספים למחקר כוללים את בורהאן ק. סייפאדין (הכותב הראשי), שוג'י נקמורה, סטיבן פ. דנבארס, ג'יימס ס. ספק, עבדאללה ס. אלמוגבל, בסטיאן בונף, מייקל איזה ופנג וו, כולם מ-SSLEEC ו/או מהמחלקה של חומרים באוניברסיטת סנטה ברברה.
