Réadú Aschur Ard Optúil As Léasair Leathsheoltóra Ultraivialait Ingearach! Feidhmchláir Phraiticiúil Gheallta i Réimsí an Leighis agus Próiseála Léasair

Le déanaí, tá feiste léasair leathsheoltóra astaithe ultraivialait dhomhain ingearach bunaithe ar AlGaN déanta ag foireann staidéar taighde Seapáine, a bhfuiltear ag súil go gcuirfear i bhfeidhm é i réimsí próiseála léasair, biteicneolaíochta agus míochaine.
Mar is eol dúinn go léir, is tonn leictreamaighnéadach é solas ultraivialait (UV) le raon tonnfhad 100 go 380 nm. Is féidir na tonnfhaid seo a roinnt i dtrí réigiún: UV-A (315-380 nm), UV-B (280-315 nm), agus UV-C (100-280 nm). ), an dá réigiún deiridh ina bhfuil solas ultraivialait domhain.
Is féidir foinsí solais léasair a astaíonn sa réigiún UV, mar shampla léasair gáis agus léasair soladach-stáit bunaithe ar armónach de léasair yttrium-alúmanam-gairnet, a úsáid i raon leathan iarratas, lena n-áirítear biteicneolaíocht, cóireálacha dermatological, próisis leigheas UV agus léasair. próiseáil. Mar sin féin, tá léasair den sórt sin ag fulaingt ó mhéid mór, tomhaltas ardchumhachta, raon tonnfhad teoranta agus éifeachtacht íseal.

Le blianta beaga anuas, tá forbairt léasair leathsheoltóra ardfheidhmíochta a ghineann solas trí instealladh reatha a chur chun cinn i gcomhthreo le forbairt leanúnach na teicneolaíochta déantúsaíochta. Ina measc seo tá feistí astaithe solais ultraivialait atá bunaithe ar an ábhar leathsheoltóra nítríde Gailliam alúmanaim AlGaN. Mar sin féin, níl a n-uaschumhacht aschuir optúla sa réigiún domhain UV ach thart ar 150 mW, atá i bhfad faoi bhun an chumhachta atá ag teastáil le haghaidh feidhmeanna leighis agus tionsclaíocha. Tá sé ríthábhachtach sruth insteallta an fheiste a mhéadú chun an chumhacht aschuir a mhéadú. Éilíonn sé seo méadú ar mhéid an fheiste agus ní mór a chinntiú freisin go sreabhann an sruth go haonfhoirmeach sa fheiste.
I gcomhthéacs an taighde seo, d'éirigh le foireann taighde Seapánach faoi stiúir an Ollaimh Motome Iwaya ón Roinn Eolaíochta Ábhar agus Innealtóireachta in Ollscoil Meijo dé-óid léasair leathsheoltóra UV-B ingearach ardfheidhmíochta AlGaN a fhorbairt. Foilsíodh an staidéar san iris Applied Physics Letters.
Tá sé ráite ag an Ollamh Motome Iwaya go n-úsáideann léasair dhomhain-ultraivialait atá bunaithe ar AlGaN ábhair inslithe cosúil le sapphire agus AlN chun criostail ardcháilíochta a fháil. Ach toisc go sreabhann sruth cliathánach sna gléasanna seo, chun a n-aschur solais a fheabhsú, rinne na heolaithe iniúchadh ar fheistí ingearacha, ina dtugann na p- agus na n-leictreoidí aghaidh ar a chéile in acomhal pn. Ach le blianta beaga anuas, baineadh úsáid as cumraíochtaí ingearacha chun feistí leathsheoltóra ardchumhachta a bhaint amach. Ach maidir le léasair leathsheoltóra, tá forbairt cumraíochtaí den sórt sin marbhánta agus níor tugadh faoi deara go fóill le haghaidh feistí domhain-ultraivialait astaithe solais bunaithe ar nítríd alúmanaim. Chuige sin, rinne na taighdeoirí nítríd alúmanaim ardcháilíochta ar fhoshraith sapphire. Ansin foirmíodh nana-philéar nítríde alúmanaim tréimhsiúla agus taisceadh iad le struchtúir léasair bunaithe ar nítríde alúmanaim.
Bhain an fhoireann úsáid as teicníc nuálaíoch um bhaint léasair bunaithe ar léasair soladstaide bíogacha chun struchtúir an fheiste a bhaint den tsubstráit. D'fhorbair siad próiseas leathsheoltóra freisin chun na leictreoidí, na struchtúir a theorannú srutha, agus na sraitheanna inslithe a theastaíonn le haghaidh ascaluithe léasair a dhéanamh, agus modh scoilte ag baint úsáide as lanna chun athshonadóirí optúla den scoth a chruthú. Tá airíonna núíosacha agus uathúla ag an dé-óid léasair leathsheoltóra domhain UV-B atá bunaithe ar AlGaN mar thoradh air. Feidhmíonn sé ag teocht an tseomra, scaoileann sé solas an-ghéar ag 298.1 nm, tá tairseach dea-shainithe aige atá ann faoi láthair agus polaraíocht thrasnach leictreach láidir. Thug na taighdeoirí faoi deara freisin patrún i bhfad-réimsí a bhaineann go sonrach le léasair, rud a dhearbhaigh ascaluithe an fheiste.
Léiríonn an staidéar gur féidir le feistí ingearacha sruthanna ard a sholáthar chun feistí ardchumhachta a oibriú. Sa todhchaí, beidh ról níos mó aige i bpróisis déantúsaíochta nua-éifeachtach ó thaobh costais le haghaidh feithiclí leictreacha agus hintleachta saorga, i measc daoine eile. Agus tá súil ag na taighdeoirí freisin go bhfaighidh léasair UV ingearach atá bunaithe ar nítríde alúmanaim iarratais phraiticiúla i réimsí leighis agus déantúsaíochta.