Коллектив российских ученых разработает метод получения долговечных и недорогих ультрафиолетовых светодиодов с короткой волной излучения, способной быстро дезинфицировать различные помещения и общественный транспорт от коронавируса. Об этом ТАСС сообщил руководитель группы, руководитель проекта, глава лаборатории структурных и фазовых превращений в конденсированных средах Института проблем машиноведения (ИПМ) РАН Сергей Кукушкин.

"Предположим, в аэропорту приземлился пассажирский самолет, на котором прилетел человек и через несколько часов выяснилось, что он заражен коронавирусом, а самолет уже улетел с другими пассажирами. Одним из перспективных средств быстрой дезинфекции самолета мог бы стать ультрафиолет, который широко применяется для этих целей в медицине. Проблема состоит в том, что пока не существует дешевого и массового источника, способного генерировать такое излучение с нужной длиной волны, чтобы гарантированно уничтожить в конкретном помещении клетки коронавируса. Цель нашего проекта - собрать светодиод, который бы все это умел, был недорогим и долговечным", - сказал Кукушкин.
По его словам, для того, чтобы светодиод мог очистить помещение от коронавируса, длина волны его излучения должна быть очень короткой. Поэтому участники проекта работают над эффективным внедрением в структуру светодиода особых атомов нитрида алюминия, которые обеспечат нужную длину волны. Сложность состоит в том, чтобы разместить атомы в нужном порядке и не повредить целостность материала.

"Мы создаем специальный переходный слой из карбида кремния между кремниевым основанием светодиода и нитридом алюминия. Переходный слой станет площадкой на которой с помощью технологии выращивания материалов, ранее разработанной в ИПМ РАН, мы уложим атомы нитрида алюминия в конфигурации, необходимой для функционирования светодиода. Выращивание позволит быстро и безопасно разместить материалы, не повредив структуру материала", - отметил Кукушкин.
По его словам, КПД медицинских кварцевых ламп, которые широко используют для дезинфекции, составляет примерно 15% - столько электроэнергии уходит на ультрафиолетовое излучение, а остальное на видимый свет и нагревание.

Современные ультрафиолетовые светодиоды с длиной волны 260-310 нанометров обладают еще более низким КПД, там нет даже 15%. Основная энергия уходит на нагревание, которое влияет на срок службы изделия. "Светодиод, который создаем мы, благодаря заданной структуре материала, будет обладать КПД значительно превышающий 15%, он будет меньше нагреваться и будет более долговечным", - рассказал Кукушкин.

По его словам, над проектом, помимо ученых из ИПМ РАН, работает группа ученых из Научно-технологического центра микроэлектроники и субмикронных гетероструктур РАН, а также специалисты предприятия Научно-технический центр "Новые Технологии" (НТЦ НТ).

Кварцевые светодиоды, используемые для дезинфекции в больницах обладают недостаточно короткой длинной волны - около 400-480 нанометров. Для эффективной борьбы с коронавирусом необходимо, чтобы этот параметр составлял 260-300 нанометров и меньше.

Для того, чтобы светодиод обладал такой короткой длинной волны в его производстве используют нитрид алюминия - полупроводниковый материал сложный в получении. При этом не достаточно просто использовать нитрид алюминия, его нужно встроить в диод так, чтобы не повредить кристаллическую решетку вещества, а также в строго определенных участках светодиода. Поэтому такие изделия являются затратными.
Источник