素有殺手之稱的 UV-C 紫外光，波長僅 200 到 280 奈米、能量高，可以穿透病毒、細菌、真菌和塵蟎的薄膜，攻擊 DNA 並殲滅這些有害的有機體。

自丹麥教授 Niels Finsen 發現用紫外線可治療結核病後，人類利用紫外線殺菌已經有超過百年歷史。但目前使用的深紫外線燈不只體積龐大、效率低，而且皆含水銀，對環境有害。

美國康乃爾大學的研究團隊，最新就研發出一種體積小且更環保的深紫外線LED光源，並創下目前業界 deep-UV  LED 最低波長的紀錄。

圖為研究團隊成員，照片來源：美國康乃爾大學

研究人員採用原子級控制介面的氮化鎵（GaN）與氮化鋁（AlN）單層薄膜為反應作用區域，成功發射出波長介於 232 到 270 奈米的深紫外 LED 。這種 232 奈米的深紫外線，創下使用氮化鎵為發光材料，所發出的光線波長最短記錄。之前的記錄是由日本團隊創下的239奈米。

研究論文《MBE-grown 232-270 nm deep-UV LEDs using monolayer thin binary GaN/AlN quantum heterostructures》於 1 月 27 號發表於《應用物理快報》期刊（Applied Physics Letters）網站。

提高紫外線LED效率

目前紫外線 LED 最大瓶頸就是發光效率，可以由三個方面來衡量：

1. 注入效率：注入反應作用區域的電子通過裝置的比例。

2. 內量子效率（IQE）：反應作用區域中所有電子產生光子或紫外線的比例。

3. 出光效率：反應作用區域中產出的光子比例，這些光子可以從裝置中取出，而且是可以利用的。

論文作者之一 SM (Moudud) Islam 博士表示：「如果上述三個方面的效率都達到 50%，相乘起來只有八分之一，等於發光效率已經降到 12%。」

在深紫外線波段，這三方面的效率都很低，但研究團隊發現，利用氮化鎵取代傳統的鋁氮化鎵，可以提高內量子效率和出光效率。

而為了提高注入效率，研究團隊採用之前開發出的技術，在正極（電子）和負極（電洞）載體區域，採用極化感應摻雜法來實現。

研究發展