Japanilaisen Nagoyan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet Asahi Kasei -yhtiön kanssa UV-Claser-diodin, joka emittoi tähän mennessä lyhyimmän aallonpituuden ultraviolettivaloa. Uudenn laserdiodin 200 – 280 nm:n aallonpituusaluetta kutsutaan UV-C:ksi.

Ryhmä käytti korkealaatuista alumiininitridiä (AlN) substraattina laserdiodikerrosten rakentamiseksi. Tämä on heidän mukaansa välttämätöntä, koska heikompilaatuinen AlN sisältää paljon vikoja, jotka viime kädessä vaikuttavat laserdiodin aktiivisen kerroksen tehokkuuteen muuntaa sähköä valoenergiaksi.

Laserdiodeissa p-tyypin ja n-tyypin kerrokset ovat erotettu kvanttikaivolla. Kun sähkövirta johdetaan laserdiodin läpi, positiivisesti varautuneet aukot p-tyypin kerroksessa ja negatiivisesti varautuneet elektronit n-tyyppisessä kerroksessa virtaavat kohti keskustaa yhdistymään, vapauttaen energiaa fotonien muodossa.

Tutkijat suunnittelivat kvanttikaivonsa siten, että se lähettäisi syvää UV-valoa. P- ja n-tyypin kerrokset valmistettiin alumiini-galliumnitridistä (AlGaN). Samasta materiaalista valmistetut verhouskerrokset asetettiin p- ja n-tyypin kerrosten molemmille puolille.

Lyhyen aallonpituuden ultraviolettivaloa voitaisiin käyttää tutkijoiden mukaan muun muassa desinfiointiin terveydenhuollossa, ihosairauksien, kuten psoriaasin hoitoon sekä kaasujen ja DNA:n analysointiin.

Tutkimusryhmä tekee nyt kehitystyötä Asahi Kasei -yhtiön kanssa jatkuvatoimisen huonelämmössä toimivan syvän UV-laseroinnin aikaansaamiseksi. Ratkaisun avulla voitaisiin tuottaa kaupallisesti mtyös uusia UV-C-puolijohdelaserituotteita.

Lisää: Nanobitteja (LINKKI), yliopiston tiedoteuutinen (LINKKI) ja tiedeartikkeli Applied Physics Express -julkaisussa (LINKKI).

Kuva: Asahi Kasei ja Nagoya University