紫外發光二極管的發光原理

紫外發光二極管是指能發出近紫外光的一種發光二極管（LED）。它的發光原理同普通發光二極管一樣。

50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（發光二極管）的縮寫。

它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

發光二極管的核心部分是由p型半導體和N型半導體組成的晶片，在p型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為pN結。在某些半導體材料的pN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。pN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

紫外發光二極管的技術特點

1）5mm的紫光均采用玻璃封裝、鍍鎳的合金外殼，進一步提高了紫光的發光效率、降低了紫光的衰減，延長了使用壽命。

2）2個引腳均采用鍍金技術。

3）發光強度高。

4）質量穩定、可靠。

紫外發光二極管的光源波長

1、紫色：

405nm-純紫色

400nm-深紫色

2、近紫外線光395nm-帶微紅的深紫色

UV-A型紫外線光

3、370nm-幾乎是不可見光，受木質玻璃濾光時顯現出一個暗深紫色。

4、紫外光（UV）滅菌燈λρ=254nm或253.7nm

點光源λρ=365nm臭氧形成λρ=185nm以下

--真空紫外線（UV-V），波長為100-200nm

--短波紫外線（UV-C），波長為200-280nm

--中波紫外線（UV-B），波長為280-315nm

--長波紫外線（UV-A），波長為315-380nm

——可見光（Visiblelight），波長為400—760nm

紫外發光二極管的研制案例

美國科學家成功制造出波長255nm、功率0.57W以及波長250nm、功率0.16W的紫外發光二極管(LED)。該組件目前尚未封裝，該研究小組希望藉由覆晶接合(flip-chipbonding)能將功率等級提高3到5倍。此波段的極深紫外光(ultradeepultraviolet,UDUV)光源未來可能取代水銀燈泡，作為生物與化學傳感器的激發光源。

南卡羅來納大學的AsifKhan等人生長出含鋁量高達72﹪的高品質AlGaN層，并以它們做為發光二極管結構中的批覆層(cladding)，用來制造UDUV組件。研究人員采用藍寶石做為LED基板，沉積的第一層是AlN緩沖層，接著是十層的AlN/AlGaN超晶格(superlattice)，接著是厚度1.4微米的Al0.72Ga0.28N批覆層。

該小組表示，選用鋁含量72﹪的AlGaN層是為了使材料在波長250nm時材料仍為透明，這一層是決定組件性能的關鍵。工作區(activeregion)包含3個量子井(quantumwells)，改變鋁含量可使發射波長在250至200nm之間做調整。

研究人員在脈沖偏壓條件(pulsedbiasedconditions)下測試了波長為255nm的200平方微米的組件以及波長為250nm的150平方微米的組件，兩者的尖峰輸出功率對應的激發電流分別為200mA與300mA，射極(emitter)的外部量子效率(externalquantumefficiencies)分別為0.015﹪及0.01﹪。

紫外發光二極管的應用領域

紫外發光二極管廣泛應用于:金屬裂痕、裂紋的檢測,光觸媒光源，驗鈔點鈔設備，防偽行業，及醫療測量和生物統計安全性檢測，液壓檢漏等等領域。