目前的研究进展及存在问题

　　经过10多年研究和发展，280 nm以下的深紫外LED外量子效率已超过5%，对应发光功率大于5 mW，寿命达5 000 h。功率的提升推动应用领域的发展，深紫外线LED的用途包括：光学传感器和仪器(230~400 nm)、紫外线身份验证、条码(230~280 nm)、饮用水杀菌、便携式杀菌(240~280 nm)。

　　2.1 功率低

　　深紫外LED外量子效率已超过5%，但与蓝光的60%相比仍然很低，其原因如下。

　　(1)模板材料质量缺陷，在蓝宝石上外延的A1N材料的位错密度高达1X109cm2，而图形衬底生长的GaN材料的位错密度约为1 X10 7cm2，故采用图形衬底提高模板材料质量。

　　(2)多层结构中深紫外光的全内反射损失，以及P型电极的吸收导致光提取效率差，目前光萃取效率只有6%。须取得对p型欧姆接触的突破，减少对高吸光p-GaN的依赖;优化多层异质结之问的折射率差;运用图形衬底;粗化出光面。

　　(3)高铝组分的A1GaN会出现明显的量了极化效应，使量子阱和垒中出现极化电场，导致工作电压升高和量子效率下降。解决办法为使用非极性面(如a面)蓝宝石作为衬底，或采用组分渐变方法进行抵消。

　　2.2 散热性差

　　外量子效率低致使大部分电能转化为热能，因此散热问题很关键。从芯片和封装方面看，薄膜倒装深紫外LED和倒装焊深紫外LED可以提高散热，可制作高功率深紫外LED。

　　2.3 寿命低

　　与蓝光的100000h比，深紫外LED的寿命只有5000h，其低寿命主要归因于材料缺陷和散热不良，以及封装材料受紫外线照射易老化。

　　深紫外LED的应用

　　深紫外LED与传统的紫外汞灯性能对比见下表，紫外LED具有的优势如下。

　　(1)高效：单位面积的光强超过汞灯的1 000倍。比如单颗LED的发光面积仅仅为0.3 mm X 0.3mm但光功率大于1mW，而汞灯在如此小的面积上发出的光功率不到1 mW 。

　　(2)环保：半导体材料无毒无害，紫外LED也不含任何有毒物质。

　　(3)节能：同样的光输出功率，耗能仅是汞灯的1/10。

　　(4)可靠：体现在开关特性和使用寿命可智能控制方面。由于LED的发光特性，脉冲式的开关对LED的寿命没有任何影响，6V的直流电接通就同步发出紫外线，而汞灯的开关则直接影响其寿命，因此与传统的汞灯相比，LED的紫外线发出和控制极为简单便利。

　　3.1 杀菌消毒

　　紫外线有效消毒的波长区间为240~300 nm，它可以破坏细菌的复制基因链，使其无法复制，从而达到杀菌目的，其杀菌特点如下。

　　(1) 杀菌过程是1个物理破坏过程，与化学药剂不同，它不受温度、浓度、活性等化学平衡条件影响。

　　(2)无毒、无残留和无异味。

　　(3)细胞壁和病毒蛋白质外壳均对深紫外线无法阻挡。

　　(4)对DNA、RNA造成统一破坏，不必更换药品。

　　(5)不必使用组合药剂。

　　(6)特别适合空气、水和物体表面消毒。