নীল LED (হালকা নির্গমন ডায়োড) আবিষ্কার, যা বহু বছর ধরে অর্জন করা কঠিন বলে বিবেচিত, শক্তি সঞ্চয় এবং দীর্ঘস্থায়ী আলো ফিক্সচার এবং ডিসপ্লের জন্ম দেয়, যা বিশ্বকে ব্যাপকভাবে বদলে দিয়েছে। সাম্প্রতিক সীমান্ত গবেষণাগুলির মধ্যে একটি হল এটি নীল LEDs এর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে UV LEDs তৈরি করতে পারে।
অতিবেগুনী রশ্মির মধ্যে, বিশেষ করে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের গভীর অতিবেগুনি রশ্মির উচ্চ নির্বীজন ক্ষমতা রয়েছে এবং কারখানা এবং জল পরিশোধন উদ্ভিদগুলিতে ব্যবহার করা হবে বলে আশা করা হচ্ছে (চিত্র 1)। বর্তমানে জীবাণুনাশক প্রদীপের অধিকাংশই পারদ ব্যবহার করে, কিন্তু 2017 সালে বুধের মিনামাটা চুক্তি কার্যকর হওয়ার সাথে সাথে, আন্তর্জাতিক সম্প্রদায় পারদের ব্যবহার কমাতে কাজ শুরু করেছে। এই প্রসঙ্গে, গভীর অতিবেগুনী UVC LEDs প্রত্যাশিত। ডিপ-আল্ট্রাভায়োলেট এলইডি ব্যবহার করা পণ্য বাজারে আসতে শুরু করেছে, কিন্তু বর্তমান উজ্জ্বল দক্ষতা এবং আউটপুট শক্তি অপর্যাপ্ত।
হিরায়ামা, যিনি 1996 সালে ইউভি এলইডি নিয়ে গবেষণা শুরু করেছিলেন, আত্মবিশ্বাসের সাথে বলেছিলেন: "যদিও উন্নয়ন প্রতিযোগিতা তীব্র, তবুও আমরা যে গভীর ইউভি ইউভিসি এলইডি তৈরি করেছি তা বিশ্বের সর্বোচ্চ উজ্জ্বল দক্ষতা অর্জন করেছে 20.3%। যাইহোক, যদি আমরা ব্যাপক ব্যবহার অর্জন করতে চাই, উজ্জ্বল দক্ষতা হবে এটি একটি জীবাণুনাশক বাতি হিসাবে ব্যবহৃত নিম্নচাপ পারদ প্রদীপকে অতিক্রম করার জন্য আরও উন্নত করা প্রয়োজন, এবং বর্তমান লক্ষ্য 30%অতিক্রম করা। [জিজি] কোট;
একটি LED এর মৌলিক কাঠামো হল একটি pn জংশন যা একটি n- টাইপ সেমিকন্ডাক্টরকে আরো ইলেকট্রনের সাথে এবং একটি p- টাইপ সেমিকন্ডাক্টরকে অপর্যাপ্ত ইলেকট্রন (ছিদ্রযুক্ত) দিয়ে যোগ করে গঠিত হয়। একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করার পর, ইলেকট্রন এবং গর্ত একত্রিত হয়ে আলো নির্গত করে, কিন্তু আলোর রঙ (তরঙ্গদৈর্ঘ্য) এবং আলো নির্গত করার জন্য প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ সেমিকন্ডাক্টরের ধরণের উপর নির্ভর করে ভিন্ন। অর্ধপরিবাহীগুলি বিকাশের জন্য যা কাঙ্ক্ষিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো তৈরি করতে পারে, বিপুল সংখ্যক গবেষক বিভিন্ন উপকরণ অনুসন্ধান করেছেন। হিরায়ামা বলেছেন: [জিজি] উদ্ধৃতি; যদি এটি অতিবেগুনী অঞ্চলে শুধুমাত্র আলো নির্গত করতে পারে তবে এটি ব্যবহারিক নয়। কারণ এটি পূর্ববর্তী আলোর উত্সের তুলনায় আরও দক্ষতার সাথে আলো নির্গত করতে হবে এবং কম খরচে ভর-উত্পাদিত হতে পারে। [জিজি] কোট; অ্যালুমিনিয়াম গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (AlGaN) অপেক্ষাকৃত আশাব্যঞ্জক উপাদান হিসেবে প্রত্যাশিত, কিন্তু অনেক সমস্যা রয়েছে।
একটি নতুন প্রযুক্তি যা ঝরঝরে স্ফটিক উৎপন্ন করতে পারে, এলইডি একটি মৌলিক পদার্থ (সাবস্ট্রেট) এ অর্ডার করা পরমাণু দিয়ে ক্রিস্টাল বাড়িয়ে পিএন জংশন তৈরি করে। অর্ধপরিবাহী স্তরটি সস্তা নীলকান্তমণি (Al2O3) ব্যবহার করে, কিন্তু স্ফটিক তৈরির পরমাণুর মধ্যে দূরত্বের (জাল ধ্রুবক) পার্থক্যের কারণে, AlGaN ক্রিস্টাল যখন বড় হয় তখন বিকৃত হয়ে যায়, যার ফলে জাল ত্রুটি বলা হয়। ত্রুটি লাইন বরাবর প্রসারিত ফাটল ক্রিস্টাল ত্রুটি বলা হয়। যদি ত্রুটি ঘনত্ব (থ্রেডিং স্থানচ্যুতি ঘনত্ব) বৃদ্ধি পায়, উজ্জ্বল দক্ষতা হ্রাস পায়।
ব্লু এলইডিগুলিকে একটি গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) ক্রিস্টাল ফিল্ম তৈরি করতে হবে যা স্তরে কম ত্রুটি রয়েছে। এই চলচ্চিত্রটি উপলব্ধি করার প্রযুক্তি মেইজো বিশ্ববিদ্যালয়ের নোবেল পুরস্কার বিজয়ী অধ্যাপক ইসামু আকাসাকি তৈরি করেছিলেন। গভীর অতিবেগুনী LEDs জন্য, একটি অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (AlN) স্ফটিক ফিল্ম স্তর উপর গঠিত হয় এবং AlGaN স্ফটিক তার উপর উত্থিত হয়। ত্রুটিগুলি কমাতে স্তরে একটি উচ্চমানের অ্যালএন ফিল্ম প্রতিষ্ঠিত। তিনি স্মরণ করিয়ে দিলেন: [জিজি] উদ্ধৃতি; এই পদ্ধতিটি দীপ্তিময় দক্ষতার উন্নতিতে একটি সফলতা এনেছে, প্রতিযোগীকে [জিজি] এর আমেরিকান গবেষণা দলকে ছাড়িয়ে গেছে। [জিজি] কোট;
AlN স্ফটিক ধাতু জৈব রাসায়নিক বাষ্প জমা (MOCVD) দ্বারা উত্পাদিত হয়। প্রায় 1400 ডিগ্রি উচ্চ তাপমাত্রায় নীলাভিত্তিক স্তরে গ্যাসীয় উপাদান সরবরাহ করা হয় যাতে এটি একটি স্ফটিক হিসাবে বৃদ্ধি পায়। হিরায়ামার দ্বারা বিকাশিত পদ্ধতিটি প্রথমে এলএন নাইট্রাইডকে সাবস্ট্রেটের মূল হিসাবে বৃদ্ধি করে এবং অ্যামোনিয়া গ্যাসকে একটি নাড়িতে উড়িয়ে দেয় যাতে এটি কোরের মধ্যে ফাঁক পূরণ করতে পারে। তারপর গ্যাস ক্রমাগত তাদের উল্লম্বভাবে স্ট্যাক করার জন্য সরবরাহ করা হয়। এই স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করে, ফাটল ছাড়াই একটি উচ্চমানের অ্যালএন স্তর তৈরি করা যেতে পারে (চিত্র 2)। বলেছেন:&উদ্ধৃতি; ঝরঝরে স্ফটিক তৈরির জন্য, আপনাকে গ্যাসের ঘনত্ব, প্রবাহের হার এবং বিক্রিয়া তাপমাত্রা ইত্যাদি সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। অতএব, সরঞ্জামগুলি আধা-স্ব-তৈরি এবং প্রয়োজন অনুসারে পরিবর্তিত হয়। [জিজি] কোট; ।
কাঠামোর উপর কাজ করে উজ্জ্বল দক্ষতা উন্নত করুন
উজ্জ্বল দক্ষতা 3 টি বিষয়ের সাথে সম্পর্কিত। প্রথমটি হল" অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা", দ্বিতীয়টি হল" ;। হিরায়ামা এই তিনটি দক্ষতার উন্নতির জন্য কঠোর পরিশ্রম করছে।
অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা হল এমন একটি মান যা ইলেকট্রন এবং গর্তের জোড়ার অনুপাত নির্দেশ করে যা আলো নির্গত করে, এবং আলো-নির্গত স্তরটি যে ডিগ্রিতে আলো নির্গত করে তা নির্দেশ করে। স্ফটিককে সুন্দরভাবে বৃদ্ধি করে এবং ত্রুটিগুলি হ্রাস করে, অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা সফলভাবে উন্নত করা হয়েছে।
ইলেকট্রন ইনজেকশন দক্ষতা ইলেকট্রনের অনুপাতকে নির্দেশ করে যা ইনজেকশনের স্রোতে আলো-নির্গত স্তরে প্রবেশ করে। প্রচলিত গভীর অতিবেগুনী UV LED এর একটি সমস্যা আছে যে ইনজেকশনযুক্ত ইলেকট্রনগুলি আলো-নির্গত স্তরে প্রবেশ করে না, কিন্তু পি-স্তর পাশ থেকে লিক করে।
ভূমিকা বলেছে: [জিজি] উদ্ধৃতি; কারণ হল যে পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের গর্তের সংখ্যা এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের ইলেকট্রনের সংখ্যার সাথে সুষম নয়। যেহেতু গর্তের সংখ্যা বৃদ্ধি করা কঠিন, তাই সরাসরি চলে যাওয়া আনবাউন্ড ইলেকট্রনকে প্রতিফলিত করতে একটি ইলেকট্রন ব্লকিং লেয়ার (মাল্টি-কোয়ান্টাম বাধা) গঠিত হয়। , কার্যকরীভাবে মিলিত [জিজি] কোট; (চিত্র 3)। ফলস্বরূপ, ইলেকট্রন ইনজেকশন দক্ষতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়।
স্বপ্ন হল লেজার আলোর উৎসে প্রয়োগ করা
AlGaN দ্বারা উন্নত গভীর অতিবেগুনী UV LED এর অ্যাপ্লিকেশন পরিসরে সুবিধা রয়েছে। তিনি প্রত্যাশিতভাবে প্রকাশ করেছেন: [জিজি] উদ্ধৃতি; স্ফটিকের গঠন পরিবর্তন করে, গভীর অতিবেগুনী তরঙ্গদৈর্ঘ্য সামঞ্জস্য করা যায়। এটিও একটি বৈশিষ্ট্য। বর্তমানে, গভীর অতিবেগুনী UVC LEDs 222-351 nm ব্যান্ডে প্রয়োগ করা হয়েছে। আপনি অ্যাপ্লিকেশন অনুসারে অবাধে কাঙ্ক্ষিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য তৈরি করতে পারেন। গভীর অতিবেগুনী রশ্মি, যেমন এটোপিক ডার্মাটাইটিস এবং সোরিয়াসিস ইত্যাদির চিকিৎসায় ব্যবহৃত প্রায় 310 ন্যানোমিটারের আলো"
এটি একটি প্রযুক্তির বিকাশের অধীনে। আউটপুট শক্তি বর্তমান দশ মিলিওয়াট থেকে কয়েক ওয়াটে উন্নীত করা প্রয়োজন। এটি নির্বীজন, জল পরিশোধন, বায়ু পরিশোধন, চিকিৎসা, জৈব রাসায়নিক শিল্প, রজন শক্তকরণ এবং প্রক্রিয়াকরণ এবং ভবিষ্যতে মুদ্রণে ব্যবহৃত হবে বলে আশা করা হচ্ছে। এবং পেইন্টিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্র।
ভবিষ্যতের দিকে তাকিয়ে তিনি বলেন:" ভবিষ্যতে, আমরা একটি গভীর অতিবেগুনী লেজার ডায়োড (LD) তৈরি করার পরিকল্পনা করছি যা অধিক উৎপাদন শক্তি অর্জন করতে পারে। যদি এটি অর্জন করা যায়, তবে এটি বৃহৎ ক্ষমতার স্টোরেজ মিডিয়া এবং ব্লু-রে ডিস্কের ধারণক্ষমতা অতিক্রমকারী ক্ষতিকারক পদার্থগুলিকে পচাতে সক্ষম হওয়া উচিত। [জিজি] কোট;
গভীর অতিবেগুনী UVC LED এর বিকাশের স্থান এখনও অনেক বড়।
