Một bước hướng tới nguồn ánh sáng UV sử dụng hàng ngày để khử trùng

Các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật Sau đại học và Trung tâm Thông tin Lượng tử và Sinh học Lượng tử tại Đại học Osaka đã công bố một thiết bị có thể chuyển đổi bức xạ hồng ngoại thành ánh sáng xanh. Công việc này có thể dẫn đến một nguồn ánh sáng cực tím sâu sử dụng hàng ngày thực tế để khử trùng.

Gần đây, ánh sáng cực tím sâu (DUV) đang thu hút nhiều sự chú ý trong việc khử trùng. Để đạt được hiệu quả diệt khuẩn mà vẫn đảm bảo an toàn cho người sử dụng, nên sử dụng dải bước sóng 220-230 nm. Nhưng các nguồn ánh sáng DUV trong dải bước sóng vừa bền lại vừa hiệu quả cao vẫn chưa được phát triển. Mặc dù các thiết bị chuyển đổi bước sóng là những ứng cử viên đầy hứa hẹn, các vật liệu chuyển đổi bước sóng sắt điện thông thường không thể áp dụng cho các thiết bị DUV do cạnh hấp thụ.

Vì các chất bán dẫn nitride như gali nitride và nhôm nitride có độ phi tuyến quang học tương đối cao, chúng có thể được ứng dụng cho các thiết bị chuyển đổi bước sóng. Do độ trong suốt đến 210 nm, nhôm nitrua đặc biệt thích hợp cho các thiết bị chuyển đổi bước sóng DUV. Tuy nhiên, việc thực hiện các cấu trúc có phân cực đảo ngược định kỳ như các thiết bị chuyển đổi bước sóng sắt điện thông thường đã chứng tỏ khá khó khăn.

Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một thiết bị chuyển đổi bước sóng vi trọng lực nguyên khối mới lạ không có cấu trúc đảo cực. Một sóng cơ bản được tăng cường đáng kể trong vi trọng lực với hai mặt phản xạ Bragg phân tán (DBR), và sóng hài thứ hai phản truyền ngược được phát ra cùng pha từ một phía một cách hiệu quả. Là bước đầu tiên hướng tới nguồn sáng DUV thực tế, thiết bị vi trọng lực gali nitride được chế tạo thông qua công nghệ đúc vi mô, bao gồm khắc khô và khắc ướt dị hướng cho các thành bên DBR thẳng đứng và nhẵn. Bằng cách có được làn sóng SH màu xanh lam, hiệu quả của ý tưởng đề xuất đã được chứng minh thành công.

Tác giả nghiên cứu của dự án Masahiro Uemukai cho biết: “Thiết bị của chúng tôi có thể được điều chỉnh để sử dụng nhiều loại vật liệu hơn. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng vì cách tiếp cận này không dựa vào vật liệu hoặc cấu trúc đảo ngược định kỳ, nó sẽ giúp các thiết bị quang học phi tuyến trong tương lai dễ dàng hơn trong việc chế tạo.”

Xem chi tiết tại: sciencedaily.com