گہری الٹرا وایلیٹ ایل ای ڈی نس بندی اور ڈس انفیکشن بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

بلیو ایل ای ڈی (لائٹ ایمٹنگ ڈائیڈ) کی ایجاد ، جسے کئی سالوں سے حاصل کرنا مشکل سمجھا جاتا ہے ، نے توانائی کی بچت اور دیرپا لائٹنگ فکسچر اور ڈسپلے کو جنم دیا ، جس نے دنیا کو بہت بدل دیا۔ تازہ ترین سرحدی تحقیق میں سے ایک یہ ہے کہ یہ نیلے ایل ای ڈی کے مقابلے میں کم طول موج کے ساتھ یووی ایل ای ڈی تیار کرسکتا ہے۔

بالائے بنفشی شعاعوں میں ، خاص طور پر مختصر طول موج والی گہری الٹرا وایلیٹ شعاعیں نسبندی کی اعلی صلاحیت رکھتی ہیں اور توقع کی جاتی ہیں کہ وہ فیکٹریوں اور پانی صاف کرنے والے پودوں میں استعمال ہوں گی (شکل 1)۔ فی الحال استعمال ہونے والے جراثیم کش لیمپ میں سے زیادہ تر پارا استعمال کرتے ہیں ، لیکن 2017 میں مرکری پر میناماٹا معاہدے کے نفاذ کے ساتھ ہی ، بین الاقوامی برادری نے پارے کے استعمال کو کم کرنے کے لیے کام کرنا شروع کر دیا ہے۔ اس تناظر میں ، گہری الٹرا وایلیٹ UVC ایل ای ڈی متوقع ہے۔ گہری الٹرا وایلیٹ ایل ای ڈی استعمال کرنے والی مصنوعات مارکیٹ میں آنا شروع ہو گئی ہیں ، لیکن موجودہ برائٹ کارکردگی اور آؤٹ پٹ پاور ناکافی ہے۔

1996 میں یووی ایل ای ڈی کی تحقیق شروع کرنے والے ہیرایما نے اعتماد کے ساتھ کہا: "اگرچہ ترقیاتی مقابلہ سخت ہے ، ہم نے جو گہری یووی یووی سی ایل ای ڈی تیار کی ہے اس نے دنیا کی سب سے زیادہ چمکدار کارکردگی 20.3 فیصد حاصل کی ہے۔ تاہم ، اگر ہم وسیع پیمانے پر استعمال حاصل کرنا چاہتے ہیں تو ، چمکیلی کارکردگی ہوگی اسے جراثیم کش لیمپ کے طور پر استعمال ہونے والے کم پریشر پارا لیمپ سے تجاوز کرنے کے لیے مزید بہتر بنانے کی ضرورت ہے ، اور موجودہ ہدف 30 فیصد سے تجاوز کرنا ہے۔"؛

ایل ای ڈی کا بنیادی ڈھانچہ ایک پی این جنکشن ہے جو این ٹائپ سیمیکمڈکٹر کو زیادہ الیکٹرانوں اور پی ٹائپ سیمیکمڈکٹر کو ناکافی الیکٹرانوں (سوراخوں) کے ساتھ جوڑ کر بنتا ہے۔ وولٹیج لگانے کے بعد ، الیکٹران اور سوراخ مل کر روشنی خارج کرتے ہیں ، لیکن روشنی کا رنگ (طول موج) اور روشنی کے اخراج کے لیے ضروری وولٹیج سیمیکمڈکٹر کی قسم کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر تیار کرنے کے لیے جو مطلوبہ طول موج کی روشنی پیدا کر سکتا ہے ، محققین کی ایک بڑی تعداد نے مختلف مواد دریافت کیے ہیں۔ ہیرایما نے کہا:" If اگر یہ صرف بالائے بنفشی علاقے میں روشنی خارج کر سکتا ہے تو یہ عملی نہیں ہے۔ کیونکہ اسے روشنی کے سابقہ ​​ذرائع سے زیادہ موثر طریقے سے اخراج کرنے کی ضرورت ہے ، اور کم قیمت پر بڑے پیمانے پر پیدا کی جاسکتی ہے۔"؛ ایلومینیم گیلیم نائٹرائڈ (AlGaN) ایک نسبتا prom امید افزا مواد کے طور پر متوقع ہے ، لیکن بہت سے مسائل ہیں۔

ایک نئی ٹیکنالوجی جو صاف کرسٹل پیدا کر سکتی ہے ، ایل ای ڈی ایک بنیادی مادہ (سبسٹریٹ) پر آرڈر شدہ ایٹموں کے ساتھ کرسٹل اگاتے ہوئے پی این جنکشن بناتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ سستے نیلم (Al2O3) کا استعمال کرتا ہے ، لیکن کرسٹل بنانے والے ایٹموں کے درمیان فاصلے (جالی مسلسل) کے فرق کی وجہ سے ، AlGaN کرسٹل بڑھتے وقت بگڑ جاتا ہے ، جس کی وجہ سے نقائص کو جالی کی خرابی کہتے ہیں۔ خرابی لائن کے ساتھ پھیلنے والی دراڑیں کرسٹل نقائص کہلاتی ہیں۔ اگر خرابی کی کثافت (تھریڈنگ ڈسلوکیشن کثافت) بڑھ جاتی ہے تو ، برائٹ کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔

بلیو ایل ای ڈی کو ایک گیلیم نائٹرائڈ (GaN) کرسٹل فلم بنانے کی ضرورت ہے جس میں سبسٹریٹ پر کم نقائص ہوں۔ اس فلم کو سمجھنے کی ٹیکنالوجی میجو یونیورسٹی کے نوبل انعام یافتہ پروفیسر ، اسامو اکاساکی نے تیار کی ہے۔ گہری الٹرا وایلیٹ ایل ای ڈی کے لیے ، ایک ایلومینیم نائٹرائڈ (AlN) کرسٹل فلم سبسٹریٹ پر بنتی ہے اور اس پر AlGaN کرسٹل اگائی جاتی ہے۔ خرابیوں کو کم کرنے کے لیے سبسٹریٹ پر ایک اعلیٰ معیار کی AlN فلم قائم کی۔ انہوں نے یاد دلایا:&& quot؛

ایل این کرسٹل دھاتی نامیاتی کیمیائی بخارات جمع (ایم او سی وی ڈی) کے ذریعہ تیار کیے جاتے ہیں۔ گیسی مواد نیلم سبسٹریٹ کو تقریبا 1400 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت پر فراہم کیا جاتا ہے تاکہ اسے کرسٹل کے طور پر اگائے۔ ہیرایما کا تیار کردہ طریقہ سب سے پہلے ایل این نائٹرائڈ کو سبسٹریٹ پر کور کے طور پر اگاتا ہے ، اور امونیا گیس کو نبض میں اڑاتا ہے تاکہ اسے کور کے درمیان خلا کو پُر کرنے کے لیے بعد میں بڑھے۔ پھر ان کو عمودی طور پر اسٹیک کرنے کے لیے گیس مسلسل فراہم کی جاتی ہے۔ اس کرسٹل نمو کے عمل کو دہراتے ہوئے ، ایک اعلی معیار کی این این پرت بغیر دراڑوں کے بن سکتی ہے (شکل 2)۔ کہا:" ne صاف کرسٹل بنانے کے لیے ، آپ کو گیس کی حراستی ، بہاؤ کی شرح اور رد عمل کے درجہ حرارت وغیرہ کو باریک طریقے سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ گیس کا بہاؤ زیادہ درجہ حرارت پر ہنگامہ خیز ہونا آسان ہے اور تجربے کی دولت کی ضرورت ہے۔ لہذا ، سامان نیم خود ساختہ اور ضرورت کے مطابق ترمیم شدہ ہے۔"؛ .

ڈھانچے پر کام کرکے برائٹ کارکردگی کو بہتر بنائیں۔

برائٹ کارکردگی 3 عوامل سے متعلق ہے۔ پہلا ہے" internal اندرونی کوانٹم افیونسی"، ، دوسرا" elect الیکٹران انجکشن کی کارکردگی"، ، اور تیسرا" light ہلکا نکالنے کی کارکردگی" ؛. Hirayama ان تین افادیت کو بہتر بنانے کے لیے سخت محنت کر رہا ہے۔

اندرونی کوانٹم افادیت ایک قدر ہے جو روشنی کے اخراج کے لیے کرنٹ سے پیدا ہونے والے الیکٹران اور سوراخ کے جوڑوں کا تناسب ظاہر کرتی ہے ، اور اس ڈگری کی نشاندہی کرتی ہے جس سے روشنی خارج کرنے والی پرت روشنی کو آسانی سے خارج کرتی ہے۔ کرسٹل کو صاف ستھرا بنا کر اور نقائص کو کم کر کے ، اندرونی کوانٹم کی کارکردگی کو کامیابی سے بہتر بنایا گیا ہے۔

الیکٹران انجکشن کی کارکردگی سے مراد الیکٹرانوں کا تناسب ہے جو انجکشن لگانے والی روشنی میں روشنی خارج کرنے والی پرت میں داخل ہوتا ہے۔ روایتی گہری الٹرا وایلیٹ یووی ایل ای ڈی میں ایک مسئلہ ہے کہ انجکشن والے الیکٹران روشنی خارج کرنے والی پرت میں داخل نہیں ہوتے ہیں ، لیکن پی پرت کی طرف سے لیک ہوتے ہیں۔

تعارف میں کہا گیا ہے:" The وجہ یہ ہے کہ پی ٹائپ سیمیکمڈکٹر میں سوراخوں کی تعداد این ٹائپ سیمیکمڈکٹر میں الیکٹرانوں کی تعداد کے ساتھ متوازن نہیں ہے۔ چونکہ سوراخوں کی تعداد بڑھانا مشکل ہے ، الیکٹران کو روکنے والی پرت (ملٹی کوانٹم بیریئر) بنائی جاتی ہے جو ان باؤنڈ الیکٹرانوں کی عکاسی کرتی ہے جو براہ راست گزرتے ہیں۔ ، مؤثر طریقے سے مشترکہ"؛ (شکل 3)۔ نتیجے کے طور پر ، الیکٹران انجکشن کی کارکردگی بہت بہتر ہے.

خواب کو لیزر لائٹ سورس پر لگانا ہے۔

گہری الٹرا وایلیٹ UV ایل ای جی این کے تیار کردہ ایپلیکیشن رینج میں بھی فوائد ہیں۔ اس نے متوقع طور پر اظہار کیا:" the کرسٹل کی ساخت کو تبدیل کرکے ، گہری الٹرا وایلیٹ کی طول موج کو ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے۔ یہ بھی ایک خصوصیت ہے۔ فی الحال ، 222-351 این ایم بینڈ میں گہری الٹرا وایلیٹ یووی سی ایل ای ڈی نافذ کی گئی ہے۔ آپ درخواست کے مطابق آزادانہ طور پر مطلوبہ طول موج پیدا کرسکتے ہیں۔ گہری الٹرا وایلیٹ لائٹ ، جیسے تقریبا 3 310 نینو میٹر کی روشنی جو atopic dermatitis اور psoriasis وغیرہ کے علاج کے لیے استعمال ہوتی ہے۔"؛

یہ ایک ٹیکنالوجی ہے جو ترقی کے مراحل میں ہے۔ آؤٹ پٹ پاور کو موجودہ دسیوں ملی واٹ سے چند واٹ تک بڑھانے کی ضرورت ہے۔ توقع ہے کہ یہ نسبندی ، پانی صاف کرنے ، ہوا صاف کرنے ، طبی علاج ، بائیو کیمیکل انڈسٹری ، رال سخت اور پروسیسنگ ، اور مستقبل میں پرنٹنگ میں استعمال کیا جائے گا۔ اور پینٹنگ اور دیگر شعبے۔

مستقبل کی طرف دیکھتے ہوئے ، انہوں نے کہا:" the مستقبل میں ، ہم ایک گہری الٹرا وایلیٹ لیزر ڈایڈڈ (LD) تیار کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں جو زیادہ پیداوار کی طاقت حاصل کر سکتا ہے۔ اگر یہ حاصل کیا جا سکتا ہے تو ، یہ بڑی صلاحیت کے ذخیرہ کرنے والے میڈیا اور نقصان دہ مادوں کو بھی گلنے کے قابل ہونا چاہیے جو بلو رے ڈسکس کی گنجائش سے تجاوز کر جائیں۔"؛

گہری الٹرا وایلیٹ یووی سی ایل ای ڈی کی ترقی کی جگہ اب بھی بہت بڑی ہے۔