Opto-Electronic Advances的一份新出版物討論了DUV LEDs對人類呼吸道RNA病毒的快速滅活。文章探討了對人類呼吸道RNA病毒進行更好的消毒方法的必要性，強調了汞燈的局限性。基於AlGaN的DUV LEDs具有環保、緊湊和節能的特點，是一種有希望的替代方案。

研究表明，這些LED，尤其是256納米的LED，可以在短時間內實現對SARS-CoV-2和IAV的100%消毒和滅菌。研究結果表明，DUV LEDs提供了一種更便攜、更環保、更高效的病毒消毒方法。

人類呼吸道RNA病毒，如SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）和甲型流感病毒（IAV），通過呼吸道傳播在人類中迅速傳播。這些病毒在世界範圍內造成了大量的發病率、死亡率、經濟損失和大流行病。因此，開發更有效和廣譜的表面和環境消毒方法，以減少人類呼吸道RNA病毒傳播的風險是至關重要的。

基於AlGaN的DUV LED的工作波長、典型結構以及在消毒和滅菌領域的應用。資料來源：OEA

傳統的消毒方法及其局限性

深紫外（DUV）光照射是一種有效的病毒滅活方法，因為它能破壞病毒的基因組。傳統上，汞燈被用來進行病毒消毒。然而，這些燈有各種缺點，包括毒性、易碎性、體積大、壽命短和產生臭氧。此外，《關於汞的水俁公約》從2020年起禁止生產、進口和出口含汞產品。因此，迫切需要一種生態友好和高效的殺菌替代品。

以基於AlGaN的DUV LED作為替代品

基於氮化鋁（AlGaN）的DUV LED，其波長可在365至210納米之間調整，是一種有前途的汞燈替代品。這種解決方案具有無污染、緊湊和節能的優點。通常，這些基於AlGaN的DUV LED是在氮化鋁（AlN）/藍寶石模板上異質生長的，因為AlN單晶襯底成本太高。氫化物氣相外延（HVPE）熱退火（HTA）方法由於其簡單、高效和穩定，似乎是最有希望獲得的高質量AlN/藍寶石模板。然而，管理HTA AlN/藍寶石模板所表現出的強壓應力（SCS）是很重要的，它可能影響AlGaN的質量並使器件製造過程複雜化。

研究方法和結果

本文作者對應力工程、器件製備以及使用基於AlGaN的DUV LED對人類呼吸道RNA病毒的滅活效率進行了研究。研究人員發現，通過在SCS AlN/藍寶石襯底和AlGaN外延層之間插入一個超晶格結構，可以有效緩解SCS。這種干預將AlGaN外延層的位錯密度降低了一個數量級以上，並實現了原子級的平坦表面，改善了LED外延界面的質量。研究小組製備了不同峰值波長的AlGaN基DUV LED，並研究了它們對各種人類呼吸道RNA病毒的消毒和殺菌效果。

研究結果顯示，在病毒濃度為3.8×10^5 PFU/mL時，所有測試的LED都能在60秒內對SARS-CoV-2和IAV實現100%的消毒和滅菌。特別是256納米的LED顯示了卓越的消毒和滅菌效率，在短短10秒內實現了100%的滅活。此外，這種LED在更高的病毒濃度和不同的病毒附著表面環境下也有出色的表現。這些發現表明，DUV LED可以更便攜、更環保、更廣泛、更有效地消毒病毒。

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所發光與應用國家重點實驗室的李大兵和孫曉娟研究組主要從事寬帶隙氮化物半導體材料及其光電器件的研究，涉及材料和器件物理、缺陷和摻雜控制、結構外延生長、LED和光電探測器器件製備和應用。該研究小組專注於寬帶隙氮化物半導體領域已超過10年。目前，研究組有10多名全職員工，20多名碩士和博士研究生。研究組在高質量AlN材料製備、氮化物缺陷演化力學、高效超寬帶氮化物p型摻雜、高性能光電器件等方面取得了多項創新成果。