與消毒液消殺相比，使用深紫外光滅殺新冠病毒，可以避免化學(xué)試劑殘留引起的二次污染，有效實現(xiàn)人居環(huán)境的實時消殺。汞燈是傳統(tǒng)使用的深紫外線消殺光源，但其體積大、易碎、啟動時間長、使用壽命短、含有劇毒元素汞，3毫克汞就會污染 1000噸水、300立方米的空氣。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于2013年通過了《水俁公約》，旨在全球范圍內(nèi)控制和減少汞排放。深紫外 LED是一種基于第三代氮化物寬帶隙半導(dǎo)體材料制備而成的新型半導(dǎo)體光源，具有環(huán)保無汞、小巧易于集成、牢固可靠等優(yōu)點。研究表明，不同波長的紫外線對病毒和細菌的消殺效率差別顯著，波長260～280納米之間的紫外線消殺效率最高，而氮化物深紫外LED可以通過控制發(fā)光材料的組成將紫外線精準集中在上述波長范圍內(nèi)。因此，氮化物深紫外LED是代表未來發(fā)展趨勢的理想光源，然而其發(fā)光效率低，遠沒有達到經(jīng)濟適用水平。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所李晉閩和閆建昌研究員領(lǐng)銜的科研團隊，在國家重大科研儀器研制項目和優(yōu)秀青年科學(xué)基金等支持下，研制出高效率深紫外LED器件，有效助力疫情精準防控。
為解決深紫外LED發(fā)光效率低的世界性難題，團隊通過開發(fā)新型襯底材料及其生長方法、研制新型電子阻擋層材料兩種策略，提升深紫外LED的發(fā)光效率，自主研制出波長在260～280納米之間的高效率深紫外LED 器件。團隊通過山西中科潞安產(chǎn)業(yè)化平臺進行深紫外LED相關(guān)技術(shù)成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，有力支撐了深紫外LED芯片技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與核心器件國產(chǎn)化。中科潞安基于團隊研制的深紫外LED開發(fā)出了大功率消殺產(chǎn)品，其中心發(fā)光波長為275納米，經(jīng)中國科學(xué)院武漢病毒研究所權(quán)威測試，該產(chǎn)品可在1秒內(nèi)殺死99.99％的新冠病毒。經(jīng)專家論證，認為深紫外LED相關(guān)消殺方案和產(chǎn)品滿足了空氣、水和物體表面等相關(guān)場景的消毒需要和人機共存的光生物要求，可以在有人情況下對環(huán)境進行消殺。相比于傳統(tǒng)的汞燈照射，深紫外LED消殺產(chǎn)品無臭氧、可瞬間啟停，再配合相關(guān)的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)人走即開、人來即停，填補了國產(chǎn)深紫外LED技術(shù)產(chǎn)品在公共衛(wèi)生安全與科技防疫方面的技術(shù)空白。
深紫外LED相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品在山西省長治市醫(yī)院、學(xué)校、高新區(qū)管委會辦公樓、王村機場新建航站樓、大焦高鐵長治東站、以及山西中醫(yī)藥大學(xué)等區(qū)域開展示范應(yīng)用，在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)了高效可靠、安全性好的全方位消殺目標。北京2022冬奧會期間，奧運村、奧運物流中心等場地廣泛采用了基于團隊深紫外 LED技術(shù)所研制的包裹消毒機、殺菌機器人、空氣消毒機等設(shè)備，有效阻斷了病毒通過空氣和物品傳播，用綠色科技手段助力疫情精準防控，保障冬奧賽事安全運行。
下一步，團隊將繼續(xù)面向公共衛(wèi)生、物流等領(lǐng)域的應(yīng)用 需求，進一步提升深紫外LED的發(fā)光效率，深入研究深紫外LED 光源的光譜、輻射照度與病菌滅活效果的關(guān)系，開發(fā)高生物安全性、智能化的深紫外LED消殺裝備及系統(tǒng)解決方案，使深紫外LED技術(shù)在未來常態(tài)化疫情防控中發(fā)揮更大作用；推動深紫外 LED技術(shù)相關(guān)標準與規(guī)范的制定，促進深紫外產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，提升我國深紫外光電子器件產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。