옌 건 창: 전염병 예방 과 딥 자 외 LED 기술

전자: 중국 조명 망, 무지 톱

현재 신형 관상 바 이러 스 는 계속 되 고 산업 과 기업 에 어느 정도 영향 을 미 쳤 으 며 각 업계 사람들의 마음 을 움 직 이 고 있다.이런 상황 에서 국가 반도체 조명 공사 의 연구 개발 과 산업 연맹, 3 세대 반도체 산업 기술 혁신 전략 연맹 의 지도 아래 전염병 발생 시기 에 지식 공 유 를 실시 하여 기업 이 의혹 을 해결 하도록 도와 준다.우리 LED 조명 업 체 와 산업 이 힘 들 어 질 수 있 도록 도와 주세요!

이번 기 에 우 리 는 중국 과학원 반도체 연구소 연구원, 산 시 성 (산서성) 중 과 로 안 자 외 광 전 과학기술 유한 공사 부사 장 옌 젠 창 (옌 젠 창) 을 초청 하여 '전염병 예방 통제 와 딥 자 외 LED 기술' 에 관 한 멋 진 주제 공 유 를 가 져 왔 습 니 다. 다음은 문자 실 록 입 니 다.

국가 반도체 조명 공사 의 연구개 발 및 산업 연맹 의 요청 에 감 사 드 립 니 다.신형 관상 바 이러 스 는 기세 가 맹렬 하여 우리 의 일상생활, 공업 생산 등에 많은 충격 을 주 었 다.제 전공 분 야 는 자외선 LED 의 외연 재료 와 칩 입 니 다. 이 분야 에 종사 해 왔 기 때문에 이번 기회 에 개인 적 인 사고 와 인식 을 공유 하고 여러분 께 도움 이 되 었 으 면 합 니 다.

1. 새로운 관 바이러스 방지, 자외선 살균 소독 인정

현재 로 선 확 진 이 든 의심 사례 든 영향 을 미 치 는 사람 이 많다.신형 관상 바이러스 에 대한 예방 과 제 어 는 치 료 를 포함해 큰 진전 을 이 루 었 다.예방 과 통제 의 측면 에서 각 방면 의 전문가 들 은 많은 의견 을 내 어 바이러스 의 전 파 를 통제 하고 각종 방식 으로 바 이러 스 를 소멸 시 켰 다.

공식 적 으로 제 공 된 살균 소독 방식 에서 많은 효과 적 인 방법 을 알 수 있다.직접 고온 백신, 알코올 75% 등 을 포함한다.또한 자외선 살균 소독 도 명확 하 게 인 정 받 고 있다. 자외선 살균 소독 은 원리 적 으로 문제 가 없 지만 두 가지 주의 가 필요 하 다.자외선 에 너 지 를 충분히, 즉 자외선의 양 을 충분히 섭취 해 야 한다.

제5 판 신형 관상 바이러스 의 진료 방안 에서 볼 수 있 듯 이, 사용 강 도 는 제곱 센티미터 당 90 마이크로 와트 의 자외선 조사 밀도 보다 30 분 이면 SARS 바 이러 스 를 죽 일 수 있 으 며, 신형 관상 바 이러 스 는 SARS 바이러스 와 매우 유사 하 다.동일 한 주 체인 RNA 바이러스 에 속 하기 때문에 이론 적 으로 자외선 을 합 리 적 으로 사용 하면 살 아 있 는 관상 바 이러 스 를 효과적으로 없 앨 수 있다.다만 자외선 은 일정 강도 에 도달 해 야 하 며 일정 시간 이 필요 하 다 는 점 을 유의 해 야 한다.실제로 조사 강도 가 높다 면 시간 도 크게 단축 할 수 있다.

자외선 살균 이 그렇게 신선 한 것 은 아니 지만 지금까지 100 년 가 까 운 역 사 를 가지 고 있다.1903 년 Niels Rybeg Finsen 은 자외선 을 이용 해 피부병 을 치료 하고 관련 전문 저 서 를 발표 하 며 노벨 생리 와 의학 상 을 수상 한 지 오래다.

자외선 이 바이러스 의 효율 적 인 사멸 을 실현 하 는 이 유 는 DNA 를 근본적으로 파괴 함으로써 멸 균 하 는 것 이다.자외선의 광자 에 너 지 는 매우 높 기 때문에 세균 바이러스 의 DNA 체인 을 파괴 할 수 있 으 며, 근원 적 으로 세균, 바 이러 스 를 사멸 할 수 있다.

자외선 은 밴드 별로 세균, 바이러스 의 사멸 효과 에 차이 가 있다.전통 적 인 자외선 수은 등 은 253.7 또는 254 나 노 일 수 있 으 며, 실제 가장 효과 적 인 물결 은 254 나 노 에 그 치지 않 을 것 이다.최근 연구 결과 에 따 르 면 264 나 노 부근 에 서 는 자외선 살균 효과 가 더 높 을 것 으로 보인다.

이 원리 에 따 르 면 자외선 은 스펙트럼 살균 의 특징 을 가지 고 있 으 며 세균 류, 바이러스 류, 물풀 류, 포자 류 등 각종 미생물 에 관 계 없 이 사멸 효과 가 뛰 어 나 고 효율 이 높다.다른 살균 방식 에 비해 자외선 살균 의 장점 중 하 나 는 사진 을 찍 은 후에 자외선 을 끄 면 없어 지고 화학 과정의 참여 와 오염 이 없다 는 것 이다.

자외선 이 효과적으로 살균 소독 을 하려 면 충분 한 에 너 지 를 필요 로 한다. 충분 한 조사 강도 와 충분 한 시간 을 포함 하고 적절 한 파 도 를 필요 로 한다.파장 에 따라 길이 부터 짧 음 까지 자외선 밴드 는 UVA, UVB 와 UVC 로 나 뉘 는데 그 중에서 UVC 는 파장 이 가장 짧 고 에너지 가 가장 높 은 밴드 로 우 리 는 흔히 깊 은 자외선 밴드 라 고 부른다.실제로 살균 소독 에 가장 효과 적 인 것 은 UVC 다.

UVA 든 UVC 든 밴드 는 반도체 재 료 를 이용 해 자외선 을 차단 할 수 있다.

2. 자외선 LED 광원 의 장점

전통 적 인 자외선 광원 은 저압 / 중압 수은 등, 전자파 무 극 수은 등 이 있다.신형 자외선 광원 은 주로 와 이 드 밴드 반도체 재 료 를 바탕 으로 하 는데 전통 적 인 광원 에 비해 콜 드 광원 이자 자외선 광원 의 미래 발전 추세 이다.

AlGaN 소재 중의 AI 성분 을 조절 함으로써 LED 발광 파장 이 200 - 356 nm 사이 에서 임 의적 으로 조절 되 고 UV - A 에서 UV - C 까지 의 넓 은 파 도 를 커버 할 수 있다.전통 수은 램프 의 자외선 광원 에 비해 AlGan 반도체 재료 가 자외선 LED 광원 을 만 드 는 장점 이 있다.

전통 적 인 자외선 광원 에 비해 AlGan 기 자외선 LED 는 작고 휴대 하기 쉽 고 친 환경 적 이 며 디자인 하기 쉽다 는 장점 도 가진다.다양한 광원 설 계 를 실현 할 수 있다.

또한 자외선 LED 의 가장 중요 한 장점 은 수은 소재, 무 수은 친 환경 이다.미 나 마 타 는 2020 년 부터 수은 함유 제품 의 생산 및 수출 을 금지 하기 로 약속 했다.물론 수은 등 을 한꺼번에 단속 하 지 는 않 을 것 이 고 현재 자외선 LED 는 수은 등 을 완전히 대체 할 수 없다.하지만 장기 적 으로 자외선 LED 의 성능 이 향상 되면 서 앞으로 수은 등 을 능가 할 전망 이다.친 환경 적 인 측면 에서 자외선 LED 의 사용 을 점차적으로 확대 하 는 것 은 대세 가 되 어야 한다.

3. 자외선 LED 응용 범위 가 넓다

자외선 LED 는 각종 병균, 바이러스 에 대해 신형 관상 바 이러 스 를 포함 하여 모두 효과 적 인 사멸 을 실현 할 수 있다.이런 살균 기능 은 응용 범위 가 매우 넓 기 때문에 일상생활 의 모든 측면 에서 사용 할 수 있다. 예 를 들 어 식수, 무 균, 무독 의 건강 과 안전 을 확보 해 야 한다.고속 철, 비행기, 기차 역 등 공공 환경 에서 공기 가 더욱 위생 적 이 고 안전 하 기 를 바란다. 이런 장면 에서 살균 은 역할 을 발휘 할 수 있다.

그 밖 에 많은 장면 에서 이런 자외선 살균 소독 을 사용 하여 우리 에 게 안전 하고 위생 적 인 환경 을 제공 할 수 있다. 병원, 오수 처리 공장, 식품 공장, 유제품 공장, 양조장, 음료수 공장 등 여러 부분 에서 응용 환경 이 매우 광범 위 하 다.

자외선 LED 는 크기 가 작고 전통 수은 과 다른 응용 수 요 를 가 져 올 수 있다.예 를 들 어 현재 이미 나타 난 휴대용 전자 소독 제품, 엘리베이터 손잡이 살균 기, 청소 로봇 등 이다.이것 은 전통 적 인 자외선 광원 이 응용 하기 어 려 운 곳 인 데 바로 자외선 LED 가 가 져 올 수 있 는 증 량 신 흥 시장 이다. 이런 증 량 시장 은 다른 전통 적 인 응용 시장 보다 훨씬 클 수 있다.

실제로 자외선 광원 의 응용 은 살균 소독 에 그 치지 않 는 다.다른 여러 분야 에서 생화학 탐지, 살균 의료, 중합 체 경화 및 산업 광 촉매 등 여러 분야 에서 광범 위 한 응용 전망 을 가지 고 있다.

자외선 LED 의 전망 은 개인 적 으로 매우 낙관적이다.앞으로 자외선 LED 는 가정 에서 공업 까지 모든 면 에서 사용 할 수 있 을 것 이다.앞으로 조명 과 는 다른 신 흥 조 산업 이 탄생 할 것 으로 보인다.

4. 딥 자 외 LED 외연 칩 기술 현황 및 난점

자외선 LED 의 전망 은 밝 지만 기술 상 태 는 향상 되 어야 한다.현재 UVA LED 는 비교적 성숙 하고 EQE 는 50 - 60% 에 달 할 수 있 으 며 앞으로 응용 시스템 차원 의 개발 에 초점 을 맞 출 것 이다.UVB 와 UVC 밴드 깊 은 자외선 LED 의 외 양자 효율 이 비교적 낮 고 EQE 는 보편적으로 10% 이하 이 며 상업 화 된 제품 은 대체적으로 1% ~ 3% 이다.

그래서 만약 에 자외선 LED 를 말 하려 면 UVA 의 근 자 외 인지, UVB, UVC 의 딥 자 외 인지 명확 하 게 말 해 야 한다. 이 두 제품 의 형태 에 대응 하 는 응용 차이 가 매우 크다.딥 자 외 LED 제품 은 현재 기본적으로 전환 효율 이 1% ~ 3% 로 비교적 낮다.

자외선 LED 양자 의 효율 이 낮은 이 유 는 근본적으로 볼 때 재료 가 발광 효율 을 제한 하 는 것 이다. 주요 한 요 소 는 외연 재료 의 질 이 떨 어 지고 전기 주입 효율 이 낮 으 며 빛 추출 효율 이 낮 다 는 것 을 포함한다.재료 에 착안 하여 딥 자 외 LED 문 제 를 해결 하 는 근본 이다.

5. 딥 자 외 LED 외연 칩 연구 진전

자외선 LED 재 료 는 기 판 과 밀접 한 관 계 를 가진다.현재 사파이어 바탕 재 료 는 가장 많이 사용 되 고 있 으 며, 잘못된 밀 도 를 어떻게 낮 추 느 냐 가 재료 로 쓰 이거 나 외연 을 만 드 는 핵심 문제 입 니 다.현재 국내외 에서 다양한 방법 을 연구 하고 토론 하고 있 으 므 로 재료 의 결함 과 잘못된 밀 도 를 효과적으로 낮 추 기 를 바란다.

개인 적 으로 가장 중요 하 게 생각 하 는 것 은 나 노 그래 픽 사파이어 바탕 (NPS) 기술 이다. 중요 한 것 은 두 가지 측면 에 있다. 하 나 는 이 를 통 해 재료 의 잘못된 밀 도 를 낮 추고 재료 의 질 을 높이 며 응력 을 완화 하 는 데 도움 이 된다 는 점 이다.한편, 이러한 기술 은 자외선 LED 의 노출 효율 이 낮은 문제 에 대해 서도 크게 개선 되 었 다.

종합 적 으로 보면 나 노 그래 픽 사파이어 바탕 (NPS) 기술 은 재료 에서 빛 을 내 는 여러 가지 측면 에서 개선 할 수 있 고 자외선 LED 의 성능 을 향상 시 키 는 역할 을 하 므 로 앞으로 산업의 주류 기술 이 될 것 이 라 고 생각 합 니 다.

AlN 외연 중의 온 삽입 층 기술 은 탐색 적 인 방법 으로 응력 을 방출 하고 잘못된 것 을 막 는 역할 을 한다.

AlGaN 소재 에 대해 P 형 도 핑 도 어 려 운 문제 이다. 이 문제 에 대해 서도 여러 가지 방법 으로 연 구 했 는데 개인 적 으로 PAlGan 의 도 핑 기술 이 자외선 광원 에 대한 응용 을 비교적 좋게 본다.

딥 자 외 LED 의 고 알루미늄 성분 재 료 는 일련의 문 제 를 가 져 왔 습 니 다. 퀘 이 크 월 드 등 구조 설계 에서 양자 효율 을 개선 하거나 향상 시 킵 니 다. 칩 차원 에서 빛 추출 효율 을 높이 고 빛 의 효율 을 내 는 것 은 우리 의 매우 중요 한 부분 입 니 다.

이런 방법 들 은 실제 실험실 연 구 를 통 해서 만 이 아니 라 산업화 에 도 활용 할 수 있 을 것 으로 믿는다.

지금도 나 노 기술 이나 마이크로 나 노 기술 을 자외선 LED 에 활용 하 는 방안 을 모색 하고 있다.

앞으로 3 년 에서 5 년 동안 자외선 LED 의 전광 전환 효율 은 15% 를 넘 고 심지어 20% 이상 에 이 를 것 이 라 고 믿 습 니 다.아말감 등 과 비교 하여 만 들 수 있 을 정도 이다.이 목 표를 실현 하려 면 재료 의 향상 뿐만 아니 라 칩 차원 도 포함 해 야 한다. 예 를 들 어 투명 전극, 열 관리, 포장 기술 등 여러 가지 기술 의 사용 이다.

전체적으로 보면 자 외 LED 의 기술 연구 와 개발 은 지난 2, 3 년 동안 점점 더 많은 관심 을 받 았 기 때문에 연구 개발 의 발전 이 비교적 빠르다.더 많은 사람들 이 자외선 LED 의 연구 나 산업 에 가입 하면 서 앞으로 자외선 LED 기술 이 발전 을 가속 화 할 것 이 라 고 믿 게 되 었 다.

유, 연맹 의 적 극적인 구 조 는 자외선 LED 표준화 체계 구축 을 추진한다.

Q & amp; A: 기 존 자외선 살균 등 국 표 GB / T 19258 - 2011 의 < 자외선 살균 등 > 이 기준 은 기 존의 광원 만 을 대상 으로 하 는데 자외선 LED 광원 에 관련 된 국내외 제품 기준 과 요구 가 있 습 니까?

옌 젠 창: 이 건 좋 은 문제 야. 기 존의 자외선 기준 은 모두 전통 적 인 수은 등 을 바탕 으로 하 는 거 야. 현재 자외선 LED 광원 은 테스트 에서 응용 까지 일련의 기준 이 절 실 히 필요 해.현 재 는 업계 측면 에서 국가 반도체 조명 공사 의 연구 개발 과 산업 연맹 (CSA) 을 바탕 으로 자외선 전문 위원 회 를 설립 하여 자외선 기준 을 제정 하 는 일련의 업 무 를 추진 하고 있 으 며, 여러분 들 이 함께 노력 하 기 를 기대 합 니 다.

국가 반도체 조명 공사 의 연구 개발 과 산업 연맹 대표 위원회 부비서 장 고 웨 이: 기술 발전, 학과 교차, 응용 융합 에 따라 새로운 응용 분 야 를 계속 탄생 시 키 고 기준 이 계속 보완 되 어야 한다.전통 적 인 자외선 수은 램프 에 비해 자외선 LED 는 친 환경 적 이 고 응용 전망 이 넓다.

깊 은 자외선 살균 소독 에 있어 표준화 가 일련의 도전 에 직면 하고 있다. 예 를 들 어 자외선 수은 등 살균 은 주로 253.7nm 이 고 UVC LED 파장 은 주로 280 nm 에 분포 되 는데 이것 은 후속 적 인 응용 해결 방안 에 일련의 차 이 를 가 져 왔 다.

표준화 공백 분 야 를 메 우기 위해 연맹 표준화 위원 회 는 단체 표준 을 발휘 하여 시장 수요 에 신속하게 응 하 는 장점 을 발휘 하여 계량, 기준, 검 측 등 분야 에 대한 조사 연 구 를 실시 하고 표준화 체 계 를 적극적으로 구성 하 며 을 작 성 했 고 을 작 성 했 으 며 을 작 동 했 습 니 다.용어 와 정의,,, 앞으로 UVC LED 규모 시장 에 맞 는 새로운 표준화 체 계 를 구축 할 것 이다.

2014 년 6 월 에 국무원 참사 실과 국가 표준 위원회 지도자 가 CSA 표준화 작업 을 조사 할 때 국가 표준 위원회 의 은 명 한 엔지니어 가 CSA 는 연맹 표준화 작업 의 '신선 한 표본' 이 라 고 말 했다.

2015 년 6 월 에 CSA 는 국가 표준 위원회 의 첫 번 째 단체 표준 시험 단 위 를 비준 받 았 다.

2016 년 4 월 에 CSA 는 '중 관 촌 국가 자주 혁신 시범 구 표준화 시범 단위' 의 승인 을 받 았 다.

2016 년 10 월 에 T / CSA 016 은 2016 년 '중국 표준 혁신 공헌 상' 2 등 상 을 받 았 고 이 상 을 받 은 첫 번 째 단체 기준 이다.

2017 년 6 월 에 CSA 는 품질 검사 총 국, 과학기술 부, 국가 표준 위원회 의 '첫 번 째 과학 성과 가 기술 표준 시험 업무' 로 전환 되 었 다.

2020 년 1 월 에 CSA 는 공동 협력 업 체 로 서 선도 업 체 중 과학원 반도체 소 등 9 개 업 체 와 함께 2019 년도 '국가 과학 기술 진보 상' 1 등 을 수 상 했 는데 이 는 CSA 연맹 의 단체 표준화 업무 가 산업 발전 에 기여 한 것 을 높이 평가 한 것 이다.