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Optoelektronik: Neuer Rekord bei UV-LEDs

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Japanische Wissenschaftler haben eine Leuchtdiode aus Aluminiumnitrid entwickelt, die UV-Licht mit einer Wellenlänge von 210 Nanometern aussendet. Dies ist die kürzeste Wellenlänge, die mit LEDs bislang erreicht werden konnte.

Während erste hocheffiziente Blau-Grün-Leuchtdioden Anfang der 1990er Jahre entstanden, folgten UV-LEDs erst mit der Jahrtausendwende. Das hauptsächliche Problem für diese kurzwelligen Lichtquellen ist der Herstellungsprozess: Geeignete Materialien enthalten Aluminium, das jedoch mit steigender Konzentration das nötige Einschleusen von Fremdatomen – das Dotieren – stört. Ohne diese Veränderung jedoch ist die Leitfähigkeit der Halbleiterschichten zu gering – reines Aluminiumnitrid wirkt sogar als Isolator. Durch eine ausgeklügelte Steuerung der Reaktionsbedingungen gelang es den Forschern um Yoshitaka Taniyasu von der japanischen Telekommunikationsfirma NTT nun, passend dotierte Aluminiumnitrid-Schichten herzustellen.

Um die LEDs großtechnisch einzusetzen, muss allerdings ihre Lichtausbeute noch millionenfach gesteigert und die nötige Spannung von derzeit 25 Volt deutlich gesenkt werden. Hierfür gilt es zum einen, die Qualität der Kristallschichten zu verbessern und zum anderen, die Dotierung noch effizienter zu gestalten.

Derzeit werden als UV-Lichtquellen vor allem Quecksilber-, Xenon- und Deuterium-Lampen verwendet, die allerdings eine hohe Spannung benötigen und deren Inhaltsstoffe zum Teil toxisch sind. Da die Ozonschicht den überwiegenden Teil der kurzwelligen UV-Strahlung der Sonne herausfiltert, haben viele Organismen keine Schutzmechanismen dagegen entwickelt. Die Bestrahlung mit Licht entsprechender Wellenlängen wird daher zur Desinfektion und Abtötung von unerwünschten Bakterien, Pilzen oder Viren eingesetzt.

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