[ad_1]
(noticias nanowerk) Si bien se sabe desde hace mucho tiempo que la luz ultravioleta (UV) puede ayudar a matar patógenos que causan enfermedades, la pandemia de COVID-19 ha puesto de relieve cómo estas tecnologías pueden eliminar los gérmenes del medio ambiente. Sin embargo, las lámparas excimer y los LED que pueden emitir luz directamente en las longitudes de onda UV profundas requeridas generalmente tienen una eficiencia baja o una vida útil corta. Además, la luz ultravioleta con una longitud de onda incorrecta puede ser perjudicial para las células humanas.
Ahora, un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Osaka ha demostrado cómo se puede utilizar un dispositivo óptico hecho de nitruro de aluminio para producir luz en el rango ultravioleta profundo, de una manera completamente diferente a los enfoques anteriores. El equipo utilizó un proceso llamado “generación de segundo armónico”, que se basa en el hecho de que la frecuencia de un fotón, o partícula de luz, es proporcional a su energía.
Publicaron sus resultados en Express para Física Aplicada (“Generación de segundo armónico ultravioleta lejano a 229 nm en una guía de ondas de canal de doble capa de AlN con polaridad vertical invertida”).
La mayoría de los materiales transparentes se consideran «lineales» en su respuesta a la luz, lo que significa que los fotones no pueden interactuar entre sí. Sin embargo, en ciertos materiales «no lineales», dos fotones se pueden combinar en un solo fotón con el doble de energía y, por tanto, el doble de frecuencia. En este caso, dos fotones visibles se pueden fusionar en un solo fotón en la región UV profunda en una guía de ondas de nitruro de aluminio con un ancho de menos de un micrómetro.
Una guía de ondas es un canal hecho de material transparente cuyas dimensiones físicas se eligen de manera que la luz de las frecuencias deseadas pueda moverse fácilmente. La guía de ondas aprovecha las propiedades ópticas no lineales del material para que la generación del segundo armónico pueda ocurrir con la máxima eficiencia.
“Nuestro nuevo método de fabricación para generar luz en el rango UV profundo se basa en técnicas de procesamiento de semiconductores que permiten un control preciso de la alineación del cristal de nitruro de aluminio. Esto ha sido difícil de lograr en el pasado”, explica el autor principal, Hiroto Honda.
La longitud de onda de la luz ultravioleta producida por el dispositivo prototipo se encuentra en un rango muy estrecho que tiene suficiente energía para matar gérmenes pero sigue siendo en gran medida inofensivo para los humanos.
«Los resultados de nuestro proyecto muestran que la compacidad y la eficiencia son posibles para los dispositivos de desinfección UV profunda sin comprometer la seguridad humana», dice el autor principal Ryuji Katayama. Los investigadores esperan seguir desarrollando este método para producir dispositivos comerciales que utilicen menos energía que las opciones anteriores.
[ad_2]