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近日，《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）在线发表了我校新普京澳门娱乐场app网站半导体新型显示器件研究所周圣军教授课题组在深紫外发光二极管（Light-emitting Diodes，LEDs）芯片研究领域的最新研究成果。论文题目为“Redirection-Manipulated Honeycomb Inclined Reflection System Enables Highly Efficient AlGaN-Based Deep-Ultraviolet Light-Emitting Diodes”（蜂窝状倾斜反射镜阵列重定向横磁偏振光实现高效AlGaN基深紫外LED芯片）。武汉大学新普京澳门娱乐场app网站博士生廖喆夫和吕振兴为论文的共同第一作者，周圣军为论文的通讯作者，武汉大学为论文的第一作者和通讯作者单位。论文作者刘胜院士对研究工作给予了宝贵的指导意见。

在全球范围内，水资源短缺问题日益严峻，已成为威胁人类社会可持续发展的重大挑战。

在这样的背景下，饮用水净化的重要性愈发凸显，成为解决水资源短缺问题的关键途径之一。发光波长在 200 nm - 300 nm 之间的AlGaN基深紫外 LED 芯片因其体积小、响应快、波长可调等优势在空气和水净化、医疗工具消毒和集成电路光刻等领域有重大应用价值。然而，由于自旋轨道耦合和晶体场分裂效应，高Al组分AlGaN多量子阱有源区发射光的横磁（TM）/横电（TE）偏振光比例大，TM偏振光主要沿器件横向传播的特性易受全内反射和材料重吸收效应影响，导致深紫外LED芯片光提取效率低。

集成蜂窝状倾斜反射镜阵列的AlGaN基深紫外LED芯片及微型流水杀菌模组

周圣军课题组利用紫外衍射曝光与电感耦合等离子体刻蚀技术将深紫外LED台面刻蚀为紧密排列的六边形亚台面阵列，每个亚台面侧壁倾斜角为46°，并在侧壁表面蒸镀高反射率铝（Al）反射镜，形成蜂窝状倾斜反射镜阵列。通过蜂窝状倾斜反射镜阵列将TE和TM偏振光重定向至器件顶部出光面，同时缩短光子横向传播路径，减少材料对深紫外光的吸收损耗，显著提升了深紫外LED芯片的光提取效率。实验结果表明，集成蜂窝状倾斜反射镜阵列的深紫外LED芯片的光输出功率从78.2 mW提升到152.4 mW。进一步，团队基于集成蜂窝状倾斜反射镜阵列的AlGaN基深紫外LED芯片研制出流速1L/min的微型流水杀菌模组，对大肠杆菌（E. coli 8099）的灭活率达99.99%（4-log灭活），满足饮用水净化需求。此项工作从基础科学到工程应用实现全链条创新，不仅为深紫外LED芯片性能提升开辟了新路径，更推动了固态深紫外光源在公共卫生领域的实用化进程。

该研究工作得到了国家自然科学基金和武汉新型显示产业创新联合实验室的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202401698