Я веду хронику полупроводниковых линий уже пятнадцать лет и замечаю, что ультрафиолетовые диоды вышли из лабораторной тени в цеха, больницы и даже бытовые краны. Конструкция на нитриде алюминия казалась экзотикой, пока гибридное эпитаксиальное осаждение не наладило равномерное распределение легирования. Сейчас фронт разработок сместился к длинам волн 222-235 нм, где инактивация вирусов идёт быстрее, а опасность для роговицы ниже.
Кристалл и его нервы
Внутри чипа формируется сословный порядок атомов: алюминий задаёт широкую запрещённую зону, галлий смягчает внутренние напряжения. Фотонный хоровод возбуждается в слоях Al₀․₅Ga₀․₅N, а затем проходит через брэгговский отражатель, собранный из десяти пар AlN/AlGaN. Форма волновода похожа на аксиолит — полая трубка света, стягивающая поле к центральной оси. Коэффициент внутренней квантовой эффективности дорос до 80 %, но внешний остаётся ниже 10 % из-за поглощения контактами и границами зерен.
Гигиена без хлора
На водоканалах Санкт-Петербурга пилотные реакторы с диодами 265 нм уже вытесняют гипохлорит. В отличие от ртутных ламп, излучение включается мгновенно, а теплоотвод через медную подложку удерживает температуру корпуса ниже 50 °C. В пандемический пик предприятия отгружали по два миллиона кристаллов в месяц. Я разговаривал с инженерами центра «Микронис» — они внедряют пьезоэлектрическую подстройку тока, позволяющую держать интенсивность в узком плато ±3 %. Такая стабильность важна для ПЦР-камер и химизатора «Родон-S», где каждая доза энергии калибрована с точностью до пикоджоуля.
Экономика короткой волны
Себестоимость чипа упала до 1,6 доллара при выпуске партии свыше миллиона, но цена финального модуля держится на уровне 18-20 долларов из-за сапфировых подложек и защитного квантового фильтра, пропускающего лишь полезный диапазон. Рыночные аналитики ожидают рост совокупного объёма до 3,8 млрд $ к 2026 году. Я вижу дополнительные драйверы: литография класса sub-7 нм, флуоресцентная микроскопия, удалённая стерилизация на орбитальных станциях. Промышленный консорциум UV-Alliance уже анонсировал переход к нитриду галлия на кремнии диаметром 200 мм, что снизит площадь граничных дислокаций и поднимет ресурс до 40 000 часов.
Фронтир без ртути
В лабораториях НИТУ «Миса» тестируют многоуровневую анодизацию, которая формирует пористый AlN-слой: дырчатая структура рассекречивает путь фотонам, минимизируя внутреннее отражение. Здесь же обкатывается селективный контакт на основе тетрахлорида иридия, редкий материал переводит дырки через барьер без омического разогрева. Коллеги зовут такой контакт «иридиевым мостом Эреба», вспоминая мифологического стража сумрака. Название прижилось: инженеры любят лирику, когда она укладывается в нанометры.
Я закрываю смену, глядя на матрицу — 10 000 точек ультрафиолетового свечения размером с пчелиное сотворение. Внутри них бьётся микроядерный реактор света, лишённый опасности, но полный энергии, которую ещё вчера брали только у ртути. Ультрафиолет перестал быть лабораторной чудаковатостью, он превратился в рабочий инструмент, точный, компактный и предсказуемый, как секундомер в руке тренера.