近年來，臭氧層空洞這個問題頻繁被提及，聽起來似乎是很令人擔心的一件事情，而且很多人對臭氧空洞的概念一無所知。臭氧層是大氣平流層中臭氧濃度最大處，是地球的一個保護層，太陽紫外線輻射大部被其吸收。臭氧層空洞是大氣平流層中臭氧濃度大量減少的空域。紫外線具有高能量，能夠破壞、分解DNA，所以是人們的防范對象。雖然在通常境況下，受臭氧層保護，太陽發出的紫外線并不能到達地球表面，但是，由于臭氧層存在空洞，部分紫外線還是會“泄漏”進來。因此，監測不同地區紫外線的強度可以獲知當地臭氧層的狀況。

    日本石卷專修大學科學家Shinji Nakagomi帶領團隊成功研制出一種能夠在數毫秒內檢測出紫外線是否存在的新型光電二級管。相關研究成果日前發表于《應用物理快報》。

    老式的紫外線監測裝置的主要部件為真空管。這種設備雖然價格低，但壽命短、體積大，為此，已經逐步被光電二極管所替代。光電二級管的工作原理為，其內部有一個名為PN結的結構。這種結構由兩塊相同的半導體組成，其中一塊半導體帶有正電荷，另一塊帶有負電荷。當高能量的光，例如紫外線照射在PN結上時，電流即在兩塊半導體中產生，進而反映出這種光的存在。

    普通光電二極管主要由氮化鋁或金剛石構成，只能監測到特定頻率的紫外線。最新的研究發現，氧化鎵材料對所有頻率的紫外線均有較強敏感性，這意味其理論上可以監測所有頻率的紫外線。同時，氧化鎵材料還對自然光不敏感，使其在監測紫外線時，能夠擺脫自然光的干擾。

    然而，問題是，研制出帶有正電荷的氧化鎵，也就是P型氧化鎵半導體存在很大困難。

    為此，Shinji Nakagomi和同事研究出一種與PN結不同的結構-異質結。這種結構由兩塊不同半導體組成-氧化鎵材料作為N型半導體，碳化硅材料作為P型半導體，有效避開了上述難題。

    實驗發現，這種新型二極管繼承了氧化鎵材料的優點，具有覆蓋所有種類紫外線和對自然光不敏感雙重特性?！拔覀冄芯孔畲蟮某晒υ谟?，這種光電二級管由氧化鎵和碳化硅兩種材料組成，并且其結構為異質結?！?Shinji Nakagomi表示，新型光電二極管還有一個優勢-其對紫外線特別敏感，反應時間只需數毫秒。