Вскоре Интернет сможет быстрее достигать домов и офисов благодаря светодиодным устройствам.

XH4D / iStock

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Хотя исследования продвинулись в значительной оптимизации светоизлучающих диодов (СИД), характеристики модуляции перовскитных светодиодов остаются неясными.

В ходе недавних разработок ученые открыли новый способ быстрой передачи данных с помощью светодиодов. Это может позволить домам и офисам использовать быстрый Интернет через освещение вместо установки Wi-Fi-маршрутизатора.

Доктор Вэй Чжан, ведущий автор исследования и доцент Института передовых технологий Университета Суррея, заявил:

«На этом рынке затраты и совместимость часто имеют приоритет над скоростью передачи данных, и ученые ищут альтернативные способы снижения энергопотребления на бит и повышения компактности, одновременно работая над повышением скорости передачи данных».

Исследуя способы создания высокоскоростных фотонных источников с использованием металлогалогенных перовскитов, ученые обнаружили, что полупроводники при интеграции со светодиодами демонстрируют превосходные оптоэлектронные свойства и недорогие методы обработки.

Исследователи применили целостный метод, чтобы понять, как создавать быстрые источники света, используя материал под названием «перовскит» на кремнии.

Они достигли этого путем изменения определенных молекул (катионов алкиламмония) внутри перовскитного материала. Это открытие может помочь в разработке более эффективных и надежных технологий излучения света.

В исследовании говорится: «Мы раскрываем рекомбинационное поведение заряженных частиц при различных режимах плотности носителей, имеющих отношение к их характеристикам модуляции».

Ученые использовали микрорезонатор Фабри-Перо на кремнии, чтобы продемонстрировать перовскитные устройства с эффективным выводом света.

Они также успешно достигли полосы модуляции устройства до 42,6 МГц и скорости передачи данных выше 50 Мбит/с, при этом дальнейший анализ показал, что полоса пропускания может превышать уровни гигагерц, говорится в исследовании.

Доктор Чжан заявил в своем заявлении: «Мы сделали огромный шаг вперед и показали, как металлогалогенные перовскиты могут стать экономически эффективным и мощным решением для создания светодиодов, которые имеют огромный потенциал для увеличения полосы пропускания до уровня гигагерц. Результаты, полученные в результате этого исследования, несомненно, определят будущее передачи данных».

Исследование направлено на ускорение разработки высокоскоростных перовскитовых фотодетекторов и перовскитовых лазеров с непрерывной волновой накачкой. Доктор Чжан также заявил, что эта технология может открыть новые возможности для развития оптоэлектронных технологий.

Хао Ван, соавтор из Кембриджского университета, сказал, что это исследование является первым в своем роде, объясняющим механизмы создания высокоскоростных перовскитных светодиодов.

«Возможность создавать эмиттеры из перовскита, обработанные в растворе, на кремниевых подложках также открывает путь для их интеграции с платформами микроэлектроники, открывая новые возможности для бесшовной интеграции и продвижения в области передачи данных», — заявил Ван.

Исследование было проведено Университетом Суррея и Кембриджским университетом и опубликовано 20 июля в журнале Nature Photonics.

Абстрактный:

Светодиоды (LED) широко распространены в современном обществе, их применение простирается от освещения и дисплеев до медицинской диагностики и передачи данных. Металлогалогенидные перовскиты являются перспективным материалом для светодиодов из-за их превосходных оптоэлектронных свойств и технологичности в растворе. Хотя исследования существенно продвинулись в оптимизации их внешней квантовой эффективности, характеристики модуляции перовскитных светодиодов остаются неясными. Здесь мы сообщаем о целостном подходе к реализации быстрых перовскитных фотонных источников на кремнии, основанном на адаптации катионов алкиламмония в перовскитных системах. Мы выявили рекомбинационное поведение заряженных частиц при различных режимах плотности носителей, что влияет на их эффективность модуляции. Интегрируя микрорезонатор Фабри-Перо в кремний, мы демонстрируем перовскитные устройства с эффективным выводом света. Мы достигли полосы модуляции устройства до 42,6 МГц и скорости передачи данных выше 50 Мбит/с, при этом дальнейший анализ показал, что полоса пропускания может превышать уровни гигагерц. Разработанные здесь принципы будут способствовать разработке перовскитных источников света для архитектур передачи данных следующего поколения. Демонстрация эмиттеров из перовскита, обработанных в растворе, на кремниевых подложках также открывает возможность интеграции с платформами микроэлектроники.