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Jun 01, 2023

Internet ultrarrápido en casa algún día podría entregarse a través de bombillas LED

Los diodos emisores de luz (LED) basados ​​en perovskita podrían ser la clave para desarrollar anchos de banda de Internet mucho más rápido que lo que está disponible ahora, manteniendo al mismo tiempo el consumo y el costo de energía.

Los diodos emisores de luz (LED) basados ​​en perovskita podrían ser la clave para desarrollar anchos de banda de Internet órdenes de magnitud más rápido que lo que está disponible ahora, manteniendo al mismo tiempo el consumo de energía y los costos bajos, afirmaron los investigadores. Otras aplicaciones potenciales se encuentran en la tecnología láser.

La perovskita es un mineral natural identificado por primera vez en los Montes Urales de Rusia en 1839 y compuesto principalmente de calcio, titanio y oxígeno, todos ellos en los 10 elementos más comunes de la corteza terrestre. El mineral dio nombre a una clase de materiales basados ​​en los mismos elementos pero dopados con pequeñas cantidades de otros. Durante casi los dos primeros siglos después de su descubrimiento, estas perovskitas fueron en gran medida una curiosidad de interés sólo para los químicos.

Sin embargo, más recientemente, la capacidad de las perovskitas para mostrar diferentes propiedades eléctricas dependiendo de los átomos con los que están dopadas las ha convertido en un material maravilloso. Las perovskitas representan ahora una de las formas más eficientes para atrapar la energía de la luz solar y continúan mejorando a un ritmo sin precedentes. Además, las perovskitas tienen el potencial de fabricarse a un precio mucho más económico que las células solares tradicionales basadas en silicio, mientras que una capa de perovskita sobre una base de silicio podría capturar más luz que cualquiera de las dos por sí solas.

Hace una década, cuando se revelaba al mundo el potencial de las perovskitas para capturar luz, también se observó que podían ofrecer mejores formas de liberarla, proporcionando LED más eficientes y flexibles. Para un planeta en medio de una crisis climática y energética combinada, eso parecía una ocurrencia tardía, aunque, por supuesto, si nuestras pantallas de televisores LED necesitan menos energía para iluminarse, es una victoria obvia.

Sin embargo, investigadores de las Universidades de Cambridge y Surrey han demostrado que las capacidades de los LED de perovskita podrían ser más que una idea de último momento. Han anunciado el control sobre los LED de perovskita de haluro metálico que produjeron anchos de banda de modulación de 42,6 MHz y velocidades de transmisión de datos de más de 50 Mbps. Los autores creen que esto es sólo el comienzo, ya que son posibles anchos de banda en el rango de los gigahercios. A velocidades máximas, esto consume mucha energía por bit, pero volver a acelerar a velocidades suficientes para la mayoría de los propósitos hace que los sistemas consuman mucha menos energía.

Durante décadas, los físicos han visto la fotónica como el futuro del procesamiento de datos, reemplazando los electrones por fotones que literalmente se mueven a la velocidad de la luz. Sin embargo, lograrlo en la práctica ha resultado más difícil de lo esperado.

Las velocidades están limitadas por la capacidad de los dispositivos transmisores, mucho más que por los movimientos de los fotones que transportan información. Sin embargo, el equipo cree que la capacidad de los LED de perovskita para encenderse y apagarse a la velocidad del rayo podría ser el avance necesario. Las perovskitas también se pueden incorporar a sustratos, incluidos chips de silicio, integrándolos directamente en los dispositivos de procesamiento.

"Hemos proporcionado el primer estudio para dilucidar los mecanismos detrás de la obtención de LED de perovskita de alta velocidad, lo que representa un paso significativo hacia la realización de fuentes de luz de perovskita para comunicaciones de datos de próxima generación", dijo el estudiante de doctorado de la Universidad de Cambridge, Hao Wang, en un comunicado.

"La capacidad de lograr emisores de perovskita procesados ​​en solución sobre sustratos de silicio también allana el camino para su integración con plataformas microelectrónicas, presentando nuevas oportunidades para una integración perfecta y avances en el campo de las comunicaciones de datos".

El estudio se publica en Nature Photonics.