Светодиоды на основе перовскита могут произвести революцию в скорости Интернета и энергопотреблении

Светоизлучающие диоды (СИД) на основе перовскита могут стать ключом к открытию пропускной способности Интернета, на порядки превышающей существующую в настоящее время, при одновременном снижении энергопотребления и стоимости. Исследователи из Кембриджского и Суррейского университетов продемонстрировали управление металлогалогенными перовскитовыми светодиодами, обеспечивающее полосу модуляции 42,6 МГц и скорость передачи данных более 50 Мбит/с. По их мнению, это только начало, и в будущем возможно получение полос пропускания в гигагерцовом диапазоне.

Перовскиты — это класс материалов, в основе которых лежит природный минерал, впервые обнаруженный в Уральских горах в 1839 году. Они состоят в основном из кальция, титана и кислорода — 10 наиболее распространенных элементов в земной коре. Почти первые два столетия после открытия перовскиты были диковинкой, представлявшей интерес только для химиков.

Однако способность перовскитов проявлять различные электрические свойства в зависимости от атомов, которыми они легированы, превратила их в удивительный материал. В настоящее время перовскиты представляют собой один из наиболее эффективных способов улавливания энергии солнечного света и продолжают совершенствоваться беспрецедентными темпами. Более того, перовскиты могут быть изготовлены гораздо дешевле, чем традиционные солнечные элементы на основе кремния, а слой перовскита на кремниевой основе может улавливать больше света, чем любой из них сам по себе.

Десятилетие назад, когда миру были открыты возможности перовскитов по улавливанию света, было также отмечено, что они могут предложить лучшие способы его высвобождения, обеспечивая более эффективные и гибкие светодиоды. Для планеты, переживающей климатический и энергетический кризис, это казалось чем-то второстепенным, хотя, конечно, если наши светодиодные экраны телевизоров будут потреблять меньше энергии для освещения, это будет очевидным выигрышем.

Однако исследователи из университетов Кембриджа и Суррея продемонстрировали, что возможности перовскитных светодиодов могут быть не только второстепенными. По мнению команды, способность перовскитных светодиодов молниеносно включаться и выключаться может стать тем самым прорывом, который необходим. Перовскиты можно также встраивать в подложки, в том числе в кремниевые чипы, интегрируя их непосредственно в устройства обработки данных.

На протяжении десятилетий физики считали фотонику будущим обработки данных, заменяя электроны фотонами, которые в буквальном смысле движутся со скоростью света. Однако реализовать это на практике оказалось сложнее, чем предполагалось. Скорость передачи данных ограничена возможностями передающих устройств в гораздо большей степени, чем движением фотонов, несущих информацию.

По мнению специалистов, способность перовскитовых светодиодов молниеносно включаться и выключаться может стать тем самым прорывом, который необходим. Исследователи объявили о контроле над металлогалогенными перовскитовыми светодиодами, который позволил получить полосу модуляции 42,6 МГц и скорость передачи данных более 50 Мбит/с. При максимальных скоростях на каждый бит расходуется большое количество энергии, но при снижении скорости до уровня, достаточного для большинства целей, системы становятся гораздо менее энергоемкими.

Светодиоды на основе перовскитов могут произвести революцию в скорости и энергопотреблении Интернета, сделав возможной передачу данных на гигагерцовых диапазонах при снижении энергопотребления и стоимости. Потенциальные возможности применения перовскитов лежат и в области лазерных технологий. Исследователи продолжают изучать и развивать этот чудо-материал, который уже зарекомендовал себя как один из наиболее эффективных способов улавливания энергии солнечного света.