LED デバイスにより、インターネットが間もなく家庭やオフィスにさらに速く到達する可能性があります

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発光ダイオード（LED）の大幅な最適化に関する研究は進んでいますが、ペロブスカイト LED の変調特性は依然として不明です。

最近の開発で、科学者は LED を介してデータを迅速に送信する新しい方法を発見しました。これにより、家庭やオフィスでは Wi-Fi ルーターを設置する代わりに、照明を通じて高速インターネットを使用できるようになる可能性があります。

この研究の筆頭責任著者であり、サリー大学先端技術研究所の准教授であるウェイ・チャン博士は次のように述べています。

「この市場では、データ伝送速度よりもコストと互換性が優先されることが多く、科学者はビットあたりのエネルギー消費量を削減し、コンパクト性を向上させると同時に、データ接続速度の向上に取り組む代替方法を模索しています。」

科学者たちは、メタルハライドペロブスカイトを使用して高速フォトニックソースを放出する方法を研究しているときに、この半導体がLEDと統合された場合に優れた光電子特性と低コストの処理方法を示すことを発見しました。

研究者らは、シリコン上の「ペロブスカイト」と呼ばれる材料を使用して高速光源を作成する方法を理解するために、総合的な手法を採用しました。

彼らは、ペロブスカイト材料内の特定の分子（アルキルアンモニウムカチオン）を変更することでこれを達成しました。この発見は、より効率的で堅牢な発光技術の開発に役立つ可能性があります。

この研究では、「変調性能に関連するさまざまなキャリア密度領域での荷電種の再結合挙動を明らかにしました。」と述べられています。

科学者たちは、シリコン上のファブリ・ペロー微小空洞共振器を使用して、効率的な光取り出しを備えたペロブスカイトデバイスを実証しました。

また、最大42.6MHzのデバイス変調帯域幅と50Mbpsを超えるデータレートの達成にも成功し、さらなる分析により帯域幅がギガヘルツレベルを超える可能性があることが研究で示唆されているという。

Zhang博士は声明で次のように述べた。「我々は大きな飛躍を遂げ、帯域幅をギガヘルツレベルにまで拡大する大きな可能性を秘めたLEDを製造するためのメタルハライドペロブスカイトがどのようにコスト効率の高い強力なソリューションを提供できるかを示した。この研究から得られた洞察は間違いなくデータ通信の未来を形作るでしょう。」

この研究は、高速ペロブスカイト光検出器と連続波励起ペロブスカイトレーザーの開発を加速することを目的としています。 Zhang博士はまた、この技術がオプトエレクトロニクス技術の進歩に新たな道を開く可能性があるとも述べた。

ケンブリッジ大学の共同筆頭著者であるハオ・ワン氏は、この研究は高速ペロブスカイトLED実現の背後にあるメカニズムを解明するこの種の研究としては初めてであると述べた。

「シリコン基板上に溶液処理されたペロブスカイトエミッターを実現できることは、マイクロエレクトロニクスプラットフォームとの統合への道を開き、データ通信分野におけるシームレスな統合と進歩のための新たな機会を提供します」とWang氏は述べた。

この研究はサリー大学とケンブリッジ大学によって実施され、7月20日にNature Photonics誌に掲載された。

抽象的な：

発光ダイオード (LED) は現代社会のいたるところに普及しており、その用途は照明やディスプレイから医療診断やデータ通信にまで及びます。メタルハライドペロブスカイトは、その優れた光電子特性と溶液加工性により、LED 用の有望な材料です。外部量子効率の最適化に関して研究は大幅に進歩しているが、ペロブスカイト LED の変調特性は依然として不明である。今回我々は、ペロブスカイト系におけるアルキルアンモニウムカチオンの調整に基づいて、シリコン上に高速ペロブスカイト光子源を実現するための総合的なアプローチを報告する。我々は、変調性能に関連するさまざまなキャリア密度領域における荷電種の再結合挙動を明らかにします。ファブリペローマイクロキャビティをシリコン上に統合することにより、効率的な光取り出しを備えたペロブスカイトデバイスを実証します。当社は、最大 42.6 MHz のデバイス変調帯域幅と 50 Mbps を超えるデータレートを実現していますが、さらなる分析により、帯域幅がギガヘルツレベルを超える可能性があることが示唆されています。ここで開発された原理は、次世代のデータ通信アーキテクチャ用のペロブスカイト光源の開発をサポートします。シリコン基板上で溶液処理されたペロブスカイトエミッターの実証により、マイクロエレクトロニクスプラットフォームとの統合の可能性も開かれます。