Vědci tvrdí, že světelné diody (LED) na bázi perovskitu by mohly být klíčem k rozvoji internetového pásma, které je řádově rychlejší než to, které je k dispozici nyní, a zároveň by se měla snížit spotřeba energie a náklady. Další potenciální využití se skrývá v laserové technologii.
Perovskit je přírodní minerál, který byl poprvé identifikován v ruském pohoří Ural v roce 1839 a který se skládá především z vápníku, titanu a kyslíku – všech 10 nejběžnějších prvků v zemské kůře. Tento minerál dal jméno třídě materiálů založených na stejných prvcích, ale dopovaných malým množstvím jiných. Téměř první dvě století po svém objevu byly tyto perovskity do značné míry kuriozitou, která zajímala pouze chemiky.
V poslední době však schopnost perovskitů vykazovat různé elektrické vlastnosti v závislosti na atomech, kterými jsou dopovány, z nich učinila zázračný materiál. Perovskity nyní představují jeden z nejúčinnějších způsobů zachycování energie ze slunečního světla a stále se nebývale rychle zdokonalují. Navíc mají perovskity potenciál být vyráběny mnohem levněji než tradiční solární články na bázi křemíku, zatímco vrstva perovskitu na křemíkovém základě by mohla zachytit více světla než oba tyto články samostatně.
Když se před deseti lety objevil potenciál perovskitů zachycovat světlo, bylo také poznamenáno, že by mohly nabídnout lepší způsoby jeho uvolňování, a poskytnout tak účinnější a flexibilnější LED diody. Pro planetu, která se nachází uprostřed kombinované klimatické a energetické krize, se to zdálo jako něco druhořadého, i když samozřejmě pokud naše LED televizní obrazovky potřebují méně energie k jejich rozsvícení, je to jasná výhra.
Výzkumníci z univerzit v Cambridge a Surrey však prokázali, že schopnosti perovskitových LED diod by mohly být více než jen dodatečným záměrem. Oznámili ovládání metal-halidových perovskitových LED diod, které umožnilo dosáhnout šířky modulačního pásma 42,6 MHz a přenosové rychlosti více než 50 Mb/s. Autoři se domnívají, že je to jen začátek, přičemž je možné dosáhnout šířky pásma v rozsahu gigahertzů. Při maximálních rychlostech se spotřebuje hodně energie na jeden bit, ale při snížení rychlosti na rychlost dostačující pro většinu účelů jsou systémy mnohem méně energeticky náročné.
Fyzikové již po desetiletí považují fotoniku za budoucnost zpracování dat, která nahradí elektrony fotony, jež se pohybují doslova rychlostí světla. Ukázalo se však, že uskutečnit to v praxi je obtížnější, než se doufalo.
Rychlost je omezena kapacitou přenosových zařízení mnohem více než pohybem fotonů nesoucích informaci. Tým se však domnívá, že schopnost perovskitových LED diod zapínat a vypínat rychlostí blesku by mohla být potřebným pokrokem. Perovskity lze také zabudovat do substrátů, včetně křemíkových čipů, a integrovat je tak přímo do zpracovatelských zařízení.
„Poskytli jsme první studii, která objasnila mechanismy stojící za dosažením vysokorychlostních perovskitových LED, což představuje významný krok k realizaci perovskitových světelných zdrojů pro datovou komunikaci příští generace,“ uvedl ve svém prohlášení doktorand Hao Wang z University of Cambridge.
„Schopnost dosáhnout perovskitových zářičů zpracovaných roztokem na křemíkových substrátech také otevírá cestu k jejich integraci s platformami mikroelektroniky, což představuje nové možnosti bezproblémové integrace a pokroku v oblasti datových komunikací.“
Zdroj: Science Daily, Tech Explorist, redakce
Přihlaste se, komentujte články a ukládejte si ty nejzajímavější k pozdějšímu přečtení.
Přihlásit se přes náš web
Ještě nemáte účet? Staňte se členem.