Des chercheurs des universités de Linköping et de Shenzhen ont montré comment une pérovskite inorganique peut être transformée en un photodétecteur bon marché et efficace qui transfère à la fois du texte et de la musique. "C'est un matériau prometteur pour la future communication optique rapide", dit Feng Gao, chercheur à l'université de Linköping.

"Les pérovskites de matériaux inorganiques ont un énorme potentiel pour influencer le développement de la communication optique. Ces matériaux ont des temps de réponse rapides, sont simples à fabriquer, et sont extrêmement stables." Ainsi dit Feng Gao, maître de conférences à LiU qui, avec des collègues parmi lesquels Chunxiong Bao, post-doctorat à LiU, et des scientifiques de l'Université de Shenzhen, a publié les résultats dans la prestigieuse revue Matériaux avancés .

Toute communication optique nécessite des photodétecteurs rapides et fiables – des matériaux qui capturent un signal lumineux et le convertissent en un signal électrique. Les systèmes de communication optique actuels utilisent des photodétecteurs fabriqués à partir de matériaux tels que le silicium et l'arséniure de gallium et d'indium. Mais c'est cher, en partie parce qu'ils sont compliqués à fabriquer. De plus, ces matériaux ne peuvent pas être utilisés dans certains nouveaux appareils, comme mécaniquement flexible, appareils légers ou de grande surface.

Les chercheurs ont cherché un remplacement bon marché, ou au moins complémentaire, matériaux depuis de nombreuses années, et j'ai regardé, par exemple, semi-conducteurs organiques. Cependant, le transport de charge de ceux-ci s'est avéré trop lent. Un photodétecteur doit être rapide.

Les nouveaux matériaux pérovskites sont extrêmement intéressants en recherche depuis 2009, mais l'accent a été mis sur leur utilisation dans les cellules solaires et les diodes électroluminescentes efficaces. Feng Gao, chercheur en électronique biomoléculaire et organique à LiU, a reçu une subvention de démarrage de 1,5 million d'euros du Conseil européen de la recherche (ERC) à l'automne 2016, destiné à la recherche sur l'utilisation des pérovskites dans les diodes électroluminescentes.

Les pérovskites forment une toute nouvelle famille de matériaux semi-conducteurs définis par leurs structures cristallines. Ils peuvent être constitués à la fois de substances organiques et inorganiques. Ils ont de bonnes propriétés d'émission de lumière et sont faciles à fabriquer. Pour des applications telles que les diodes électroluminescentes et les cellules solaires efficaces, le plus d'intérêt a été porté sur les pérovskites qui se composent d'une substance organique (contenant du carbone et de l'hydrogène), métal, et halogène (fluor, chlore, ions brome ou iode). Cependant, lorsque cette composition était utilisée dans des photodétecteurs, il s'est avéré trop instable.

Les résultats ont changé, cependant, quand Chunxiong Bao utilisait les bons matériaux, et réussi à optimiser le processus de fabrication et la structure du film.

Le film dans la nouvelle pérovskite, qui ne contient que des éléments inorganiques (césium, mener, iode et brome), a été testé dans un système de communication optique, qui a confirmé sa capacité à transférer à la fois du texte et des images, rapidement et de manière fiable. La qualité ne s'est pas détériorée, même après 2, 000 heures à température ambiante.

"C'est très gratifiant que nous ayons déjà obtenu des résultats très proches de l'application, " dit Feng Gao, qui dirige la recherche, avec le professeur Wenjing Zhang à l'Université de Shenzhen.