Les chercheurs visaient à améliorer les LED qui communiquent spécifiquement via la lumière ultraviolette profonde, qui n'est pas visible à l'œil humain. Crédit :Kazunobu Kojima, Université du Tohoku
Les chercheurs ont résolu un problème majeur pour les communications optiques sans fil, le processus par lequel la lumière transporte des informations entre les téléphones portables et d'autres appareils. Les diodes électroluminescentes (DEL) émettent leur lumière dans un message codé que les appareils destinataires peuvent comprendre.
Maintenant, une équipe de chercheurs basée au Japon a marié les deux options dans la combinaison idéale de LED durables et rapides. Ils ont publié leurs résultats le 22 juillet dans Lettres de physique appliquée .
"Une technologie clé pour une modulation plus rapide consiste à réduire la taille de l'appareil." dit Kazunobu Kojima, Professeur agrégé, Institut de recherche multidisciplinaire pour les matériaux avancés. "Toutefois, cette tactique crée un dilemme :bien que les LED plus petites puissent être modulées plus rapidement, ils ont moins de puissance."
Un autre problème est que les communications sans fil optiques visibles et infrarouges peuvent avoir des interférences solaires importantes, selon Kojima. Pour éviter toute confusion avec la lumière solaire visible et infrarouge, les chercheurs visaient à améliorer les LED qui communiquent spécifiquement via la lumière ultraviolette profonde, qui peut être détecté sans interférence solaire.
« Les LED ultraviolettes profondes sont actuellement produites en masse dans les usines pour des applications liées au COVID-19, " Kojima a dit, notant que la lumière ultraviolette profonde est utilisée pour les processus de stérilisation ainsi que dans les communications optiques sans fil à l'aveugle. "Donc, ils sont bon marché et pratiques à utiliser."
Schéma de la structure micro-LED auto-organisée. Crédit :Kazunobu Kojima, Université du Tohoku
Les chercheurs ont fabriqué les LED ultraviolettes profondes sur des modèles de saphir, qui sont considérés comme un substrat peu coûteux, et mesuré leur vitesse de transmission. Ils ont découvert que les LED ultraviolettes profondes étaient plus petites et beaucoup plus rapides dans leurs communications que les LED traditionnelles à cette vitesse.
Les chercheurs visaient à améliorer les LED qui communiquent spécifiquement via la lumière ultraviolette profonde, qui n'est pas visible à l'œil humain.
"Le mécanisme sous-jacent à cette vitesse réside dans la façon dont beaucoup de minuscules LED s'auto-organisent en une seule LED ultraviolette profonde, " a déclaré Kojima. " Le petit ensemble LED aide à la fois à la puissance et à la vitesse. "
Les chercheurs souhaitent utiliser les LED ultraviolettes profondes dans les réseaux sans fil 5G. De nombreuses technologies sont actuellement à l'essai pour contribuer à la 5G, et Li-Fi, ou la fidélité à la lumière, est l'une des technologies candidates.
"La faiblesse critique du Li-Fi est sa dépendance solaire, " a déclaré Kojima. "Notre technologie sans fil optique à ultraviolets profonds à base de LED peut compenser ce problème et contribuer à la société, J'espère."
