Onderzoekers van de universiteiten van Linköping en Shenzhen hebben laten zien hoe van anorganische perovskiet een goedkope en efficiënte fotodetector kan worden gemaakt die zowel tekst als muziek overbrengt. "Het is een veelbelovend materiaal voor toekomstige snelle optische communicatie", zegt Feng Gao, onderzoeker aan de Universiteit van Linköping.

"Perovskieten van anorganische materialen hebben een enorm potentieel om de ontwikkeling van optische communicatie te beïnvloeden. Deze materialen hebben snelle responstijden, zijn eenvoudig te vervaardigen, en zijn extreem stabiel." Dus zegt Feng Gao, hoofddocent bij LiU die, samen met collega's waaronder Chunxiong Bao, postdoc bij LiU, en wetenschappers aan de Universiteit van Shenzhen, heeft de resultaten gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Geavanceerde materialen .

Alle optische communicatie vereist snelle en betrouwbare fotodetectoren - materialen die een lichtsignaal opvangen en omzetten in een elektrisch signaal. De huidige optische communicatiesystemen maken gebruik van fotodetectoren die zijn gemaakt van materialen zoals silicium en indium-galliumarsenide. Maar deze zijn duur deels omdat ze ingewikkeld te vervaardigen zijn. Bovendien, deze materialen kunnen niet worden gebruikt in sommige nieuwe apparaten, zoals mechanisch flexibel, lichtgewicht of grote apparaten.

Onderzoekers zijn op zoek naar goedkope vervanging, of in ieder geval aanvullend, materialen voor vele jaren, en heb gekeken, bijvoorbeeld, organische halfgeleiders. Echter, het ladingstransport hiervan is te traag gebleken. Een fotodetector moet snel zijn.

De nieuwe perovskietmaterialen zijn sinds 2009 buitengewoon interessant in onderzoek. maar de nadruk lag op het gebruik ervan in zonnecellen en efficiënte lichtemitterende diodes. Feng Gao, onderzoeker in biomoleculaire en organische elektronica bij LiU, heeft in het najaar van 2016 een Starting Grant van 1,5 miljoen euro gekregen van de European Research Council (ERC), bedoeld voor onderzoek naar het gebruik van perovskieten in lichtgevende dioden.

Perovskieten vormen een geheel nieuwe familie van halfgeleidende materialen die worden bepaald door hun kristalstructuren. Ze kunnen zowel uit organische als anorganische stoffen bestaan. Ze hebben goede lichtgevende eigenschappen en zijn gemakkelijk te vervaardigen. Voor toepassingen zoals light-emitting diodes en efficiënte zonnecellen, de meeste belangstelling is uitgegaan naar perovskieten die bestaan ​​uit een organische stof (die koolstof en waterstof bevat), metaal, en halogeen (fluor, chloor, broom of jodium) ionen. Echter, toen deze samenstelling werd gebruikt in fotodetectoren, het bleek te onstabiel te zijn.

De resultaten veranderden, echter, toen Chunxiong Bao de juiste materialen gebruikte, en slaagde erin om het productieproces en de structuur van de film te optimaliseren.

De film in de nieuwe perovskiet, die alleen anorganische elementen bevat (cesium, leiding, jodium en broom), is getest in een systeem voor optische communicatie, die zijn vermogen om zowel tekst als afbeeldingen over te dragen bevestigde, snel en betrouwbaar. De kwaliteit ging niet achteruit, zelfs na 2, 000 uur bij kamertemperatuur.

"Het is erg verheugend dat we al resultaten hebben bereikt die heel dicht bij de toepassing liggen, " zegt Feng Gao, wie leidt het onderzoek, samen met professor Wenjing Zhang aan de universiteit van Shenzhen.