新型有機LED突破數(shù)據(jù)速度

研究人員正在用一種新型有機LED來突破數(shù)據(jù)速度的界限。

近年來，對更快數(shù)據(jù)傳輸速度的日益增長的需求已經(jīng)將研究者的注意力從帶寬受限的無線電技術轉移到光無線通信系統(tǒng)，它通過利用電磁頻譜的紫外到紅外區(qū)域提供“實際上”無限的帶寬(>400?THz)。在這些系統(tǒng)中，可見光通信(VLC)之所以吸引人，是因為它有可能利用已經(jīng)廣泛用于從照明系統(tǒng)到移動電話和電視顯示器這些商業(yè)應用中的發(fā)光設備。

在迄今為止報道的最快的VLC鏈路中，光發(fā)射器由發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)組成，這些二極管以無機半導體（通常是氮化鎵）作為發(fā)射介質，具有高光輸出功率和寬帶寬 。這些特性使無機LED和LD適合集成到能夠同時提供白色照明和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬捎谜彰髟O備中。但是，有機發(fā)光二極管(OLED)的使用是一種有效的替代，這對于VLC引起了極大的關注。人們對用于通信的OLED的興趣不僅受到它們在顯示技術中的廣泛使用的推動，還受到有機電子技術成功的相同優(yōu)勢的驅動。重要的是，有機半導體可以通過熱蒸發(fā)或旋涂、刮涂、噴墨、噴涂溶液廉價地大面積沉積。大面積OS(Organic semiconductor)的照明設備已經(jīng)進入市場，并且有望成為OLED(AMOLED)顯示器之后OS(Organic semiconductor)的下一個大規(guī)模應用。

可見光通信(VLC)是一種依靠光強度調制的無線技術，可能會改變物聯(lián)網(wǎng)(IoT)連接。但是，非透明介質中可見光的低穿透深度阻礙了VLC。一種解決方案是將操作擴展到“近（不）可見”近紅外（NIR，700-1000 nm）區(qū)域，將光譜范圍擴展到近紅外（NIR，700–1000 nm）不僅可以擴展VLC鏈路的帶寬，而且還可為將其集成到許多利用NIR輻射的應用中鋪平道路。近紅外發(fā)射裝置用于幾個不同的領域，包括安全性、生物檢測和光動力/光熱治療，后兩者得益于該光譜窗口中生物組織的半透明性。在可穿戴或植入式生物傳感器的情況下，NIR光子可用于監(jiān)視人類生命體征并與其他設備進行無線通信。

科學家創(chuàng)造了新的遠紅/近紅外溶液處理的OLED。通過將設備集成到實時VLC裝置中，如下圖1a所示，達到了超過1 Mb / s的無錯誤傳輸速度通。成功地擴展了帶寬，并為有機發(fā)光二極管實現(xiàn)了有史以來最快的數(shù)據(jù)速度。

圖1. 用于VLC的發(fā)近紅外光的OLED

新型OLED在《光科學與應用》雜志上進行了描述，為新型物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接以及可穿戴和可植入生物傳感器技術創(chuàng)造了機遇。

該項目是紐卡斯爾大學、倫敦大學學院、倫敦納米技術中心、波蘭科學院有機化學研究所（波蘭華沙）和國家研究委員會納米結構材料研究所(CNR-ISMN, Bologna, Italy)之間的合作。

從物聯(lián)網(wǎng)應用的角度來看，該團隊通過這一開創(chuàng)性設備實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率足以支持室內點對點鏈路。

研究人員強調了在沒有計算復雜和功率要求高的均衡器的情況下實現(xiàn)這種數(shù)據(jù)速率的可能性。由于有機發(fā)光二極管的活性層中沒有有毒的重金屬，新的VLC裝置有望集成便攜式、可佩戴或可植入的有機生物傳感器。