I ricercatori delle università di Linköping e Shenzhen hanno mostrato come una perovskite inorganica può essere trasformata in un fotorilevatore economico ed efficiente che trasferisce sia testo che musica. "È un materiale promettente per la futura comunicazione ottica rapida", dice Feng Gao, ricercatore presso l'Università di Linköping.

"Le perovskiti dei materiali inorganici hanno un enorme potenziale per influenzare lo sviluppo della comunicazione ottica. Questi materiali hanno tempi di risposta rapidi, sono semplici da produrre, e sono estremamente stabili." Così dice Feng Gao, docente senior presso LiU che, insieme ai colleghi che includono Chunxiong Bao, postdoc presso LiU, e scienziati dell'Università di Shenzhen, ha pubblicato i risultati sulla prestigiosa rivista Materiale avanzato .

Tutte le comunicazioni ottiche richiedono fotorilevatori rapidi e affidabili, materiali che catturano un segnale luminoso e lo convertono in un segnale elettrico. Gli attuali sistemi di comunicazione ottica utilizzano fotorivelatori realizzati con materiali come silicio e arseniuro di indio e gallio. Ma questi sono costosi, in parte perché sono complicati da fabbricare. Inoltre, questi materiali non possono essere utilizzati in alcuni nuovi dispositivi, come meccanicamente flessibile, dispositivi leggeri o di grandi dimensioni.

Il ricercatore ha cercato un sostituto economico, o almeno integrativa, materiali per molti anni, e ho guardato, Per esempio, semiconduttori organici. Però, il trasporto di carica di questi si è rivelato troppo lento. Un fotorilevatore deve essere rapido.

I nuovi materiali perovskite sono estremamente interessanti nella ricerca dal 2009, ma l'attenzione si è concentrata sul loro uso nelle celle solari e nei diodi emettitori di luce efficienti. Feng Gao, ricercatore in Elettronica Biomolecolare e Organica presso LiU, ha ricevuto un finanziamento iniziale di 1,5 milioni di euro dal Consiglio europeo della ricerca (CER) nell'autunno del 2016, destinato alla ricerca sull'uso delle perovskiti nei diodi emettitori di luce.

Le perovskiti formano una famiglia completamente nuova di materiali semiconduttori definiti dalle loro strutture cristalline. Possono essere costituiti sia da sostanze organiche che inorganiche. Hanno buone proprietà di emissione di luce e sono facili da fabbricare. Per applicazioni come diodi emettitori di luce e celle solari efficienti, maggior interesse è stato posto sulle perovskiti che consistono in una sostanza organica (contenente carbonio e idrogeno), metallo, e alogeno (fluoro, cloro, bromo o iodio). Però, quando questa composizione è stata utilizzata nei fotorivelatori, si è rivelato troppo instabile.

I risultati sono cambiati, però, quando Chunxiong Bao usava i materiali giusti, ed è riuscito a ottimizzare il processo di produzione e la struttura del film.

Il film nella nuova perovskite, che contiene solo elementi inorganici (cesio, guida, iodio e bromo), è stato testato in un sistema per la comunicazione ottica, che ha confermato la sua capacità di trasferire sia testo che immagini, rapido e affidabile. La qualità non è peggiorata, anche dopo le 2, 000 ore a temperatura ambiente.

"È molto gratificante che abbiamo già raggiunto risultati molto vicini all'applicazione, "dice Feng Gao, chi conduce la ricerca, insieme al professor Wenjing Zhang dell'Università di Shenzhen.