Ricercatori dell'Università di Linköping, insieme ai colleghi in Cina, hanno sviluppato una minuscola unità che è sia un trasmettitore ottico che un ricevitore. "Questo è molto significativo per la miniaturizzazione dei sistemi optoelettronici, ", afferma il professore di LiU Feng Gao.

Chunxiong Bao, postdoc presso l'Università di Linköping, digita una frase sullo schermo di un computer, e la stessa frase appare immediatamente sullo schermo vicino, trasferiti otticamente da un diodo all'altro. Il diodo è realizzato in perovskite, uno di una grande famiglia di materiali definiti dalla loro speciale struttura cristallina.

Le perovskiti sono costituite da metallo e alogeno e si sono rivelate semiconduttori versatili, facili ed economici da produrre. Hanno anche l'utile proprietà di rilevare ed emettere luce. Ricercatori dell'Università di Linköping, insieme ai colleghi in Cina, ora hanno sviluppato un diodo che può essere diretto in due direzioni:può ricevere segnali ottici e può altrettanto facilmente trasmetterli. Ciò significa che testo e fotografie possono essere trasmessi in modalità wireless da un'unità all'altra e viceversa, utilizzando due unità identiche. E così rapidamente che lo sperimentiamo come accade in tempo reale.

Nell'autunno del 2018 Chunxiong Bao ha scoperto la perovskite corretta per costruire un fotorilevatore che mostra prestazioni più elevate e una durata maggiore, e l'ho descritto in un articolo in Materiale avanzato . Anche lo sviluppo di diodi emettitori di luce dalle perovskiti ha compiuto rapidi progressi. Weidong Xu, postdoc presso l'Università di Linköping, ha sviluppato un diodo a emissione di luce in perovskite con un'efficienza del 21% l'anno scorso, che è tra i migliori al mondo, e ha pubblicato i risultati in Fotonica della natura . Quello che gli scienziati hanno ora ottenuto è sviluppare una perovskite che comprende un diodo emettitore di luce e che allo stesso tempo è un eccellente fotorilevatore.

Tutte le comunicazioni ottiche richiedono fotorilevatori rapidi e affidabili, dispositivi che catturano la luce e la convertono in un segnale elettrico. Gli attuali sistemi di comunicazione ottica utilizzano fotorivelatori realizzati con materiali come silicio e arseniuro di indio e gallio. Questi sono, però, costosi e non possono essere utilizzati in applicazioni che richiedono un peso ridotto, flessibilità, o grandi superfici.

"Per dimostrare le potenzialità del nostro diodo a doppia funzione, abbiamo realizzato un sensore monolitico che rileva i battiti cardiaci in tempo reale, e un ottico, sistema di comunicazione bidirezionale, "dice Chunxiong Bao, ricercatore presso la Divisione di Elettronica Biomolecolare e Organica.

Questa minuscola unità in grado di ricevere e trasmettere segnali ottici offre un'opportunità unica per semplificare e ridurre la funzionalità degli attuali sistemi ottici, in particolare dato che può essere integrato anche con circuiti elettronici tradizionali.

"Siamo riusciti a integrare la trasmissione e la ricezione del segnale ottico in un unico circuito, qualcosa che permetta di trasmettere segnali ottici in entrambe le direzioni tra due circuiti identici. Questo è prezioso nel campo dell'optoelettronica miniaturizzata e integrata, "dice Feng Gao, professore e capo della ricerca presso la Divisione di Elettronica Biomolecolare e Organica.

I risultati sono stati pubblicati in Elettronica della natura .