I diodi a emissione di luce standard (LED) utilizzati per l'illuminazione domestica possono ora trasmettere dati più rapidamente tra dispositivi elettronici, grazie alla nuova ricerca di A*STAR.

La comunicazione wireless a luce visibile, nota anche come Li-Fi, si basa su segnali di dati codificati in impulsi di luce incredibilmente brevi, troppo veloce per essere visto dall'occhio. Integrando le reti Wi-Fi congestionate, Il Li-Fi potrebbe aumentare la capacità e la velocità di trasmissione dei dati negli uffici, abitazioni e spazi pubblici. Però, i LED bianchi in genere utilizzano un rivestimento al fosforo per creare una luce bianca dall'aspetto naturale, e il tempo impiegato dal bagliore del fosforo per svanire limita la velocità con cui il LED può trasmettere i dati.

Le soluzioni precedenti in genere richiedevano l'installazione di nuovi tipi di LED bianchi. Anziché, Ee Jin Teo dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, e colleghi, hanno sviluppato un ricevitore Li-Fi che supera questi problemi. Invece di utilizzare un convenzionale fotodiodo al silicio per rilevare le trasmissioni, hanno scoperto che un LED al nitruro di indio gallio (InGaN) è un efficace ricevitore di dati.

In modo cruciale, i LED InGaN del team possono rilevare solo la componente blu "veloce" della luce bianca del fosforo, che svanisce in un solo nanosecondo, e non il componente giallo "lento" che impiega più di 50 nanosecondi per svanire.

I ricercatori hanno anche dato al loro LED InGaN una superficie strutturata, in modo che ogni centimetro quadrato fosse coperto da un miliardo di fosse a forma di V (vedi immagine), circa 150 nanometri di profondità. Questi pozzi a V diffondono la luce in arrivo, consentendo agli strati attivi del LED di assorbire più del doppio della luce blu rispetto a un LED con una superficie liscia.

I test con un LED bianco hanno mostrato che il LED InGaN con V-pit era un ricevitore molto migliore di un fotorilevatore al silicio standard. "Utilizzando un fotorilevatore al silicio, il LED bianco può raggiungere una velocità di commutazione di cinque megahertz, questo in genere significa una velocità di trasmissione dati fino a 100 megabit al secondo, " dice Teo. "Con il nostro LED InGaN come rilevatore, questa velocità di commutazione può essere aumentata di quattro volte, consentendo velocità di trasmissione dati più elevate dai LED bianchi."

lei nota, però, che poiché il ricevitore sta captando solo una parte della luce del LED bianco, può ridurre l'intervallo entro il quale i dati possono essere trasmessi.

"La fase successiva della nostra ricerca, "aggiunge, "è implementare questo concetto in un dongle in cui lo stesso LED può essere utilizzato per la trasmissione e il rilevamento dei dati".