El desarrollo continuo de la electrónica de consumo, las comunicaciones móviles y las tecnologías informáticas avanzadas ha llevado a un rápido crecimiento del tráfico de datos, creando importantes desafíos para la industria de las comunicaciones.
Los sistemas de comunicación basados en diodos emisores de luz (LED) pueden ser una tecnología fundamental para hacer frente a los retos de la comunicación del futuro, y los LED basados en materiales semiconductores emergentes, que pueden ofrecer propiedades optoelectrónicas sintonizables y fabricación procesable por solución, son de particular interés en el desarrollo de comunicaciones de datos de próxima generación.
Una nueva investigación llevada a cabo por investigadores de la Universidad de Surrey y la Universidad de Cambridge, junto con socios de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónicas de China, ha encontrado prometedores semiconductores, relativamente inexplorados, que podrían satisfacer la cada vez más demanda de la industria de telecomunicaciones de enormes cantidades de datos a velocidades cada vez mayores.
En concreto se revisa el desarrollo de materiales LED emergentes para su uso en comunicaciones ópticas: semiconductores orgánicos, puntos cuánticos coloidales y perovskitas de halogenuro metálico.
El equipo de investigación exploró los esfuerzos para mejorar el rendimiento y la eficiencia de estos LED, y consideraron sus posibles aplicaciones en interconexiones en el chip y Li-Fi.
“Hay una gran emoción alrededor de los puntos cuánticos y la perovskita porque ofrecen una gran promesa para el desarrollo de módulos de comunicación de baja potencia, rentables y escalables. Aunque es probable que las tecnologías convencionales de película delgada inorgánica sigan desempeñando un papel dominante en las comunicaciones ópticas, creemos que los LED basados en estos materiales pueden desempeñar un papel complementario que podría tener un impacto considerable en la industria”, explica el Dr. Aobo Ren, co-primer autor e investigador postdoctoral visitante en la Universidad de Surrey.
“Las aplicaciones futuras de los LED no se limitarán a los campos de iluminación y pantallas. El desarrollo de LED basados en estos materiales procesables en soluciones para fines de comunicación óptica apenas ha comenzado, y su rendimiento aún está lejos de lo que se requiere. Es necesario y oportuno discutir las estrategias potenciales y presentar desafíos técnicos para el despliegue de enlaces de comunicación del mundo real utilizando estos LED desde los aspectos de material, dispositivo y sistema”, detalla Hao Wang, el co-primer autor y estudiante de doctorado en la Universidad de Cambridge.
“Los dispositivos fotónicos para el Internet de las Cosas (IoT) y los sistemas de comunicación 6G deben ser de alta velocidad, bajo costo y fáciles de integrar. Los semiconductores orgánicos, los puntos cuánticos y las perovskitas son materiales prometedores que podrían utilizarse para complementar y/o competir con las contrapartes inorgánicas convencionales en particular las aplicaciones optoelectrónicas”, añade el profesor Jiang Wu, el autor correspondiente de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónicas de China.
“Los sistemas de comunicación IoT y 6G representan un mercado de billones de dólares en los próximos años. Estamos orgullosos de colaborar con los mejores equipos de investigación en este campo y acelerar el desarrollo de tecnología emergente de comunicación de datos para una rápida entrada en el mercado en la próxima década”, concluye el Dr. Wei Zhang, autor correspondiente y profesor titular de la Universidad de Surrey.
Puede consultar todos los resultados de la investigación en el Paper recién publicado en “Nature Electronics”
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00624-7
