Forskare vid Linköpings universitet, tillsammans med kollegor i Kina, har utvecklat en liten enhet som är både en optisk sändare och en mottagare. "Detta är mycket viktigt för miniatyriseringen av optoelektroniska system, "säger LiU -professor Feng Gao.

Chunxiong Bao, postdoc vid Linköpings universitet, skriver in en mening på en datorskärm, och samma mening visas omedelbart på den intilliggande skärmen, optiskt överförd från en diod till en annan. Dioden är gjord av perovskit, en av en stor familj av material som definieras av sin speciella kristallstruktur.

Perovskiter består av metall och halogen och har visat sig vara mångsidiga halvledare som är enkla och billiga att tillverka. De har också den användbara egenskapen att både detektera och avge ljus. Forskare vid Linköpings universitet, tillsammans med kollegor i Kina, har nu utvecklat en diod som kan riktas i två riktningar:den kan ta emot optiska signaler och den kan lika gärna överföra dem. Detta innebär att text och bilder kan överföras trådlöst från en enhet till en annan och tillbaka igen, med två identiska enheter. Och så snabbt att vi upplever det som att det sker i realtid.

Hösten 2018 Chunxiong Bao upptäckte den korrekta perovskiten för att bygga en fotodetektor som visar högre prestanda och längre livslängd, och beskrev detta i en artikel i Avancerade material . Utvecklingen av ljusemitterande dioder från perovskiter har också gjort snabba framsteg. Weidong Xu, postdoc vid Linköpings universitet, utvecklade en perovskit ljusdiod med en verkningsgrad på 21% förra året, som är bland de bästa i världen, och publicerade resultaten i Naturfotonik . Vad forskarna nu har uppnått är att utveckla en perovskit som består av en lysdiod och som samtidigt är en utmärkt fotodetektor.

All optisk kommunikation kräver snabba och pålitliga fotodetektorer – enheter som fångar ljus och omvandlar det till en elektrisk signal. Nuvarande optiska kommunikationssystem använder fotodetektorer gjorda av material som kisel och indiumgalliumarsenid. Dessa är, dock, dyra och de kan inte användas i applikationer som kräver låg vikt, flexibilitet, eller stora ytor.

"För att demonstrera potentialen hos vår diod med dubbelfunktion, vi har byggt en monolitisk sensor som detekterar hjärtslag i realtid, och en optisk, dubbelriktat kommunikationssystem, " säger Chunxiong Bao, forskare vid avdelningen för biomolekylär och organisk elektronik.

Denna lilla enhet som både kan ta emot och sända optiska signaler ger en unik möjlighet att förenkla och krympa funktionaliteten hos de nuvarande optiska systemen, särskilt med tanke på att den också kan integreras med traditionella elektroniska kretsar.

"Vi har lyckats integrera optisk signalöverföring och mottagning i en krets, något som gör det möjligt att överföra optiska signaler i båda riktningarna mellan två identiska kretsar. Detta är värdefullt inom miniatyriserad och integrerad optoelektronik, "säger Feng Gao, professor och forskningschef vid avdelningen för biomolekylär och organisk elektronik.

Resultaten har publicerats i Naturelektronik .