Standard lysdioder (LED) som används för hemmabelysning kan nu överföra data snabbare mellan elektroniska enheter, tack vare ny forskning från A*STAR.

Trådlös kommunikation med synligt ljus – även känd som Li-Fi – bygger på datasignaler kodade i otroligt korta ljuspulser, alldeles för snabbt för ögat att se. Genom att komplettera överbelastade Wi-Fi-nätverk, Li-Fi kan öka kapaciteten och hastigheten för dataöverföring på kontor, hem och offentliga utrymmen. Dock, vita lysdioder använder vanligtvis en fosforbeläggning för att skapa ett naturligt vitt ljus, och den tid det tar för fosforens glöd att blekna begränsar hur snabbt lysdioden kan överföra data.

Tidigare lösningar krävde vanligtvis installation av nya typer av vita lysdioder. Istället, Ee Jin Teo från A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, och kollegor, har utvecklat en Li-Fi-mottagare som övervinner dessa problem. I stället för att använda en konventionell kiselfotodiod för att detektera överföringar, de fann att en indium galliumnitrid (InGaN) LED är en effektiv datamottagare.

Avgörande, teamets InGaN -lysdioder kan bara detektera den "snabba" blå komponenten i fosforns vita ljus, som bleknar på bara en nanosekund, och inte den "långsamma" gula komponenten som tar mer än 50 nanosekunder att blekna bort.

Forskarna gav också sin InGaN LED en texturerad yta, så att varje kvadratcentimeter täcktes med en miljard V-formade gropar (se bild), ungefär 150 nanometer djup. Dessa V-gropar sprider inkommande ljus, vilket gör att LED:s aktiva lager absorberar mer än dubbelt så mycket blått ljus som en LED med slät yta.

Tester med en vit LED visade att InGaN LED med V-gropar var en mycket bättre mottagare än en vanlig kiselfotodetektor. "Med hjälp av en kiselfotodetektor, den vita lysdioden kan nå en växlingshastighet på fem megahertz – detta innebär vanligtvis en dataöverföringshastighet på upp till 100 megabit per sekund, "säger Teo." Med vår InGaN LED som en detektor, denna omkopplingshastighet kan ökas med fyra gånger, möjliggör snabbare dataöverföringshastigheter från vita lysdioder. "

Hon noterar, dock, att eftersom mottagaren bara plockar upp en del av den vita LED -lampan, det kan minska intervallet över vilket data kan överföras.

"Nästa steg i vår forskning, "tillägger hon, "är att implementera detta koncept i en dongel där samma lysdiod kan användas för överföring och för att upptäcka data."