新型有機LED突破數(shù)據(jù)速度

研究人員正在用一種新型有機LED來突破數(shù)據(jù)速度的界限。

近年來，對更快數(shù)據(jù)傳輸速度的日益增長的需求已經(jīng)將研究者的注意力從帶寬受限的無線電技術(shù)轉(zhuǎn)移到光無線通信系統(tǒng)，它通過利用電磁頻譜的紫外到紅外區(qū)域提供“實際上”無限的帶寬(>400?THz)。在這些系統(tǒng)中，可見光通信(VLC)之所以吸引人，是因為它有可能利用已經(jīng)廣泛用于從照明系統(tǒng)到移動電話和電視顯示器這些商業(yè)應(yīng)用中的發(fā)光設(shè)備。

在迄今為止報道的最快的VLC鏈路中，光發(fā)射器由發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)組成，這些二極管以無機半導(dǎo)體（通常是氮化鎵）作為發(fā)射介質(zhì)，具有高光輸出功率和寬帶寬 。這些特性使無機LED和LD適合集成到能夠同時提供白色照明和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬捎谜彰髟O(shè)備中。但是，有機發(fā)光二極管(OLED)的使用是一種有效的替代，這對于VLC引起了極大的關(guān)注。人們對用于通信的OLED的興趣不僅受到它們在顯示技術(shù)中的廣泛使用的推動，還受到有機電子技術(shù)成功的相同優(yōu)勢的驅(qū)動。重要的是，有機半導(dǎo)體可以通過熱蒸發(fā)或旋涂、刮涂、噴墨、噴涂溶液廉價地大面積沉積。大面積OS(Organic semiconductor)的照明設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入市場，并且有望成為OLED(AMOLED)顯示器之后OS(Organic semiconductor)的下一個大規(guī)模應(yīng)用。

可見光通信(VLC)是一種依靠光強度調(diào)制的無線技術(shù)，可能會改變物聯(lián)網(wǎng)(IoT)連接。但是，非透明介質(zhì)中可見光的低穿透深度阻礙了VLC。一種解決方案是將操作擴展到“近（不）可見”近紅外（NIR，700-1000 nm）區(qū)域，將光譜范圍擴展到近紅外（NIR，700–1000 nm）不僅可以擴展VLC鏈路的帶寬，而且還可為將其集成到許多利用NIR輻射的應(yīng)用中鋪平道路。近紅外發(fā)射裝置用于幾個不同的領(lǐng)域，包括安全性、生物檢測和光動力/光熱治療，后兩者得益于該光譜窗口中生物組織的半透明性。在可穿戴或植入式生物傳感器的情況下，NIR光子可用于監(jiān)視人類生命體征并與其他設(shè)備進(jìn)行無線通信。

科學(xué)家創(chuàng)造了新的遠(yuǎn)紅/近紅外溶液處理的OLED。通過將設(shè)備集成到實時VLC裝置中，如下圖1a所示，達(dá)到了超過1 Mb / s的無錯誤傳輸速度通。成功地擴展了帶寬，并為有機發(fā)光二極管實現(xiàn)了有史以來最快的數(shù)據(jù)速度。

圖1. 用于VLC的發(fā)近紅外光的OLED

新型OLED在《光科學(xué)與應(yīng)用》雜志上進(jìn)行了描述，為新型物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接以及可穿戴和可植入生物傳感器技術(shù)創(chuàng)造了機遇。

該項目是紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)、倫敦大學(xué)學(xué)院、倫敦納米技術(shù)中心、波蘭科學(xué)院有機化學(xué)研究所（波蘭華沙）和國家研究委員會納米結(jié)構(gòu)材料研究所(CNR-ISMN, Bologna, Italy)之間的合作。

從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的角度來看，該團(tuán)隊通過這一開創(chuàng)性設(shè)備實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率足以支持室內(nèi)點對點鏈路。

研究人員強調(diào)了在沒有計算復(fù)雜和功率要求高的均衡器的情況下實現(xiàn)這種數(shù)據(jù)速率的可能性。由于有機發(fā)光二極管的活性層中沒有有毒的重金屬，新的VLC裝置有望集成便攜式、可佩戴或可植入的有機生物傳感器。