Корейський інститут передових технологій KAIST представив новий спосіб бездротового зв’язку, який використовує світло замість радіохвиль. Спільна розробка з Корейським науково-дослідним інститутом стандартів і науки описана в журналі Advanced Materials.
Li-Fi (Light Fidelity) — це технологія бездротового зв’язку, що працює у видимому світловому діапазоні 400–800 ТГц. Вона забезпечує швидкість передачі даних до 224 Гбіт/с, що у 100 разів швидше, ніж звичний Wi-Fi. На відміну від нього, новинка не має обмежень щодо розподілу частот і менш схильна до перешкод, проте через відкритість світлового сигналу традиційно вважалася менш безпечною. Утім, південнокорейським науковцям вдалося розв’язати цю проблему, представивши нову платформу, яка одночасно підвищує швидкість і покращує безпеку.
В основі розробки — високоефективний світловипромінювальний тріод із використанням екологічно чистих квантових точок — матеріалів з низькою токсичністю та високою надійністю. Під впливом електричного поля цей елемент генерує світло, яке проходить крізь електроди з мікроскопічними отворами.
«Оптичний передавач із вбудованим шифруванням» перетворює інформацію на світло й одночасно її шифрує. Завдяки цьому можлива безпечна передача даних без застосування складного додаткового обладнання.
Зовнішній квантовий коефіцієнт ефективності (EQE) світлотріода — показник того, наскільки ефективно електроенергія перетворюється на світло — сягає 17,4%, а яскравість — 29 000 ніт, що більш ніж у 10 разів перевищує максимальну яскравість OLED-екранів смартфонів. Для комерційного застосування зазвичай вважаються придатними пристрої з EQE близько 20%.
Щоб точніше зрозуміти, як пристрій перетворює інформацію на світло, дослідники застосували метод аналізу перехідної електролюмінесценції. Вони подавали надкороткі імпульси (тривалістю в сотні наносекунд) і аналізували характеристики світіння. Це дозволило вивчити рух зарядів у пристрої на наносекундному рівні й розкрити механізм роботи двоканальної світлової модуляції.
«Це дослідження долає обмеження існуючих оптичних комунікаційних пристроїв і пропонує нову платформу зв’язку, яка не лише збільшує швидкість передачі, а й підвищує рівень безпеки. Технологія, яка дозволяє одночасно шифрувати та передавати дані без потреби у додатковому обладнанні, може знайти широке застосування в різних сферах, де важлива безпека», — пояснив професор Чо Химчан із KAIST.