Perovskit Tabanlı LED’lerin Geleceği
Araştırmacılar, perovskit tabanlı ışık yayan diyotların (LED’lerin), mevcut internet bant genişliğini büyük ölçüde artırmanın anahtarı olabileceğini ve aynı zamanda enerji tüketimini ve maliyetlerini düşürerek önemli faydalar sağlayabileceğini öne sürdüler. Perovskit, ilk kez 1839 yılında Rusya’nın Ural Dağları’nda tanımlanan ve esasen kalsiyum, titanyum ve oksijenden oluşan doğal bir mineral olarak bilinir. Üstelik, bu mineral, Dünya’nın kabuğundaki en yaygın on elementten biri olan bileşenleri içerir. Perovskit, aynı elementlerin bir araya gelmesiyle oluşan ve küçük miktarlarda diğer elementlerle katkı sağlanmış bir malzeme sınıfına adını vermektedir.
Keşfedilmelerinin ardından neredeyse iki yüzyıl boyunca perovskitler, yalnızca kimyagerlerin ilgisini çeken bir merak konusu olarak kalmıştı. Ancak son yıllarda, perovskitlerin yapısındaki atomların türüne bağlı olarak farklı elektriksel özellikler gösterebilme yetenekleri onları dikkat çekici bir malzeme haline dönüştürdü. Artık, perovskitler güneş ışığından enerji elde etmenin en verimli yollarından biri olarak kabul ediliyor ve bu alanda gelişmeye devam ediyor. Ayrıca, perovskitler, geleneksel silikon bazlı güneş pillerine kıyasla çok daha düşük maliyetle üretilebilme potansiyeline sahipken, silikon bir taban üzerine yerleştirilen bir perovskit tabakası, tek başına daha fazla ışık tutma kapasitesine sahiptir.
On yıl önce, perovskitlerin ışığı tutma potansiyeli dünya çapında duyurulduğunda, daha verimli ve esnek LED’ler sağlayarak ışığı yaymada daha etkili yollar sunabileceği de belirtilmişti. İklim ve enerji krizinin pençesinde kıvranan bir gezegen için bu, son derece önemli bir gelişme gibi görünmektedir. LED TV ekranlarının aydınlatılması için daha az enerjiye ihtiyaç duyması, kesinlikle önemli bir kazanım.
Ancak, Cambridge ve Surrey Üniversiteleri’ndeki araştırmacılar, perovskit LED’lerin kapasitelerinin düşündüğümüzden çok daha fazla olabileceğini gösterdi. Araştırmacılar, 42,6 MHz’lik modülasyon bant genişlikleri ve 50 Mbps’den fazla veri iletim hızları üreten metal-halid perovskit LED’leri geliştirdiklerini duyurdular. Bunun yalnızca bir başlangıç olduğunu ve gigahertz aralığında bant genişliklerinin mümkün olduğunu öngörüyorlar.
Fizikçiler, on yıllardır fotonikleri veri işlemenin geleceği olarak değerlendiriyor, bu sayede elektronları kelimenin tam anlamıyla ışık hızında hareket eden fotonlarla değiştirmeyi amaçlıyorlar. Ancak bu sürecin pratikte gerçekleşmesinin beklenenden daha zor olduğu anlaşılmıştır. Verimlilik, bilgi taşıyan fotonların hareketlerinden çok, iletim cihazlarının kapasitesi ile sınırlıdır. Fakat ekip, perovskit LED’lerin yıldırım hızında açılıp kapanma yeteneğinin, bu alanda ihtiyaç duyulan ilerlemeyi sağlayabileceğini düşünüyor. Perovskitler ayrıca silikon çipler gibi alt tabakalara yerleştirilerek doğrudan işleme cihazlarına entegre edilebilir.
