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Des perovskites hybrides pour communiquer

Développer de nouvelles sources de lumière visible, diodes électroluminescentes et lasers, basées sur des cristaux de pérovskites hybrides halogénées, afin de compléter la panoplie des sources visibles pour les télécommunications : tel est l'objectif du projet EMIPERO.

Aujourd'hui un flot de données croît de façon exponentielle

Notre société est basée sur les technologies de communication, le flot de données à échanger croît de façon exponentielle et les communications sans fil (le wifi : Wireless Fidelity) sont maintenant passées dans la vie courante. Les technologies sans fil sont basées sur des sources de lumières qui sont soit des diodes électroluminescentes, soit des lasers si on veut transporter les informations sur de grandes distances à l’intérieur de fibres optiques.

Actuellement, la longueur d’onde magique qui est utilisée pour les télécommunications se situe dans le domaine de l’infrarouge, une couleur non visible pour un œil humain. Depuis une dizaine d’année est explorée la possibilité de communiquer en utilisant la lumière visible (le LiFi : Light Fidelity), ce qui permettrait d’utiliser l’éclairage public ou domestique pour transférer nos flots de données. Dans ce genre de technologies, les données sont transportées sous forme de légères modulations de la lumière, indétectables pour l’œil humain, dont la fréquence doit être la plus haute possible de façon à transporter le plus d’informations possible.

Les diodes électroluminescentes

Suite au prix Nobel de Nakamura en 2014, qui a inventé des diodes électroluminescentes efficaces, les lampes à incandescence ont progressivement laissé la place à cette nouvelle technologie d’éclairage, qui est bien plus économe en énergie et qui est modulable à haute fréquence (taux de transition des données jusqu’à environ 4 Gbits/s).

Cependant, ces diodes électroluminescentes sont constituées de matériaux semi-conducteurs contenant des éléments chimiques rares qui peuvent poser des problèmes d’approvisionnement, et elles sont encore assez coûteuses car les méthodes de dépôt des matériaux semi-conducteurs réclament des moyens sophistiqués (hautes températures, vide).  

Le projet EMIPERO : de nouvelles sources de lumière visible

Dans le projet EMIPERO, soutenu par l’Agence Nationale pour la Recherche, l’équipe de E. Deleporte et ses partenaires à Limoges (laboratoire XLIM de l’Université de Limoges) et à Lyon (laboratoire INL de l’Ecole Centrale Lyon) proposent de réaliser de nouvelles sources de lumière visible, diodes électroluminescentes et lasers, basées sur des cristaux de pérovskites hybrides halogénées, qui viendront compléter la panoplie des sources visibles pour les télécommunications.

Les pérovskites hybrides halogénées sont constituées d’éléments chimiques organiques et inorganiques abondants sur terre, elles sont peu chères et peuvent se déposer en couches extrêmement fines (d’épaisseur une fraction de micromètre) à partir de solutions contenant les précurseurs de la molécule : les composants émetteurs de lumière seront alors imprimables -en quelque sorte !- suivant le principe de l’imprimante à jet d’encre.

De plus, elles présentent d’excellentes propriétés d’émission de la lumière, dont la longueur d’onde peut facilement être variée en modifiant la composition chimique de la molécule ; les électrons se déplacent avec suffisamment de facilité dans la structure cristalline pour atteindre de hautes fréquences de modulation de la lumière.