如今，幾乎所有電腦、平板電腦和手機都具備Wi-Fi功能，可以在一定範圍的無線電頻率上接收和傳輸資料。但一種新興技術，即可見光通訊，有朝一日可能會利用照亮房間的光線（透過“智慧照明”）來傳輸這些資料。現在，半導體有機聚合物的“雙雄組合”正使這個夢想更進一步。當被髮光二極體（LED）激發時，這種聚合物對有助於產生可以快速開關以編碼資訊的白光 (ACS Photonics 2015年，DOI:10.1021/ph500451y)。
流式傳輸高畫質電影和線上遊戲正在使許多Wi-Fi網路的容量緊張，無線電和微波頻譜中幾乎沒有剩餘空間用於額外的傳輸通道。透過用熒光粉塗覆藍色LED以產生白光，研究人員希望提供一種結合照明和通訊的替代資料高速公路。這些燈光閃爍速度太快，肉眼無法看到，可以透過一系列閃爍來傳輸大量資料。與單獨的照明和資料系統相比，這種雙用途LED還可以降低成本並節省能源，聖安德魯斯大學的物理學家格雷厄姆·A·特恩布林說。
特恩布林和他的同事們的目標是開發能夠每秒傳送千兆位元資料並提供自然白光的LED。生產出滿足這兩個標準的裝置是一項艱鉅的挑戰。例如，用於塗覆藍色LED的無機熒光粉可能會吸收一些藍光並將其重新發射為黃光。但是，來自這些裝置的白光在突出某些顏色方面效果不佳，會使紅色物體看起來呈渾濁的棕色。更糟糕的是，這些無機熒光粉具有相對較長的光致發光壽命——從開啟到關閉需要微秒級的時間——對於編碼資料來說太慢了，無法接受。
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因此，該團隊想知道，一對有機聚合物是否可以作為熒光粉的替代品。有機半導體聚合物傾向於更快地開啟和關閉，並具有更寬的發射光譜，這有助於提高光質量。此外，它們易於混合並塗覆到LED上。特恩布林和他的同事們使用了一種聚(對苯撐乙烯)衍生物BBEHP-PPV，它可以吸收來自氮化銦鎵LED的一些藍光，並將其重新發射為綠光。另一種PPV衍生物MEH-PPV，然後從BBEHP-PPV中竊取一些能量，並將其發射為橙紅色光。
這些聚合物共同產生了比以前的智慧照明工作更高質量的白光。特恩布林說：“它在正確的範圍內，與傳統的LED照明相當。” 至關重要的是，這些聚合物的光致發光壽命也小於1納秒，從而實現了快速切換。該團隊的原理驗證裝置以每秒350兆位元的速度在5釐米的距離內傳送資料，誤差極小，速度比市售無機熒光粉快35倍。
米蘭義大利理工學院的光子學研究員古列爾莫·蘭扎尼說：“他們所做的事情確實令人印象深刻。” 蘭扎尼補充說，更重要的是，研究人員可以測試許多其他特性良好的半導體有機聚合物的可見光通訊能力。
特恩布林和他的同事們現在正在調整MEH-PPV的結構，以提高其能源效率並使其更紅，這將使白光的色調更溫暖。特恩布林預測：“智慧照明是一個將大幅增長的領域。”