如今，几乎所有电脑、平板电脑和手机都具备Wi-Fi功能，可以在一定范围的无线电频率上接收和传输数据。但一种新兴技术，即可见光通信，有朝一日可能会利用照亮房间的光线（通过“智能照明”）来传输这些数据。现在，半导体有机聚合物的“双雄组合”正使这个梦想更进一步。当被发光二极管（LED）激发时，这种聚合物对有助于产生可以快速开关以编码信息的白光 (ACS Photonics 2015年，DOI:10.1021/ph500451y)。
流式传输高清电影和在线游戏正在使许多Wi-Fi网络的容量紧张，无线电和微波频谱中几乎没有剩余空间用于额外的传输通道。通过用荧光粉涂覆蓝色LED以产生白光，研究人员希望提供一种结合照明和通信的替代数据高速公路。这些灯光闪烁速度太快，肉眼无法看到，可以通过一系列闪烁来传输大量数据。与单独的照明和数据系统相比，这种双用途LED还可以降低成本并节省能源，圣安德鲁斯大学的物理学家格雷厄姆·A·特恩布尔说。
特恩布尔和他的同事们的目标是开发能够每秒发送千兆比特数据并提供自然白光的LED。生产出满足这两个标准的设备是一项艰巨的挑战。例如，用于涂覆蓝色LED的无机荧光粉可能会吸收一些蓝光并将其重新发射为黄光。但是，来自这些设备的白光在突出某些颜色方面效果不佳，会使红色物体看起来呈浑浊的棕色。更糟糕的是，这些无机荧光粉具有相对较长的光致发光寿命——从开启到关闭需要微秒级的时间——对于编码数据来说太慢了，无法接受。
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因此，该团队想知道，一对有机聚合物是否可以作为荧光粉的替代品。有机半导体聚合物倾向于更快地开启和关闭，并具有更宽的发射光谱，这有助于提高光质量。此外，它们易于混合并涂覆到LED上。特恩布尔和他的同事们使用了一种聚(对苯撑乙烯)衍生物BBEHP-PPV，它可以吸收来自氮化铟镓LED的一些蓝光，并将其重新发射为绿光。另一种PPV衍生物MEH-PPV，然后从BBEHP-PPV中窃取一些能量，并将其发射为橙红色光。
这些聚合物共同产生了比以前的智能照明工作更高质量的白光。特恩布尔说：“它在正确的范围内，与传统的LED照明相当。” 至关重要的是，这些聚合物的光致发光寿命也小于1纳秒，从而实现了快速切换。该团队的原理验证设备以每秒350兆比特的速度在5厘米的距离内发送数据，误差极小，速度比市售无机荧光粉快35倍。
米兰意大利理工学院的光子学研究员古列尔莫·兰扎尼说：“他们所做的事情确实令人印象深刻。” 兰扎尼补充说，更重要的是，研究人员可以测试许多其他特性良好的半导体有机聚合物的可见光通信能力。
特恩布尔和他的同事们现在正在调整MEH-PPV的结构，以提高其能源效率并使其更红，这将使白光的色调更温暖。特恩布尔预测：“智能照明是一个将大幅增长的领域。”