Južnokorejski istraživači su uspješno razvili tehnologiju za masovnu proizvodnju lasera kvantnih tačaka, koji se naširoko koriste u centrima podataka i kvantnim komunikacijama. Proboj otvara put za smanjenje troškova proizvodnje poluvodičkih lasera na jednu šestinu sadašnjeg nivoa.
Istraživački institut za elektroniku i telekomunikacije (ETRI) objavio je da su po prvi put u Koreji razvili tehnologiju za masovnu proizvodnju lasera kvantnih tačaka koristeći sistem za taloženje metalnih organskih hemijskih para (MOCVD).
ETRI Odjel za istraživanje optičkih komunikacijskih komponenti uspješno je razvio indijum arsenid/galijum arsenid (InAs/GaAs) kvantne laserske diode na podlogama od galijum arsenida (GaAs) za opseg talasne dužine od 1,3 µm koji se koristi u optičkim komunikacijama.
Tradicionalno, laserske diode kvantnih tačaka se proizvode upotrebom tehnologije epitaksije molekularnog snopa (MBE), ali ova metoda je neefikasna zbog spore stope rasta, što čini masovnu proizvodnju izazovnom. Koristeći MOCVD, koji ima veću proizvodnu efikasnost, istraživački tim je uvelike poboljšao efikasnost proizvodnje lasera s kvantnim tačkama. Laseri s kvantnim tačkama poznati su po svojim odličnim temperaturnim karakteristikama i jakoj toleranciji na defekte podloge, što omogućava veće površine supstrata, čime se smanjuje potrošnja energije i troškovi proizvodnje.
Novorazvijena tehnologija proizvodnje kvantnih tačaka ima veliku gustinu i dobru uniformnost. Proizvedeni poluprovodnički laser s kvantnim tačkama može kontinuirano raditi na temperaturama do 75 stepeni Celzijusa, što ukazuje da je MOCVD tehnologija postigla vodeće rezultate u svijetu.
Ranije je optička komunikaciona oprema koristila skupe supstrate od 2-inča indijum fosfida (InP), što je rezultiralo visokim troškovima proizvodnje. Nova tehnologija koristi supstrate od galij-arsenida koji koštaju manje od jedne trećine InP supstrata i očekuje se da će smanjiti troškove proizvodnje komunikacionih poluvodičkih lasera na manje od jedne šestine.
Tehnologija je u mogućnosti da koristi podloge velike površine, tako da može značajno smanjiti vrijeme procesa i materijalne troškove.
Istraživački tim planira daljnju optimizaciju i verifikaciju ove tehnologije kako bi poboljšao njenu pouzdanost i prenio je na domaće kompanije za optičke komunikacije. Ove kompanije će dobiti ključnu tehnološku i infrastrukturnu podršku preko ETRI-jeve livnice poluprovodnika kako bi se ubrzala komercijalizacija.
Očekuje se da će smanjenje vremena razvoja i proizvodnih troškova povećati konkurentnost proizvoda i potencijalno povećati udio na međunarodnom tržištu. Očekuje se da će ovaj napredak promovirati razvoj domaće industrije optičkih komunikacijskih komponenti.
U modernom društvu, optička komunikacija je naš stub industrije. Ovo dostignuće istraživačkog tima revolucioniraće razvoj izvora svjetlosti, povezivanje stambenih zgrada s velikim gradovima i podmorskih optičkih kablova.
Profesor Dae Myung Geum sa Nacionalnog univerziteta Chungbuk, jedan od učesnika u ovom istraživanju, rekao je: "Tehnologija masovne proizvodnje kvantnih tačaka može značajno smanjiti troškove proizvodnje skupe optičke komunikacione opreme, poboljšati konkurentnost optičke komunikacijske komponente u zemlji. industrije i daju veliki doprinos osnovnim naučnim istraživanjima." Dr. Ho Sung Kim iz Odjela za istraživanje optičkih komunikacijskih komponenti ETRI-a rekao je: "Ovo istraživačko dostignuće je najbolji primjer osiguravanja komercijalne održivosti i fundamentalne inovacije, i ima potencijal da promijeni paradigmu industrije lasera poluvodičkih optičkih komunikacija."
