Južnokorejski istraživači uspješno su razvili tehnologiju za masovnu proizvodnju lasera s kvantnim točkama, koji se široko koriste u podatkovnim centrima i kvantnim komunikacijama. Proboj utire put smanjenju troškova proizvodnje poluvodičkih lasera na jednu šestinu trenutne razine.
Istraživački institut za elektroniku i telekomunikacije (ETRI) objavio je da su razvili tehnologiju za masovnu proizvodnju lasera s kvantnim točkama koristeći sustav metalnog organskog kemijskog taloženja iz pare (MOCVD) po prvi put u Koreji.
Odjel za istraživanje optičkih komunikacijskih komponenti ETRI-a uspješno je razvio laserske diode s kvantnim točkama indijevog arsenida/galijevog arsenida (InAs/GaAs) na podlogama od galijevog arsenida (GaAs) za pojas valne duljine od 1,3 µm koji se koristi u optičkim komunikacijama.
Tradicionalno, laserske diode s kvantnom točkom proizvode se pomoću tehnologije epitaksije molekularnim snopom (MBE), ali ova je metoda neučinkovita zbog spore stope rasta, što masovnu proizvodnju čini izazovnom. Korištenjem MOCVD-a, koji ima veću proizvodnu učinkovitost, istraživački tim je uvelike poboljšao proizvodnu učinkovitost kvantnih točkastih lasera. Laseri s kvantnim točkama poznati su po svojim izvrsnim temperaturnim karakteristikama i snažnoj toleranciji na nedostatke supstrata, što omogućuje veće površine supstrata, čime se smanjuje potrošnja energije i troškovi proizvodnje.
Novorazvijena tehnologija proizvodnje kvantnih točaka ima visoku gustoću i dobru ujednačenost. Proizvedeni poluvodički laser s kvantnom točkom može kontinuirano raditi na temperaturama do 75 stupnjeva Celzijusa, što ukazuje da je MOCVD tehnologija postigla vodeće rezultate u svijetu.
Prethodno je oprema za optičku komunikaciju koristila skupe 2-inčne supstrate od indijevog fosfida (InP), što je rezultiralo visokim troškovima proizvodnje. Nova tehnologija koristi supstrate galijevog arsenida koji koštaju manje od jedne trećine InP supstrata i očekuje se da će smanjiti troškove proizvodnje komunikacijskih poluvodičkih lasera na manje od jedne šestine.
Tehnologija može koristiti supstrate velikih površina, tako da može značajno smanjiti vrijeme procesa i troškove materijala.
Istraživački tim planira dodatno optimizirati i verificirati ovu tehnologiju kako bi poboljšao njezinu pouzdanost i prenio je domaćim tvrtkama za optičku komunikaciju. Te će tvrtke dobiti ključnu tehnološku i infrastrukturnu podršku kroz ETRI-jevu ljevaonicu poluvodiča kako bi ubrzale komercijalizaciju.
Očekuje se da će smanjenje vremena razvoja i troškova proizvodnje povećati cjenovnu konkurentnost proizvoda i potencijalno povećati udio na međunarodnom tržištu. Očekuje se da će ovaj napredak promicati razvoj domaće industrije optičkih komunikacijskih komponenti.
U modernom društvu, optička komunikacija je naš stup industrije. Ovo postignuće istraživačkog tima revolucionizirat će razvoj izvora svjetlosti, povezivanje stambenih zgrada s velikim gradovima i podmorskih optičkih kabela.
Profesor Dae Myung Geum s Nacionalnog sveučilišta Chungbuk, jedan od sudionika u ovom istraživanju, rekao je: "Tehnologija masovne proizvodnje kvantnih točaka može značajno smanjiti proizvodne troškove skupe optičke komunikacijske opreme, poboljšati konkurentnost optičke komunikacijske komponente u zemlji. industrije, te daju veliki doprinos temeljnim znanstvenim istraživanjima." Dr. Ho Sung Kim iz odjela za istraživanje optičkih komunikacijskih komponenti ETRI-ja rekao je: "Ovo istraživačko postignuće najbolji je primjer osiguravanja komercijalne održivosti i temeljne inovacije te ima potencijal promijeniti paradigmu industrije optičkih komunikacija poluvodičkih lasera."
