Juhokórejskí vedci úspešne vyvinuli technológiu na masovú výrobu kvantových bodových laserov, ktoré sa široko používajú v dátových centrách a kvantovej komunikácii. Tento objav otvára cestu k zníženiu výrobných nákladov polovodičových laserov na jednu šestinu súčasnej úrovne.
Inštitút pre výskum elektroniky a telekomunikácií (ETRI) oznámil, že po prvýkrát v Kórei vyvinul technológiu na masovú výrobu kvantových bodových laserov pomocou systému nanášania organickej chemickej pary (MOCVD).
Divízia ETRI Optical Communication Components Research Division úspešne vyvinula kvantové bodkové laserové diódy arzenidu india/arzenidu gália (InAs/GaAs) na substrátoch arzenidu gália (GaAs) pre pásmo vlnových dĺžok 1,3 µm používané v optickej komunikácii.
Tradične sa kvantové bodkové laserové diódy vyrábajú pomocou technológie epitaxie molekulárneho lúča (MBE), ale táto metóda je neefektívna kvôli jej nízkej rýchlosti rastu, čo sťažuje masovú výrobu. Využitím MOCVD, ktorý má vyššiu efektivitu výroby, výskumný tím výrazne zlepšil efektivitu výroby kvantových bodových laserov. Kvantové bodové lasery sú známe svojimi vynikajúcimi teplotnými charakteristikami a silnou toleranciou voči defektom substrátu, čo umožňuje väčšie plochy substrátu, čím sa znižuje spotreba energie a výrobné náklady.
Novo vyvinutá technológia výroby kvantových bodov má vysokú hustotu a dobrú rovnomernosť. Vyrobený kvantový bodový polovodičový laser môže nepretržite pracovať pri teplotách až do 75 stupňov Celzia, čo naznačuje, že technológia MOCVD dosiahla svetové popredné výsledky.
V minulosti sa v optických komunikačných zariadeniach používali drahé 2-palcové fosfidové (InP) substráty, čo malo za následok vysoké výrobné náklady. Nová technológia využíva substráty arzenidu gália, ktoré stoja menej ako jednu tretinu substrátov InP a očakáva sa, že znížia výrobné náklady komunikačných polovodičových laserov na menej ako jednu šestinu.
Technológia je schopná využívať veľkoplošné substráty, takže dokáže výrazne skrátiť čas procesu a náklady na materiál.
Výskumný tím plánuje túto technológiu ďalej optimalizovať a overovať s cieľom zlepšiť jej spoľahlivosť a preniesť ju do domácich spoločností zaoberajúcich sa optickou komunikáciou. Tieto spoločnosti dostanú kľúčovú technologickú a infraštruktúrnu podporu prostredníctvom zlievarne polovodičov ETRI, aby sa urýchlila komercializácia.
Očakáva sa, že skrátenie času vývoja a výrobných nákladov zvýši konkurencieschopnosť cien produktov a potenciálne zvýši podiel na medzinárodnom trhu. Očakáva sa, že tento pokrok podporí rozvoj domáceho priemyslu optických komunikačných komponentov.
V modernej spoločnosti je optická komunikácia naším pilierom. Tento úspech výskumného tímu spôsobí revolúciu vo vývoji svetelných zdrojov, prepojenia bytových domov s veľkými mestami a podmorských optických káblov.
Profesor Dae Myung Geum z Národnej univerzity Chungbuk, jeden z účastníkov tohto výskumu, povedal: „Technológia hromadnej výroby kvantových bodov môže výrazne znížiť výrobné náklady na vysoko cenené optické komunikačné zariadenia, zlepšiť konkurencieschopnosť komponentu optickej komunikácie v krajine. priemyslu a významne prispievajú k základnému vedeckému výskumu.“ Dr. Ho Sung Kim z oddelenia výskumu optických komunikačných komponentov ETRI povedal: "Tento výskumný úspech je najlepším príkladom zabezpečenia komerčnej životaschopnosti a zásadnej inovácie a má potenciál zmeniť paradigmu priemyslu optických komunikačných polovodičových laserov."
