Južnokorejski raziskovalci so uspešno razvili tehnologijo za množično proizvodnjo laserjev s kvantnimi pikami, ki se pogosto uporabljajo v podatkovnih centrih in kvantnih komunikacijah. Preboj utira pot za znižanje proizvodnih stroškov polprevodniških laserjev na eno šestino trenutne ravni.
Raziskovalni inštitut za elektroniko in telekomunikacije (ETRI) je objavil, da so prvič v Koreji razvili tehnologijo za masovno proizvodnjo laserjev s kvantnimi pikami, ki uporabljajo sistem kovinskega organskega kemičnega naparjevanja (MOCVD).
Raziskovalni oddelek za optične komunikacijske komponente ETRI je uspešno razvil laserske diode s kvantnimi pikami iz indijevega arzenida/galijevega arzenida (InAs/GaAs) na podlagah iz galijevega arzenida (GaAs) za pas valovne dolžine 1,3 µm, ki se uporablja v optičnih komunikacijah.
Tradicionalno se laserske diode s kvantnimi pikami proizvajajo s tehnologijo epitaksije z molekularnim žarkom (MBE), vendar je ta metoda neučinkovita zaradi počasne stopnje rasti, zaradi česar je množična proizvodnja zahtevna. Z uporabo MOCVD, ki ima večjo učinkovitost proizvodnje, je raziskovalna skupina močno izboljšala učinkovitost proizvodnje laserjev s kvantnimi pikami. Laserji s kvantnimi pikami so znani po svojih odličnih temperaturnih lastnostih in močni toleranci na napake substrata, kar omogoča večje površine substrata, s čimer se zmanjša poraba energije in proizvodni stroški.
Novo razvita tehnologija izdelave kvantnih pik ima visoko gostoto in dobro enotnost. Proizvedeni polprevodniški laser s kvantnimi pikami lahko neprekinjeno deluje pri temperaturah do 75 stopinj Celzija, kar kaže, da je tehnologija MOCVD dosegla vodilne rezultate v svetu.
Prej je oprema za optično komunikacijo uporabljala drage 2--palčne substrate iz indijevega fosfida (InP), kar je povzročilo visoke proizvodne stroške. Nova tehnologija uporablja substrate iz galijevega arzenida, ki stanejo manj kot eno tretjino substratov InP in naj bi zmanjšala proizvodne stroške komunikacijskih polprevodniških laserjev na manj kot eno šestino.
Tehnologija lahko uporablja substrate z velikimi površinami, zato lahko znatno skrajša čas postopka in materialne stroške.
Raziskovalna skupina namerava dodatno optimizirati in preveriti to tehnologijo, da bi izboljšala njeno zanesljivost in jo prenesla na domača podjetja za optične komunikacije. Ta podjetja bodo prejela ključno tehnološko in infrastrukturno podporo prek livarne polprevodnikov ETRI za pospešitev komercializacije.
Skrajšanje časa razvoja in proizvodnih stroškov naj bi povečalo cenovno konkurenčnost izdelkov in potencialno povečalo mednarodni tržni delež. Pričakuje se, da bo ta napredek spodbudil razvoj domače industrije optičnih komunikacijskih komponent.
V sodobni družbi je optična komunikacija naš steber industrije. Ta dosežek raziskovalne skupine bo revolucioniral razvoj svetlobnih virov, povezovanje stanovanjskih zgradb z velikimi mesti in podmorske optične kable.
Profesor Dae Myung Geum z nacionalne univerze Chungbuk, eden od udeležencev te raziskave, je dejal: "Tehnologija množične proizvodnje kvantnih pik lahko znatno zmanjša proizvodne stroške drage optične komunikacijske opreme, izboljša konkurenčnost optične komunikacijske komponente v državi. industriji in veliko prispevajo k temeljnim znanstvenim raziskavam." Dr. Ho Sung Kim iz oddelka za raziskave optičnih komunikacijskih komponent pri ETRI je dejal: "Ta raziskovalni dosežek je najboljši primer zagotavljanja komercialne sposobnosti preživetja in temeljnih inovacij ter ima potencial za spremembo paradigme industrije polprevodniških laserjev za optične komunikacije."
