Etelä-Korean tutkijat ovat menestyksekkäästi kehittäneet teknologiaa kvanttipistelaserien massatuotantoon, joita käytetään laajalti datakeskuksissa ja kvanttiviestinnässä. Läpimurto tasoittaa tietä puolijohdelasereiden tuotantokustannusten alenemiselle kuudesosaan nykyisestä.
Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) ilmoitti kehittäneensä teknologiaa kvanttipistelaserien massatuotantoon käyttämällä MOCVD-järjestelmää (Metal Organical Chemical Vapor Deposition) ensimmäistä kertaa Koreassa.
ETRI Optical Communication Components Research Division on menestyksekkäästi kehittänyt indiumarsenidi/galliumarsenidi (InAs/GaAs) kvanttipistelaserdiodeja galliumarsenidisubstraateille (GaAs) optisessa viestinnässä käytettävälle 1,3 µm:n aallonpituuskaistalle.
Perinteisesti kvanttipistelaserdiodit valmistetaan molekyylisuihkuepitaksitekniikalla (MBE), mutta tämä menetelmä on tehoton hitaan kasvun vuoksi, mikä tekee massatuotannosta haastavaa. Hyödyntämällä MOCVD:tä, jolla on korkeampi tuotantotehokkuus, tutkimusryhmä on parantanut huomattavasti kvanttipistelaserien tuotantotehokkuutta. Kvanttipistelaserit tunnetaan erinomaisista lämpötilaominaisuuksistaan ja vahvasta substraattivirheiden sietokyvystä, mikä mahdollistaa suuremmat substraattialueet, mikä vähentää virrankulutusta ja tuotantokustannuksia.
Äskettäin kehitetyllä kvanttipistevalmistustekniikalla on korkea tiheys ja hyvä tasaisuus. Valmistettu kvanttipistepuolijohdelaser voi toimia jatkuvasti jopa 75 celsiusasteen lämpötiloissa, mikä osoittaa, että MOCVD-teknologia on saavuttanut maailman johtavia tuloksia.
Aiemmin optisissa viestintälaitteissa käytettiin kalliita 2-tuuman indiumfosfidisubstraatteja (InP), mikä johti korkeisiin valmistuskustannuksiin. Uusi tekniikka käyttää galliumarsenidisubstraatteja, jotka maksavat alle kolmanneksen InP-substraateista ja joiden odotetaan laskevan viestintäpuolijohdelaserien valmistuskustannukset alle kuudenteen.
Tekniikka pystyy käyttämään suuria substraatteja, joten se voi vähentää merkittävästi prosessiaikaa ja materiaalikustannuksia.
Tutkimusryhmä aikoo edelleen optimoida ja varmentaa tätä teknologiaa parantaakseen sen luotettavuutta ja siirtää sen kotimaisille optisen viestinnän yrityksille. Nämä yritykset saavat keskeistä teknologia- ja infrastruktuuritukea ETRI:n puolijohdevalimon kautta kaupallistamisen nopeuttamiseksi.
Kehitysajan ja tuotantokustannusten pienenemisen odotetaan parantavan tuotteiden hintakilpailukykyä ja mahdollisesti kasvattavan kansainvälistä markkinaosuutta. Tämän edistyksen odotetaan edistävän kotimaisen optisen viestinnän komponenttiteollisuuden kehitystä.
Modernissa yhteiskunnassa optinen viestintä on toimialamme. Tämä tutkimusryhmän saavutus mullistaa valonlähteiden kehittämisen, kerrostalojen liittämisen suuriin kaupunkeihin ja merenalaisten optisten kaapeleiden.
Professori Dae Myung Geum Chungbukin kansallisesta yliopistosta, yksi tämän tutkimuksen osallistujista, sanoi: "Kvanttipisteiden massatuotantotekniikka voi merkittävästi vähentää kalliiden optisten viestintälaitteiden tuotantokustannuksia, parantaa maan optisen viestintäkomponentin kilpailukykyä. teollisuudelle ja antaa suuren panoksen tieteelliseen perustutkimukseen." Tri Ho Sung Kim ETRI:n optisen viestinnän komponenttien tutkimusosastosta sanoi: "Tämä tutkimussaavutus on paras esimerkki kaupallisen elinkelpoisuuden ja perustavanlaatuisen innovaation varmistamisesta, ja sillä on potentiaalia muuttaa optisen viestinnän puolijohdelaserteollisuuden paradigmaa."
