Sydkoreanske forskere har med succes udviklet teknologi til at masseproducere kvantepunktlasere, som er meget udbredt i datacentre og kvantekommunikation. Gennembruddet baner vejen for at reducere produktionsomkostningerne for halvlederlasere til en sjettedel af det nuværende niveau.
Elektronik- og telekommunikationsforskningsinstituttet (ETRI) meddelte, at de har udviklet teknologi til at masseproducere kvantepunktlasere ved hjælp af et metalorganisk kemisk dampaflejringssystem (MOCVD) for første gang i Korea.
ETRI Optical Communication Components Research Division har med succes udviklet indiumarsenid/galliumarsenid (InAs/GaAs) kvantepunktlaserdioder på galliumarsenid (GaAs) substrater til 1,3 µm bølgelængdebåndet, der bruges i optisk kommunikation.
Traditionelt fremstilles kvantepunktlaserdioder ved hjælp af molekylær stråleepitaksi (MBE) teknologi, men denne metode er ineffektiv på grund af dens langsomme væksthastighed, hvilket gør masseproduktion udfordrende. Ved at bruge MOCVD, som har en højere produktionseffektivitet, har forskerholdet i høj grad forbedret produktionseffektiviteten af kvantepunktlasere. Quantum dot lasere er kendt for deres fremragende temperaturegenskaber og stærke tolerance over for substratfejl, hvilket giver mulighed for større substratarealer, og derved reducerer strømforbruget og produktionsomkostningerne.
Den nyudviklede quantum dot-fremstillingsteknologi har høj tæthed og god ensartethed. Den producerede kvantepunkt-halvlederlaser kan fungere kontinuerligt ved temperaturer op til 75 grader Celsius, hvilket indikerer, at MOCVD-teknologien har opnået verdensførende resultater.
Tidligere brugte optisk kommunikationsudstyr dyre 2-inch indium phosphide (InP)-substrater, hvilket resulterede i høje produktionsomkostninger. Den nye teknologi bruger galliumarsenid-substrater, der koster mindre end en tredjedel af InP-substrater og forventes at reducere produktionsomkostningerne for kommunikationshalvlederlasere til mindre end en sjettedel.
Teknologien er i stand til at bruge substrater med store arealer, så den kan reducere procestid og materialeomkostninger markant.
Forskerholdet planlægger yderligere at optimere og verificere denne teknologi for at forbedre dens pålidelighed og overføre den til indenlandske optiske kommunikationsvirksomheder. Disse virksomheder vil modtage nøgleteknologi og infrastrukturstøtte gennem ETRIs halvlederstøberi for at fremskynde kommercialiseringen.
Reduktionen i udviklingstid og produktionsomkostninger forventes at øge produktprisernes konkurrenceevne og potentielt øge den internationale markedsandel. Disse fremskridt forventes at fremme udviklingen af den indenlandske optiske kommunikationskomponentindustri.
I det moderne samfund er optisk kommunikation vores søjleindustri. Denne præstation af forskerholdet vil revolutionere udviklingen af lyskilder, forbindelsen af lejlighedsbygninger til store byer og optiske undersøiske kabler.
Professor Dae Myung Geum fra Chungbuk National University, en af deltagerne i denne forskning, sagde: "Masseproduktionsteknologien af kvanteprikker kan betydeligt reducere produktionsomkostningerne for højpris optisk kommunikationsudstyr, forbedre konkurrenceevnen for landets optiske kommunikationskomponent. industri, og yde et stort bidrag til grundvidenskabelig forskning." Dr. Ho Sung Kim fra ETRI's Optical Communication Component Research Department sagde: "Denne forskningsresultat er et bedste eksempel på at sikre kommerciel levedygtighed og grundlæggende innovation og har potentialet til at ændre paradigmet for den optiske kommunikationshalvlederlaserindustri."
