Южнокорейски изследователи успешно са разработили технология за масово производство на лазери с квантови точки, които се използват широко в центрове за данни и квантови комуникации. Пробивът проправя пътя за намаляване на производствените разходи за полупроводникови лазери до една шеста от сегашното ниво.
Изследователският институт по електроника и телекомуникации (ETRI) обяви, че са разработили технология за масово производство на лазери с квантови точки, използващи система за отлагане на металоорганични газове (MOCVD) за първи път в Корея.
Изследователският отдел за оптични комуникационни компоненти на ETRI успешно разработи лазерни диоди с квантова точка на индиев арсенид/галиев арсенид (InAs/GaAs) върху субстрати от галиев арсенид (GaAs) за лентата с дължина на вълната 1,3 µm, използвана в оптичните комуникации.
Традиционно лазерните диоди с квантови точки се произвеждат с помощта на технологията за молекулярно-лъчева епитаксия (MBE), но този метод е неефективен поради бавния си темп на растеж, което прави масовото производство предизвикателство. Чрез използването на MOCVD, който има по-висока производствена ефективност, изследователският екип е подобрил значително производствената ефективност на лазерите с квантови точки. Лазерите с квантови точки са известни със своите отлични температурни характеристики и силна толерантност към дефекти на субстрата, което позволява по-големи площи на субстрата, като по този начин намалява консумацията на енергия и производствените разходи.
Новоразработената технология за производство на квантови точки има висока плътност и добра еднородност. Произведеният полупроводников лазер с квантова точка може да работи непрекъснато при температури до 75 градуса по Целзий, което показва, че технологията MOCVD е постигнала водещи в световен мащаб резултати.
Преди това оптичното комуникационно оборудване използваше скъпи 2--инчови субстрати от индиев фосфид (InP), което водеше до високи производствени разходи. Новата технология използва субстрати от галиев арсенид, които струват по-малко от една трета от InP субстратите и се очаква да намали производствените разходи на комуникационните полупроводникови лазери до по-малко от една шеста.
Технологията е в състояние да използва субстрати с голяма площ, така че може значително да намали времето за обработка и разходите за материали.
Изследователският екип планира допълнително да оптимизира и провери тази технология, за да подобри нейната надеждност и да я прехвърли на местни компании за оптична комуникация. Тези компании ще получат ключова технологична и инфраструктурна подкрепа чрез леярната за полупроводници на ETRI, за да ускорят комерсиализацията.
Очаква се намаляването на времето за разработка и производствените разходи да подобри ценовата конкурентоспособност на продукта и потенциално да увеличи международния пазарен дял. Очаква се този напредък да насърчи развитието на вътрешната индустрия за оптични комуникационни компоненти.
В съвременното общество оптичната комуникация е нашата основна индустрия. Това постижение на изследователския екип ще революционизира развитието на източниците на светлина, свързването на жилищни сгради с големите градове и подводните оптични кабели.
Професор Dae Myung Geum от Националния университет Chungbuk, един от участниците в това изследване, каза: „Технологията за масово производство на квантови точки може значително да намали производствените разходи на скъпо оптично комуникационно оборудване, да подобри конкурентоспособността на оптичния комуникационен компонент на страната. индустрията и имат голям принос за фундаменталните научни изследвания." Д-р Хо Сунг Ким от отдела за изследване на оптични комуникационни компоненти на ETRI каза: „Това изследователско постижение е най-добрият пример за осигуряване на търговска жизнеспособност и фундаментални иновации и има потенциала да промени парадигмата на индустрията за оптични комуникационни полупроводникови лазери.“
