Pietų Korėjos mokslininkai sėkmingai sukūrė technologiją, leidžiančią masiškai gaminti kvantinių taškų lazerius, kurie plačiai naudojami duomenų centruose ir kvantinėse komunikacijose. Proveržis atveria kelią puslaidininkinių lazerių gamybos sąnaudoms sumažinti iki šeštadalio dabartinio lygio.
Elektronikos ir telekomunikacijų tyrimų institutas (ETRI) paskelbė, kad pirmą kartą Korėjoje sukūrė technologiją, skirtą masinei kvantinių taškų lazerių gamybai, naudojant metalo organinio cheminio garų nusodinimo (MOCVD) sistemą.
ETRI Optinio ryšio komponentų tyrimų skyrius sėkmingai sukūrė indžio arsenido/galio arsenido (InAs/GaAs) kvantinių taškų lazerinius diodus ant galio arsenido (GaAs) substratų 1,3 µm bangos ilgio juostai, naudojamai optiniuose ryšiuose.
Tradiciškai kvantiniai taškiniai lazeriniai diodai gaminami naudojant molekulinio pluošto epitaksijos (MBE) technologiją, tačiau šis metodas yra neefektyvus dėl lėto augimo greičio, todėl masinė gamyba yra sudėtinga. Naudodama MOCVD, kurio gamybos efektyvumas yra didesnis, tyrėjų komanda labai pagerino kvantinių taškų lazerių gamybos efektyvumą. Kvantiniai taškiniai lazeriai yra žinomi dėl puikių temperatūrinių charakteristikų ir didelio atsparumo substrato defektams, o tai leidžia didesnius substrato plotus, taip sumažinant energijos sąnaudas ir gamybos sąnaudas.
Naujai sukurta kvantinių taškų gamybos technologija turi didelį tankį ir gerą vienodumą. Pagamintas kvantinių taškų puslaidininkinis lazeris gali nepertraukiamai veikti iki 75 laipsnių Celsijaus temperatūroje, o tai rodo, kad MOCVD technologija pasiekė pasaulyje pirmaujančių rezultatų.
Anksčiau optinio ryšio įranga naudojo brangius 2-colių indžio fosfido (InP) substratus, todėl gamybos sąnaudos buvo didelės. Naujojoje technologijoje naudojami galio arsenido substratai, kainuojantys mažiau nei trečdalį InP substratų, ir tikimasi, kad ryšių puslaidininkinių lazerių gamybos sąnaudos sumažės iki mažiau nei šeštadalio.
Ši technologija gali naudoti didelio ploto substratus, todėl gali žymiai sumažinti proceso laiką ir medžiagų sąnaudas.
Mokslininkų komanda planuoja toliau optimizuoti ir tikrinti šią technologiją, kad padidintų jos patikimumą ir perduotų ją vietinėms optinio ryšio įmonėms. Šios įmonės gaus pagrindinį technologijų ir infrastruktūros palaikymą per ETRI puslaidininkių liejyklą, kad paspartintų komercializaciją.
Tikimasi, kad sutrumpinus kūrimo laiką ir gamybos sąnaudas padidės produktų kainų konkurencingumas ir gali padidėti tarptautinės rinkos dalis. Tikimasi, kad ši pažanga paskatins vietinių optinių ryšių komponentų pramonės plėtrą.
Šiuolaikinėje visuomenėje optinis ryšys yra mūsų ramstis. Šis tyrėjų komandos pasiekimas pakeis šviesos šaltinių kūrimą, daugiabučių sujungimą su dideliais miestais ir povandeninius optinius kabelius.
Profesorius Dae Myung Geum iš Chungbuk nacionalinio universiteto, vienas iš šio tyrimo dalyvių, sakė: „Masinės kvantinių taškų gamybos technologija gali žymiai sumažinti brangios optinio ryšio įrangos gamybos sąnaudas, pagerinti šalies optinio ryšio komponento konkurencingumą. pramonei ir labai prisideda prie pagrindinių mokslinių tyrimų“. Dr. Ho Sung Kim iš ETRI Optinio ryšio komponentų tyrimų departamento sakė: „Šis mokslinių tyrimų pasiekimas yra geriausias komercinio gyvybingumo ir pagrindinių naujovių užtikrinimo pavyzdys ir gali pakeisti optinio ryšio puslaidininkių lazerių pramonės paradigmą“.
