Els investigadors de Corea del Sud han desenvolupat amb èxit la tecnologia per produir en massa làsers de punts quàntics, que s'utilitzen àmpliament en centres de dades i comunicacions quàntiques. L'avenç obre el camí per reduir el cost de producció dels làsers de semiconductors a una sisena part del nivell actual.
L'Institut d'Investigació en Electrònica i Telecomunicacions (ETRI) va anunciar que han desenvolupat tecnologia per produir làsers de punts quàntics en massa mitjançant un sistema de deposició de vapor químic orgànic metàl·lic (MOCVD) per primera vegada a Corea.
La divisió d'investigació de components de comunicació òptica d'ETRI ha desenvolupat amb èxit díodes làser de punt quàntic d'arsenur d'indi/arsenur de gal·li (InAs/GaAs) sobre substrats d'arsenur de gal·li (GaAs) per a la banda de longitud d'ona d'1,3 µm utilitzada en comunicacions òptiques.
Tradicionalment, els díodes làser de punt quàntic es produeixen mitjançant la tecnologia d'epitaxia de feix molecular (MBE), però aquest mètode és ineficient a causa de la seva lenta taxa de creixement, cosa que fa que la producció en massa sigui un repte. Mitjançant l'ús de MOCVD, que té una eficiència de producció més alta, l'equip d'investigació ha millorat molt l'eficiència de producció dels làsers de punt quàntic. Els làsers de punt quàntic són coneguts per les seves excel·lents característiques de temperatura i una forta tolerància als defectes del substrat, que permeten àrees de substrat més grans, reduint així el consum d'energia i els costos de producció.
La tecnologia de fabricació de punts quàntics recentment desenvolupada té una alta densitat i una bona uniformitat. El làser semiconductor de punt quàntic produït pot funcionar contínuament a temperatures de fins a 75 graus centígrads, cosa que indica que la tecnologia MOCVD ha aconseguit resultats líders mundials.
Anteriorment, els equips de comunicació òptica utilitzaven substrats cars de fosfur d'indi (InP) de 2-polzades, la qual cosa comportava uns costos de fabricació elevats. La nova tecnologia utilitza substrats d'arsenur de gal·li que costen menys d'un terç dels substrats InP i s'espera que redueixin el cost de fabricació dels làsers de semiconductors de comunicació a menys d'una sisena part.
La tecnologia és capaç d'utilitzar substrats de gran superfície, de manera que pot reduir significativament el temps de procés i els costos del material.
L'equip de recerca té previst optimitzar i verificar encara més aquesta tecnologia per millorar-ne la fiabilitat i transferir-la a empreses de comunicacions òptiques nacionals. Aquestes empreses rebran suport tecnològic i d'infraestructura clau a través de la foneria de semiconductors d'ETRI per accelerar la comercialització.
S'espera que la reducció del temps de desenvolupament i els costos de producció millori la competitivitat dels preus dels productes i augmenti potencialment la quota de mercat internacional. S'espera que aquest progrés promogui el desenvolupament de la indústria nacional de components de comunicació òptica.
A la societat moderna, la comunicació òptica és la nostra indústria pilar. Aquest assoliment de l'equip de recerca revolucionarà el desenvolupament de les fonts de llum, la connexió d'edificis d'apartaments a les grans ciutats i els cables òptics submarins.
El professor Dae Myung Geum de la Universitat Nacional de Chungbuk, un dels participants en aquesta investigació, va dir: "La tecnologia de producció massiva de punts quàntics pot reduir significativament el cost de producció d'equips de comunicació òptica d'alt preu, millorar la competitivitat del component de comunicació òptica del país. indústria i fer una gran contribució a la investigació científica bàsica". El doctor Ho Sung Kim, del Departament d'Investigació de Components de Comunicació Òptica d'ETRI, va dir: "Aquest assoliment de recerca és el millor exemple de garantir la viabilitat comercial i la innovació fonamental, i té el potencial de canviar el paradigma de la indústria làser de semiconductors de comunicació òptica".
