Penyelidik Korea Selatan telah berjaya membangunkan teknologi untuk menghasilkan laser titik kuantum secara besar-besaran, yang digunakan secara meluas dalam pusat data dan komunikasi kuantum. Kejayaan ini membuka jalan untuk mengurangkan kos pengeluaran laser semikonduktor kepada satu perenam daripada tahap semasa.
Institut Penyelidikan Elektronik dan Telekomunikasi (ETRI) mengumumkan bahawa mereka telah membangunkan teknologi untuk menghasilkan laser titik kuantum secara besar-besaran menggunakan sistem pemendapan wap kimia organik logam (MOCVD) buat kali pertama di Korea.
Bahagian Penyelidikan Komponen Komunikasi Optik ETRI telah berjaya membangunkan diod laser kuantum titik indium arsenide/gallium arsenide (InAs/GaAs) pada substrat galium arsenide (GaAs) untuk jalur panjang gelombang 1.3 µm yang digunakan dalam komunikasi optik.
Secara tradisinya, diod laser titik kuantum dihasilkan menggunakan teknologi epitaksi pancaran molekul (MBE), tetapi kaedah ini tidak cekap kerana kadar pertumbuhannya yang perlahan, menjadikan pengeluaran besar-besaran mencabar. Dengan menggunakan MOCVD, yang mempunyai kecekapan pengeluaran yang lebih tinggi, pasukan penyelidik telah meningkatkan kecekapan pengeluaran laser titik kuantum. Laser kuantum dot terkenal dengan ciri suhu yang sangat baik dan toleransi yang kuat terhadap kecacatan substrat, yang membolehkan kawasan substrat yang lebih besar, dengan itu mengurangkan penggunaan kuasa dan kos pengeluaran.
Teknologi pembuatan titik kuantum yang baru dibangunkan mempunyai ketumpatan tinggi dan keseragaman yang baik. Laser semikonduktor titik kuantum yang dihasilkan boleh beroperasi secara berterusan pada suhu sehingga 75 darjah Celsius, menunjukkan bahawa teknologi MOCVD telah mencapai keputusan yang terkemuka di dunia.
Sebelum ini, peralatan komunikasi optik menggunakan substrat indium phosphide (InP) 2-inci yang mahal, mengakibatkan kos pembuatan yang tinggi. Teknologi baharu ini menggunakan substrat galium arsenide yang berharga kurang daripada satu pertiga daripada substrat InP dan dijangka mengurangkan kos pembuatan laser semikonduktor komunikasi kepada kurang daripada satu perenam.
Teknologi ini dapat menggunakan substrat kawasan yang besar, jadi ia dapat mengurangkan masa proses dan kos bahan dengan ketara.
Pasukan penyelidik merancang untuk mengoptimumkan dan mengesahkan lagi teknologi ini untuk meningkatkan kebolehpercayaannya dan memindahkannya kepada syarikat komunikasi optik domestik. Syarikat-syarikat ini akan menerima sokongan teknologi dan infrastruktur utama melalui faundri semikonduktor ETRI untuk mempercepatkan pengkomersilan.
Pengurangan dalam masa pembangunan dan kos pengeluaran dijangka meningkatkan daya saing harga produk dan berpotensi meningkatkan bahagian pasaran antarabangsa. Kemajuan ini dijangka menggalakkan pembangunan industri komponen komunikasi optik domestik.
Dalam masyarakat moden, komunikasi optik adalah industri tonggak kami. Pencapaian pasukan penyelidik ini akan merevolusikan pembangunan sumber cahaya, sambungan bangunan pangsapuri ke bandar besar, dan kabel optik dasar laut.
Profesor Dae Myung Geum dari Universiti Kebangsaan Chungbuk, salah seorang peserta dalam penyelidikan ini, berkata, "Teknologi pengeluaran besar-besaran titik kuantum dapat mengurangkan kos pengeluaran peralatan komunikasi optik berharga tinggi, meningkatkan daya saing komponen komunikasi optik negara dengan ketara. industri, dan memberi sumbangan besar kepada penyelidikan saintifik asas." Dr. Ho Sung Kim dari Jabatan Penyelidikan Komponen Komunikasi Optik ETRI berkata, "Pencapaian penyelidikan ini merupakan contoh terbaik untuk memastikan daya maju komersial dan inovasi asas, dan mempunyai potensi untuk mengubah paradigma industri laser semikonduktor komunikasi optik."
