Güney Koreli araştırmacılar, veri merkezlerinde ve kuantum iletişimlerinde yaygın olarak kullanılan kuantum nokta lazerlerini seri üretmek için teknolojiyi başarıyla geliştirdiler. Bu atılım, yarı iletken lazerlerin üretim maliyetini mevcut seviyenin altıda birine düşürmenin yolunu açıyor.
Elektronik ve Telekomünikasyon Araştırma Enstitüsü (ETRI), Kore'de ilk kez metal organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) sistemi kullanarak kuantum nokta lazerlerinin seri üretimi için teknoloji geliştirdiklerini duyurdu.
ETRI Optik İletişim Bileşenleri Araştırma Bölümü, optik iletişimde kullanılan 1,3 µm dalga boyu bandı için galyum arsenit (GaAs) alt tabakalar üzerinde indiyum arsenit/galyum arsenit (InAs/GaAs) kuantum nokta lazer diyotlarını başarıyla geliştirdi.
Geleneksel olarak, kuantum nokta lazer diyotları moleküler ışın epitaksi (MBE) teknolojisi kullanılarak üretilir, ancak bu yöntem yavaş büyüme hızı nedeniyle verimsizdir ve seri üretimi zorlaştırır. Daha yüksek üretim verimliliğine sahip MOCVD'yi kullanarak araştırma ekibi kuantum nokta lazerlerinin üretim verimliliğini büyük ölçüde iyileştirdi. Kuantum nokta lazerler, daha büyük alt tabaka alanlarına izin veren ve böylece güç tüketimini ve üretim maliyetlerini azaltan mükemmel sıcaklık özellikleri ve alt tabaka kusurlarına karşı güçlü toleranslarıyla bilinir.
Yeni geliştirilen kuantum nokta üretim teknolojisi yüksek yoğunluk ve iyi bir tekdüzeliğe sahiptir. Üretilen kuantum nokta yarı iletken lazer, 75 santigrat dereceye kadar sıcaklıklarda sürekli olarak çalışabilir ve bu da MOCVD teknolojisinin dünya lideri sonuçlara ulaştığını gösterir.
Daha önce optik iletişim ekipmanları pahalı 2- inç indiyum fosfit (InP) alt tabakaları kullanıyordu ve bu da yüksek üretim maliyetlerine yol açıyordu. Yeni teknoloji, InP alt tabakalarının üçte birinden daha az maliyetli olan galyum arsenit alt tabakaları kullanıyor ve iletişim yarı iletken lazerlerinin üretim maliyetini altıda birinden daha aza düşürmesi bekleniyor.
Teknoloji, geniş yüzeyli alt tabakaların kullanılmasına olanak tanıdığından, işlem süresini ve malzeme maliyetlerini önemli ölçüde azaltabiliyor.
Araştırma ekibi, güvenilirliğini artırmak ve yerel optik iletişim şirketlerine aktarmak için bu teknolojiyi daha da optimize etmeyi ve doğrulamayı planlıyor. Bu şirketler, ticarileştirmeyi hızlandırmak için ETRI'nin yarı iletken dökümhanesi aracılığıyla temel teknoloji ve altyapı desteği alacak.
Geliştirme süresi ve üretim maliyetlerindeki azalmanın ürün fiyat rekabetini artırması ve potansiyel olarak uluslararası pazar payını yükseltmesi bekleniyor. Bu ilerlemenin yerel optik iletişim bileşeni endüstrisinin gelişimini desteklemesi bekleniyor.
Modern toplumda optik iletişim temel endüstrimizdir. Araştırma ekibinin bu başarısı ışık kaynaklarının geliştirilmesinde, apartman binalarının büyük şehirlere bağlanmasında ve denizaltı optik kablolarında devrim yaratacaktır.
Bu araştırmaya katılanlardan biri olan Chungbuk Ulusal Üniversitesi'nden Profesör Dae Myung Geum, "Kuantum noktalarının seri üretim teknolojisi, yüksek fiyatlı optik iletişim ekipmanlarının üretim maliyetini önemli ölçüde azaltabilir, ülkenin optik iletişim bileşeni endüstrisinin rekabet gücünü artırabilir ve temel bilimsel araştırmalara büyük bir katkı sağlayabilir." dedi. ETRI Optik İletişim Bileşeni Araştırma Bölümü'nden Dr. Ho Sung Kim, "Bu araştırma başarısı, ticari uygulanabilirliği ve temel yeniliği sağlamanın en iyi örneğidir ve optik iletişim yarı iletken lazer endüstrisinin paradigmasını değiştirme potansiyeline sahiptir." dedi.
