Pesquisadores desenvolvem tecnologia para produção em volume de lasers de pontos quânticos para comunicações ópticas

Pesquisadores sul-coreanos desenvolveram com sucesso tecnologia para produzir lasers de pontos quânticos em volume, amplamente utilizados em data centers e comunicações quânticas. Nascente progresso abre caminho para a redução do dispêndio de produção de lasers semicondutores para um sexto do dispêndio atual.

A pesquisa está publicada no Revista de Ligas e Compostos.

O Instituto de Pesquisa em Eletrônica e Telecomunicações (ETRI) anunciou que desenvolveu, pela primeira vez na Coréia, tecnologia para produzir em volume lasers de pontos quânticos, anteriormente usados ​​exclusivamente para pesquisa, usando sistemas de Deposição de Vapor Químico Metal-Orgânico (MOCVD).

A Seção de Pesquisa de Componentes de Notícia Óptica do ETRI desenvolveu com sucesso diodos laser de pontos quânticos de arsenieto de índio/arsenieto de gálio (InAs/GaAs) em substratos de gálio-arsênico (GaAs), que são adequados para a filarmónica de comprimento de vaga de 1,3 µm usada em comunicações ópticas.

Tradicionalmente, diodos laser de ponto quântico eram produzidos usando Epitaxia de Lio Molecular (MBE), mas esse método era ineficiente devido à sua baixa velocidade de desenvolvimento, tornando a produção em volume desafiadora. Ao utilizar MOCVD, que tem maior eficiência de produção, a equipe de pesquisa aumentou significativamente a produtividade da fabricação de laser de ponto quântico. Os lasers de ponto quântico são conhecidos por suas excelentes características de temperatura e possante tolerância a defeitos de substrato, permitindo áreas de substrato maiores e, consequentemente, menor consumo de vigor e custos de produção.

A tecnologia de fabricação de pontos quânticos recentemente desenvolvida apresenta subida densidade e boa uniformidade. Os lasers semicondutores de pontos quânticos produzidos demonstraram operação contínua em temperaturas de até 75 graus Celsius, mostrando uma conquista líder mundial nos resultados obtidos via MOCVD.

Anteriormente, os dispositivos de telecomunicações ópticas usavam substratos caros de fosfeto de índio (InP) de 2 polegadas, resultando em altos custos de fabricação. A novidade tecnologia, usando substratos GaAs, que custam menos de um terço do dispêndio dos substratos InP, deverá reduzir o dispêndio de fabricação de lasers semicondutores de informação para menos de um sexto.

A capacidade desta tecnologia de usar substratos de grandes áreas permite reduções significativas no tempo de processo e nos custos de material.

A equipe de pesquisa planeja otimizar e verificar ainda mais esta tecnologia para aumentar sua confiabilidade e transferi-la para empresas nacionais de informação óptica. Essas empresas receberão suporte tecnológico e de infraestrutura forçoso por meio da fundição de semicondutores da ETRI, acelerando o cronograma de comercialização.

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A redução prevista no tempo de desenvolvimento e nos custos de produção aumentará a competitividade dos preços dos produtos, aumentando potencialmente a quota de mercado a nível internacional. Espera-se que oriente progresso impulsione a indústria pátrio de componentes de informação óptica.

Na sociedade moderna, a informação óptica serve uma vez que a espinha dorsal da nossa indústria. A conquista da equipe de pesquisa está definida para revolucionar o desenvolvimento de fontes ópticas, conectando complexos de apartamentos a grandes cidades e cabos ópticos submarinos.

O professor Dae Myung Geum da Universidade Vernáculo de Chungbuk, participante desta pesquisa, observou: “A tecnologia de produção em volume de pontos quânticos pode reduzir significativamente os custos de produção de dispositivos de informação óptica de cima preço, aumentando a competitividade da indústria pátrio de componentes de informação óptica e contribuindo substancialmente para a pesquisa científica básica.”

O Dr. Ho Sung Kim, da Seção de Pesquisa de Componentes de Notícia Óptica do ETRI, declarou: “O resultado desta pesquisa é um óptimo exemplo de garantia de viabilidade mercantil e inovação fundamental, mudando potencialmente o paradigma da indústria de laser semicondutor para comunicações ópticas.”