นักวิจัยชาวเกาหลีใต้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อผลิตเลเซอร์จุดควอนตัมจำนวนมาก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในศูนย์ข้อมูลและการสื่อสารด้วยควอนตัม ความก้าวหน้าครั้งนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการลดต้นทุนการผลิตเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ลงเหลือหนึ่งในหกของระดับปัจจุบัน
สถาบันวิจัยอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม (ETRI) ประกาศว่าพวกเขาได้พัฒนาเทคโนโลยีเพื่อผลิตเลเซอร์จุดควอนตัมจำนวนมากโดยใช้ระบบการสะสมไอเคมีอินทรีย์โลหะ (MOCVD) เป็นครั้งแรกในเกาหลี
แผนกวิจัยส่วนประกอบการสื่อสารด้วยแสงของ ETRI ประสบความสำเร็จในการพัฒนาไดโอดเลเซอร์จุดควอนตัมอินเดียมอาร์เซไนด์/แกลเลียมอาร์เซไนด์ (InAs/GaAs) บนพื้นผิวแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) สำหรับแถบความยาวคลื่น 1.3 µm ที่ใช้ในการสื่อสารด้วยแสง
โดยทั่วไปแล้ว ไดโอดเลเซอร์จุดควอนตัมจะผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีเอพิแทกซีลำแสงโมเลกุล (MBE) แต่วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากอัตราการเติบโตที่ช้า ทำให้การผลิตจำนวนมากเป็นเรื่องท้าทาย ด้วยการใช้ MOCVD ซึ่งมีประสิทธิภาพการผลิตที่สูงกว่า ทีมวิจัยจึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของเลเซอร์จุดควอนตัมได้อย่างมาก เลเซอร์จุดควอนตัมเป็นที่รู้จักจากลักษณะอุณหภูมิที่ยอดเยี่ยมและความทนทานต่อข้อบกพร่องของสารตั้งต้นได้ดี ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตสารตั้งต้นในพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้น จึงช่วยลดการใช้พลังงานและต้นทุนการผลิต
เทคโนโลยีการผลิตจุดควอนตัมที่พัฒนาขึ้นใหม่มีความหนาแน่นสูงและมีความสม่ำเสมอดี เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์จุดควอนตัมที่ผลิตได้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงถึง 75 องศาเซลเซียส ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยี MOCVD ได้บรรลุผลลัพธ์ที่เป็นผู้นำระดับโลก
ก่อนหน้านี้ อุปกรณ์สื่อสารด้วยแสงใช้สารตั้งต้นอินเดียมฟอสไฟด์ (InP) ราคาแพงขนาด 2- นิ้ว ส่งผลให้มีต้นทุนการผลิตสูง เทคโนโลยีใหม่ใช้สารตั้งต้นแกเลียมอาร์เซไนด์ซึ่งมีราคาต่ำกว่าสารตั้งต้น InP ถึงหนึ่งในสาม และคาดว่าจะลดต้นทุนการผลิตเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สำหรับการสื่อสารให้เหลือต่ำกว่าหนึ่งในหก
เทคโนโลยีนี้สามารถใช้พื้นผิวพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ จึงสามารถลดเวลาการดำเนินการและต้นทุนวัสดุได้อย่างมาก
ทีมวิจัยมีแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและตรวจสอบเทคโนโลยีนี้เพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและถ่ายทอดเทคโนโลยีนี้ไปยังบริษัทสื่อสารออปติกในประเทศ บริษัทเหล่านี้จะได้รับการสนับสนุนด้านเทคโนโลยีและโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญผ่านโรงหล่อเซมิคอนดักเตอร์ของ ETRI เพื่อเร่งการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์
การลดเวลาในการพัฒนาและต้นทุนการผลิตคาดว่าจะช่วยเพิ่มความสามารถในการแข่งขันด้านราคาของผลิตภัณฑ์และอาจเพิ่มส่วนแบ่งทางการตลาดระหว่างประเทศ ความคืบหน้าดังกล่าวคาดว่าจะส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมส่วนประกอบการสื่อสารด้วยแสงในประเทศ
ในสังคมยุคใหม่ การสื่อสารด้วยแสงถือเป็นอุตสาหกรรมหลักของเรา ความสำเร็จของทีมวิจัยนี้จะปฏิวัติการพัฒนาแหล่งกำเนิดแสง การเชื่อมต่ออาคารอพาร์ตเมนต์กับเมืองใหญ่ และสายเคเบิลออปติกใต้น้ำ
ศาสตราจารย์แด มยอง กึม จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติชุงบุก ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เข้าร่วมการวิจัย กล่าวว่า "เทคโนโลยีการผลิตแบบจำนวนมากของจุดควอนตัมสามารถลดต้นทุนการผลิตอุปกรณ์สื่อสารออปติกราคาสูงได้อย่างมาก ปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมส่วนประกอบการสื่อสารออปติกของประเทศ และมีส่วนสนับสนุนงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานอย่างมาก" ดร.โฮ ซอง คิม จากแผนกวิจัยส่วนประกอบการสื่อสารออปติกของ ETRI กล่าวว่า "ความสำเร็จในการวิจัยนี้ถือเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของการรับประกันความสามารถในการทำกำไรในเชิงพาณิชย์และนวัตกรรมพื้นฐาน และมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ของอุตสาหกรรมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์การสื่อสารออปติก"
