Investigadores surcoreanos han desarrollado con éxito una tecnología para producir en masa láseres de puntos cuánticos, que se utilizan ampliamente en centros de datos y comunicaciones cuánticas. El avance allana el camino para reducir el costo de producción de los láseres semiconductores a una sexta parte del nivel actual.
El Instituto de Investigación en Electrónica y Telecomunicaciones (ETRI) anunció que ha desarrollado tecnología para producir en masa láseres de puntos cuánticos utilizando un sistema de deposición química de vapor orgánico de metal (MOCVD) por primera vez en Corea.
La División de Investigación de Componentes de Comunicación Óptica de ETRI ha desarrollado con éxito diodos láser de puntos cuánticos de arseniuro de indio/arseniuro de galio (InAs/GaAs) sobre sustratos de arseniuro de galio (GaAs) para la banda de longitud de onda de 1,3 µm utilizada en comunicaciones ópticas.
Tradicionalmente, los diodos láser de puntos cuánticos se producen mediante tecnología de epitaxia de haz molecular (MBE), pero este método es ineficiente debido a su lento ritmo de crecimiento, lo que dificulta la producción en masa. Al utilizar MOCVD, que tiene una mayor eficiencia de producción, el equipo de investigación ha mejorado enormemente la eficiencia de producción de los láseres de puntos cuánticos. Los láseres de puntos cuánticos son conocidos por sus excelentes características de temperatura y su gran tolerancia a los defectos del sustrato, lo que permite áreas de sustrato más grandes, lo que reduce el consumo de energía y los costos de producción.
La tecnología de fabricación de puntos cuánticos recientemente desarrollada tiene una alta densidad y una buena uniformidad. El láser semiconductor de puntos cuánticos producido puede funcionar de forma continua a temperaturas de hasta 75 grados Celsius, lo que indica que la tecnología MOCVD ha logrado resultados líderes a nivel mundial.
Anteriormente, los equipos de comunicación óptica utilizaban sustratos de fosfuro de indio (InP) de 0,16 pulgadas, lo que generaba altos costos de fabricación. La nueva tecnología utiliza sustratos de arseniuro de galio que cuestan menos de un tercio de los sustratos de InP y se espera que reduzca el costo de fabricación de los láseres semiconductores de comunicación a menos de una sexta parte.
La tecnología puede utilizar sustratos de gran superficie, por lo que puede reducir significativamente el tiempo de proceso y los costes de material.
El equipo de investigación planea optimizar y verificar aún más esta tecnología para mejorar su confiabilidad y transferirla a las empresas de comunicaciones ópticas nacionales. Estas empresas recibirán soporte tecnológico e infraestructura clave a través de la fundición de semiconductores de ETRI para acelerar la comercialización.
Se espera que la reducción del tiempo de desarrollo y de los costos de producción mejore la competitividad de los precios de los productos y aumente potencialmente la participación en el mercado internacional. Se espera que este progreso fomente el desarrollo de la industria nacional de componentes de comunicación óptica.
En la sociedad moderna, la comunicación óptica es nuestro pilar industrial. Este logro del equipo de investigación revolucionará el desarrollo de fuentes de luz, la conexión de edificios de apartamentos a grandes ciudades y los cables ópticos submarinos.
El profesor Dae Myung Geum de la Universidad Nacional de Chungbuk, uno de los participantes en esta investigación, dijo: "La tecnología de producción en masa de puntos cuánticos puede reducir significativamente el costo de producción de equipos de comunicación óptica de alto precio, mejorar la competitividad de la industria de componentes de comunicación óptica del país y hacer una gran contribución a la investigación científica básica". El Dr. Ho Sung Kim, del Departamento de Investigación de Componentes de Comunicación Óptica de ETRI, dijo: "Este logro de investigación es un excelente ejemplo de cómo garantizar la viabilidad comercial y la innovación fundamental, y tiene el potencial de cambiar el paradigma de la industria de láseres semiconductores de comunicación óptica".
