Des chercheurs sud-coréens ont réussi à développer une technologie permettant de produire en masse des lasers à points quantiques, largement utilisés dans les centres de données et les communications quantiques. Cette avancée ouvre la voie à une réduction du coût de production des lasers à semi-conducteurs à un sixième du niveau actuel.
L'Institut de recherche en électronique et télécommunications (ETRI) a annoncé avoir développé une technologie permettant de produire en masse des lasers à points quantiques en utilisant un système de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD) pour la première fois en Corée.
La division de recherche sur les composants de communication optique de l'ETRI a développé avec succès des diodes laser à points quantiques en arséniure d'indium/arséniure de gallium (InAs/GaAs) sur des substrats en arséniure de gallium (GaAs) pour la bande de longueur d'onde de 1,3 µm utilisée dans les communications optiques.
Traditionnellement, les diodes laser à points quantiques sont produites à l'aide de la technologie d'épitaxie par jets moléculaires (MBE), mais cette méthode est inefficace en raison de son taux de croissance lent, ce qui rend la production de masse difficile. En utilisant le MOCVD, qui a une efficacité de production plus élevée, l'équipe de recherche a considérablement amélioré l'efficacité de production des lasers à points quantiques. Les lasers à points quantiques sont connus pour leurs excellentes caractéristiques de température et leur forte tolérance aux défauts du substrat, ce qui permet d'obtenir des surfaces de substrat plus grandes, réduisant ainsi la consommation d'énergie et les coûts de production.
La technologie de fabrication de points quantiques nouvellement développée présente une densité élevée et une bonne uniformité. Le laser à semi-conducteur à points quantiques produit peut fonctionner en continu à des températures allant jusqu'à 75 degrés Celsius, ce qui indique que la technologie MOCVD a obtenu des résultats de premier ordre.
Auparavant, les équipements de communication optique utilisaient des substrats coûteux en phosphure d'indium (InP) de 1,5 pouce, ce qui entraînait des coûts de fabrication élevés. La nouvelle technologie utilise des substrats en arséniure de gallium qui coûtent moins d'un tiers des substrats InP et devrait réduire le coût de fabrication des lasers à semi-conducteurs de communication à moins d'un sixième.
Cette technologie permet d’utiliser des substrats de grande surface, ce qui permet de réduire considérablement le temps de traitement et les coûts des matériaux.
L'équipe de recherche prévoit d'optimiser et de vérifier davantage cette technologie pour améliorer sa fiabilité et la transférer aux entreprises nationales de communication optique. Ces entreprises bénéficieront d'un soutien technologique et d'infrastructures clés par l'intermédiaire de la fonderie de semi-conducteurs de l'ETRI pour accélérer la commercialisation.
La réduction des délais de développement et des coûts de production devrait améliorer la compétitivité des prix des produits et potentiellement augmenter la part de marché internationale. Ces progrès devraient favoriser le développement de l'industrie nationale des composants de communication optique.
Dans la société moderne, la communication optique est notre secteur d'activité principal. Cette réalisation de l'équipe de recherche révolutionnera le développement des sources lumineuses, la connexion des immeubles d'habitation aux grandes villes et les câbles optiques sous-marins.
Le professeur Dae Myung Geum de l'université nationale de Chungbuk, l'un des participants à cette recherche, a déclaré : « La technologie de production de masse des points quantiques peut réduire considérablement le coût de production des équipements de communication optique coûteux, améliorer la compétitivité de l'industrie des composants de communication optique du pays et apporter une grande contribution à la recherche scientifique fondamentale. » Le Dr Ho Sung Kim du département de recherche sur les composants de communication optique de l'ETRI a déclaré : « Cette réussite de recherche est le meilleur exemple de garantie de viabilité commerciale et d'innovation fondamentale, et a le potentiel de changer le paradigme de l'industrie des lasers à semi-conducteurs de communication optique. »
