技术进展！韩国团队开发出量子点激光器的大规模量产技术

近日，韩国电子电信研究所（ETRI）的研究人员成功开发出量产量子点激光器的技术，这种激光器被广泛应用于数据中心和量子通信领域。这一突破为将半导体激光器的生产成本降至目前的六分之一铺平了道路。这项研究已发表在Journal of Alloys and Compounds上。同时，ETRI宣布，他们在韩国首次开发出利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统大规模生产量子点激光器的技术。

目前，ETRI的光通信元件研究部门已在砷化镓（GaAs）衬底上成功开发出砷化铟/砷化镓（InAs/GaAs）量子点激光二极管，适用于光通信中使用的1.3 µm波长带。

忠北国立大学的Dae Myung Geum教授表示，量子点的大规模生产技术可以大大降低高价位光通信器件的生产成本，提高国家光通信元件产业的竞争力，并为基础科学研究做出巨大贡献。

▲ 金属有机化学气相沉积（MOCVD）资料来源：ETRI

传统上，量子点激光二极管是利用分子束外延（MBE）技术生产的，但这种方法由于生长速度慢而效率低下，给大规模生产带来了挑战。另一方面，MOCVD具有更好的生产效率，进一步为研究团队提高了量子点激光器的生产效率提供机会。量子点激光器以其出色的温度特性和对衬底缺陷的较强耐受性而著称，可用于更大的衬底面积，从而降低功耗和生产成本。

研究人员表示，新开发的量子点制造技术具有高密度和良好的均匀性。生产出的量子点半导体激光器可在高达75℃的温度下连续工作，表明MOCVD技术取得了世界领先的成果。

▲ 量子点激光器高温运行（75 ℃）数据，资料来源：ETRI

以前，光通信器件使用昂贵的2英寸磷化铟（InP）衬底，导致制造成本居高不下。这种新技术使用的砷化镓（GaAs）衬底成本不到InP衬底的三分之一，预计可将通信半导体激光器的制造成本降至六分之一以下。

▲ 2英寸和6英寸化合物半导体衬底的比较，资料来源：ETRI

研究团队计划进一步优化和验证该技术，以提高其可靠性，并将其转让给国内光通信公司。这些公司将通过 ETRI 的半导体代工厂获得关键技术和基础设施支持，从而加快商业化进程。预计开发时间和生产成本的减少将提高产品价格的竞争力，有可能增加国际市场份额。这一进步有望推动国内光通信元件产业的发展。

ETRI光通信组件研究部门的Ho Sung Kim博士表示，这项研究成果是确保商业可行性和基础创新的典范，有可能改变光通信半导体激光器行业的模式。