दक्षिण कोरियाई शोधकर्ताओं ने क्वांटम डॉट लेजर का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की तकनीक सफलतापूर्वक विकसित की है, जिसका व्यापक रूप से डेटा सेंटर और क्वांटम संचार में उपयोग किया जाता है। इस सफलता से सेमीकंडक्टर लेजर की उत्पादन लागत को मौजूदा स्तर के छठे हिस्से तक कम करने का मार्ग प्रशस्त हुआ है।
इलेक्ट्रॉनिक्स एवं दूरसंचार अनुसंधान संस्थान (ईटीआरआई) ने घोषणा की है कि उन्होंने कोरिया में पहली बार धातु कार्बनिक रासायनिक वाष्प निक्षेपण (एमओसीवीडी) प्रणाली का उपयोग करके क्वांटम डॉट लेजर का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की तकनीक विकसित की है।
ईटीआरआई ऑप्टिकल संचार घटक अनुसंधान प्रभाग ने ऑप्टिकल संचार में प्रयुक्त 1.3µm तरंगदैर्घ्य बैंड के लिए गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सबस्ट्रेट्स पर इंडियम आर्सेनाइड/गैलियम आर्सेनाइड (InAs/GaAs) क्वांटम डॉट लेजर डायोड का सफलतापूर्वक विकास किया है।
परंपरागत रूप से, क्वांटम डॉट लेजर डायोड का उत्पादन आणविक बीम एपिटेक्सी (MBE) तकनीक का उपयोग करके किया जाता है, लेकिन यह विधि अपनी धीमी वृद्धि दर के कारण अक्षम है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन चुनौतीपूर्ण हो जाता है। MOCVD का उपयोग करके, जिसमें उच्च उत्पादन दक्षता है, अनुसंधान दल ने क्वांटम डॉट लेजर की उत्पादन दक्षता में काफी सुधार किया है। क्वांटम डॉट लेजर अपनी उत्कृष्ट तापमान विशेषताओं और सब्सट्रेट दोषों के प्रति मजबूत सहनशीलता के लिए जाने जाते हैं, जो बड़े सब्सट्रेट क्षेत्रों की अनुमति देता है, जिससे बिजली की खपत और उत्पादन लागत कम हो जाती है।
नव विकसित क्वांटम डॉट विनिर्माण प्रौद्योगिकी में उच्च घनत्व और अच्छी एकरूपता है। उत्पादित क्वांटम डॉट सेमीकंडक्टर लेजर 75 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर लगातार काम कर सकता है, जो दर्शाता है कि MOCVD प्रौद्योगिकी ने विश्व-अग्रणी परिणाम प्राप्त किए हैं।
इससे पहले, ऑप्टिकल संचार उपकरणों में महंगे 2-इंच इंडियम फॉस्फाइड (InP) सब्सट्रेट का इस्तेमाल किया जाता था, जिसके परिणामस्वरूप विनिर्माण लागत अधिक होती थी। नई तकनीक गैलियम आर्सेनाइड सब्सट्रेट का उपयोग करती है जिसकी लागत InP सब्सट्रेट की तुलना में एक तिहाई से भी कम है और इससे संचार अर्धचालक लेज़रों की विनिर्माण लागत एक-छठे से भी कम होने की उम्मीद है।
यह प्रौद्योगिकी बड़े क्षेत्र वाले सबस्ट्रेट्स का उपयोग करने में सक्षम है, इसलिए यह प्रक्रिया समय और सामग्री लागत को काफी कम कर सकती है।
शोध दल इस तकनीक को और अधिक अनुकूलित और सत्यापित करने की योजना बना रहा है ताकि इसकी विश्वसनीयता में सुधार हो और इसे घरेलू ऑप्टिकल संचार कंपनियों को हस्तांतरित किया जा सके। इन कंपनियों को व्यावसायीकरण में तेजी लाने के लिए ETRI की सेमीकंडक्टर फाउंड्री के माध्यम से प्रमुख प्रौद्योगिकी और बुनियादी ढांचे का समर्थन प्राप्त होगा।
विकास समय और उत्पादन लागत में कमी से उत्पाद मूल्य प्रतिस्पर्धात्मकता में वृद्धि होने और संभावित रूप से अंतर्राष्ट्रीय बाजार में हिस्सेदारी बढ़ने की उम्मीद है। इस प्रगति से घरेलू ऑप्टिकल संचार घटक उद्योग के विकास को बढ़ावा मिलने की उम्मीद है।
आधुनिक समाज में, ऑप्टिकल संचार हमारा स्तंभ उद्योग है। शोध टीम की यह उपलब्धि प्रकाश स्रोतों के विकास, बड़े शहरों में अपार्टमेंट इमारतों के कनेक्शन और पनडुब्बी ऑप्टिकल केबलों के क्षेत्र में क्रांतिकारी बदलाव लाएगी।
इस शोध में भाग लेने वालों में से एक, चुंगबुक नेशनल यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर डे म्युंग ग्यूम ने कहा, "क्वांटम डॉट्स की बड़े पैमाने पर उत्पादन तकनीक उच्च-मूल्य वाले ऑप्टिकल संचार उपकरणों की उत्पादन लागत को काफी कम कर सकती है, देश के ऑप्टिकल संचार घटक उद्योग की प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार कर सकती है, और बुनियादी वैज्ञानिक अनुसंधान में एक बड़ा योगदान दे सकती है।" ETRI के ऑप्टिकल संचार घटक अनुसंधान विभाग के डॉ. हो सुंग किम ने कहा, "यह शोध उपलब्धि व्यावसायिक व्यवहार्यता और मौलिक नवाचार सुनिश्चित करने का एक बेहतरीन उदाहरण है, और इसमें ऑप्टिकल संचार सेमीकंडक्टर लेजर उद्योग के प्रतिमान को बदलने की क्षमता है।"
