一种能够在半导体芯片上高密度排布纳米激光器的新型制备技术已经被开发出来。纳米激光器可以在比头发丝还细的空间内利用光来处理信息。在面向巨型人工智能（AI）运算的超高速光计算、量子加密通信等尖端产业中，纳米激光器也被视为下一代半导体的核心器件而备受关注。
KAIST表示，机械工程系Kim Jitae教授研究团队与POSTECH Noh Joonseok教授研究团队共同开发出一种超精细三维打印技术，可用于制造超高密度光集成电路的核心器件——“垂直型纳米激光器”。相关成果于6日公布。
现有的半导体制造方式——光刻工艺在大规模生产相同结构方面非常有效。但由于工艺复杂且成本高，对器件形状或位置进行自由调整存在较大限制。
此外，传统激光器采用铺设在基板上的水平结构，不仅占用大量空间，而且光线向下泄漏，导致效率下降。
为解决上述问题，联合研究团队开发出一种将下一代高效发光半导体材料“钙钛矿”垂直堆叠的新型三维打印方式。这是一种利用电压精确控制极微量墨滴（阿托升）喷射的“超精细电流体三维打印”技术。
利用该技术，联合研究团队在无需通过复杂工艺对材料进行刻蚀的情况下，成功实现了在指定位置垂直直接打印出比头发丝更细的柱状纳米结构体。尤为重要的是，打印出的钙钛矿纳米结构表面极为光滑，大幅提升了激光效率。
（自左起）Kim Jitae KAIST教授、Shi Hu博士（第一作者，AI基础智能设计—制造一体化研究团，KAIST—浦项工大）、Noh Joonseok 浦项工大教授。KAIST提供
View original image联合研究团队还将气相结晶调控技术引入打印过程，实现了晶体单一取向排列的高质量结构。研究团队强调，借此得以实现光损耗最小化且运行稳定的“高效率垂直型纳米激光器”。
研究团队还证明，通过调节纳米结构的高度，可以精确改变激光发出的光的颜色。利用这一特性，可制作肉眼不可见、只能通过特殊设备识别的激光安全图案，因此作为防伪技术的商业化前景也被认为十分广阔。
Kim教授表示：“本次技术的意义在于，无需复杂工艺就能在芯片上直接高密度实现以光进行计算的半导体”，并称“有望推动超高速光计算与下一代安全技术的商业化进程”。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
