QTKorea phát triển nguyên mẫu bán dẫn photodetector chịu bức xạ cao, nhắm thương mại hóa vào năm 2027

Chuyện gì đã xảy ra?

QTKorea, công ty về truyền thông lượng tử và cảm biến lượng tử ở Hàn Quốc, cho biết họ đã làm sáu mẫu thử của một loại chất bán dẫn dò ánh sáng. Các chip này được thiết kế để đo chính xác ngay cả ở nơi có bức xạ mạnh. Chúng được làm từ vật liệu bán dẫn ghép, gồm indium gallium phosphide (InGaP) và gallium arsenide (GaAs). Công ty muốn bước vào thị trường máy gia tốc hạt và thiết bị y tế dùng chùm hạt.

Tại sao đây là bài toán khó?

Bộ dò ánh sáng là linh kiện cảm nhận ánh sáng yếu và biến nó thành tín hiệu điện. Trong máy gia tốc hạt, các nhà khoa học đo ánh sáng sinh ra khi hạt va vào vật liệu. Nhờ vậy họ biết hạt chuyển động và hoạt động ra sao. Vấn đề lớn là bức xạ. Các bộ dò silicon cũ có thể bị hỏng sau thời gian dài tiếp xúc với bức xạ mạnh. Khi đó chúng phát ra nhiều nhiễu hơn và làm việc kém đi, nên phải có thêm hệ thống làm mát hoặc che chắn. CERN, phòng thí nghiệm vật lý hạt ở châu Âu, cũng coi đây là một thách thức kỹ thuật lớn.

Các con số và sự kiện chính

• Tổng cộng sáu mẫu thử: bốn kích thước bộ dò đơn, một mảng 10×10 gồm 100 bộ dò và một mảng 20×20 gồm 400 bộ dò.
• Mảng 400 bộ dò dùng cấu trúc mesa, tức là tách từng vùng dò để mỗi vùng có thể được điều khiển và đọc tín hiệu riêng.
• Theo lý thuyết, công ty kỳ vọng khả năng chịu neutron cao hơn silicon hơn 1 triệu lần.
• Mục tiêu ra thương mại: cuối năm 2027.

Vì sao điều này quan trọng?

Nếu chip hoạt động đúng như kỳ vọng, nghiên cứu hạt và thiết bị điều trị ung thư có thể đơn giản hơn. Chúng có thể không cần nhiều làm mát hay che chắn như trước. Tuy vậy, công ty vẫn phải chứng minh các tuyên bố này bằng thử nghiệm bức xạ. Kết quả thử nghiệm sẽ quyết định khách hàng có mua bộ dò hay không.

Điều cần theo dõi

• Thử nghiệm độ bền trước bức xạ và khả năng dò ánh sáng trên các mẫu thử.
• Thử nghiệm chung với các phòng thí nghiệm máy gia tốc lớn, như CERN.
• Đàm phán với khách hàng về việc cung cấp các module bộ dò.
• Mở rộng sang kiểm tra vị trí chùm tia cho xạ trị proton và ion nặng, và sang truyền thông quang học trong không gian và dưới nước.