光子晶体纳腔量子环单光子发射器件及其制备方法

摘要

光子晶体纳腔量子环单光子发射器件及其制备方法，属于量子信息学领域，为解决单量子点微腔的单光子源存在的问题，在衬底上依次生长缓冲层、下布拉格反射镜、光学缺陷层和上布拉格反射镜，上电极接触层生长在上布拉格反射镜上面周边区域，下电极接触层生长在衬底下面；表面横向二维光子晶体结构由微纳加工制成的空气孔洞-半导体构成，内部横向谐振腔光学尺度为量子环的增益波长的一半，横向二维光子晶体谐振腔模式波长与量子环的增益波长匹配；所述量子环位于光学缺陷层中间，并且位于上布拉格反射镜、下布拉格反射镜和横向二维光子晶体结构构成的三维纳腔中心；采用量子环作为发光介质，量子效率更高；量子环材料可以覆盖量子点无法覆盖的波段。

主权项

光子晶体纳腔量子环单光子发射器件，结构包括：表面横向二维光子晶体结构（1）、上电极（2）、P型布拉格反射镜（3）、光学缺陷层（4）、N型布拉格反射镜（5）、缓冲层（6）、衬底（7）、下电极（8）和量子环（9）；其特征是，在衬底（7）上依次生长缓冲层（6）、N型布拉格反射镜（5）、光学缺陷层（4）和P型布拉格反射镜（3），上电极（2）生长在P型布拉格反射镜（3）上表面周边区域，下电极（8）生长在衬底（7）下面；所述表面横向二维光子晶体结构（1）在水平方向位于上电极（2）的内侧和量子环（9）的外侧，由微纳加工制成的空气孔洞‑半导体构成，空气孔洞垂直向下穿过P型布拉格反射镜（3）至N型布拉格反射镜（5）；所述量子环（9）位于光学缺陷层（4）中间，并且位于P型布拉格反射镜（3）、N型布拉格反射镜（5）和横向二维光子晶体结构（1）构成的三维纳腔中心。