[發明專利]一種基于納米晶自組裝的微腔生長方法

有效

• 申請號: 201810054032.8
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108193272B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 張龍;周純;董紅星;虞杰;常浩;唐冰;周貝爾
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B7/08;C30B7/14;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種基于納米晶自組裝的微腔生長方法，包括步驟：鈣鈦礦量子點鈍化處理，低溫沉積處理；獲取微腔結構。本發明通過自組裝的方式提升了單晶的質量，并能控制單晶的尺寸，這將對產生高質量單模激光具有非常重要的意義。

技術領域

本發明涉及控制激光器微諧振腔生長的方法，特別是一種基于納米晶自組裝的鈣鈦礦長方片微諧振腔的低溫生長方法，該發明是一種實現高質量可控尺寸單晶的方法，對實現高質量單模激光具有非常重要的意義。

背景技術

精確控制特定尺寸和形貌的的微腔的生長方法對于實現高質量的新型功能器件是很重要的。一般情況下，化學氣相沉積和溶液合成方法是比較好的選擇方式。但是化學氣相沉積的高溫以及特殊氣體氣氛明顯增加了成本，溶液合成方法的過量表面活性劑也導致樣品的性能受到影響。自組裝是一種溫和的控制結構生長的方式。

單模激光由于其在芯片集成光學處理，通信以及數據存儲中的應用而受到廣泛關注。盡管分布式布拉格反射鏡(DBR)結構和兩個或者多個微腔之間的游標效應能夠獲得單模激光，但是這種方式一般需要精確的刻蝕，所花費的成本很高并且操作很復雜。減小微腔的尺寸到亞微米量級是能夠得到單個模式激光輸出的一種手段，但是減小尺寸后會造成光損失增加，并導致激光的閾值很大。

鑒于以上問題，我們開展了鈣鈦礦量子點自組裝生長成為微諧振腔的研究。鈣鈦礦由于其優異的熒光性能和長壽命成為了很好的光功能材料。利用鈣鈦礦量子點自組裝形成鈣鈦礦微腔結構，這種從下到上的微腔生長方法，能控制微腔的尺寸在亞微米范圍。這將對可諧調單模激光器具有非常重要的意義。

發明內容

本發明目的在于克服上述現有技術的缺陷，提出一種一種基于納米晶自組裝的微腔生長方法，，并能控制其尺寸。該方法特點在于其通過自組裝的方式提升了單晶的質量，并能控制單晶的尺寸，這將對產生高質量單模激光具有非常重要的意義。

本發明的技術解決方案如下：

一種長方片微腔獲得方法，包括如下步驟：

①將PbBr₂，十八烯，油胺，油酸，油酸銫以摩爾比5:250～350：50～100:20～50：1配制原料；

②將PbBr₂，十八烯，油胺，油酸加入到燒瓶中，在80～120℃下脫氣10～20min，并在80～120℃下加熱以充分混合，然后在Ar氣氣氛中升溫至170～190℃并保持10～20min，油酸銫快速注入到所述三口燒瓶中，5s后，將三口燒瓶放入0℃冰水浴中快速冷卻。

③將得到的CsPbBr₃量子點離心分離，并溶解在甲苯中，得到單分散的膠體量子點；

步驟2)低溫沉積處理：將單分散膠體量子點存放于棕色小瓶中，避光放在4～10℃的低溫下，15～30天后得到低溫沉積量子點；

步驟3)獲取微腔結構：將所述的低溫沉積量子點用吸管吸取少量，滴在基片上，讓甲苯自然揮發，待揮發完全后，在基片上形成微腔結構。

所述的長方片微腔的長度為2～1000μm的長方片。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1.本發明中采用自組裝方式獲得單模激光所需的微腔結構，這種結構晶體質量很好，單模激光的模式品質因子很高。

2.本發明中通過自組裝的方式獲得的微腔結構其尺寸可調，從而可以調節單模激光的頻率。

3.本發明中通過自組裝方式獲得的微腔結構尺寸可調，從而可以調節激光的模式數，從一個模式到多個模式。

附圖說明

圖1為本發明基于納米晶自組裝的鈣鈦礦長方片微諧振腔的低溫生長方法示意圖；