The invention discloses a ring cavity nanowire single photon source electric injection device, which comprises a p type electrode, pin nanowires and quantum dots embedded, embedded in the nanowire multilayer concentric ring resonator, N type and N type electrode material and the substrate. The advantages of this device is in the realization of electric injection work at the same time, using multilayer concentric ring ring Prague microcavity, produce localized electromagnetic field enhancement in quantum dot position center, which can enhance the radiation efficiency of quantum dot single photon source using the Purcell effect, but also in the direction perpendicular to the nanowires two spatial dimensions limit the single photon photon divergence, only along the exit direction of nanowires, easy coupling and optical fiber, greatly improve the utilization efficiency of light collection. The ring cavity nanowire injected single photon source device of the invention can be widely applied to quantum information, quantum computation, quantum authentication and quantum precision measurement related fields.
【技术实现步骤摘要】
一种环腔纳米线电注入单光子源器件
本专利技术涉及单光子源、半导体微纳光子器件、量子信息领域,具体是指一种环腔纳米线电注入单光子源器件。技术背景单光子源不仅是量子信息处理、量子保密通讯、量子线性光学计算和量子密码学的重要组成部分,在微量吸收测量、超高灵敏磁场测量、生物荧光标记与成像等领域也有重要应用价值。在众多单光子发射的产生方案中,基于量子点的单光子源相比其它单光子源在各方面都有着很大的优越性,如具有谱线宽度窄、振子强度高、不会发生光褪色或闪烁、时间抖动小、重复频率高、发射波段可覆盖从紫外到红外的各个波段、适于电泵浦等。通常,量子点发射单光子都是没有方向性的,而且其在自由空间中的自发辐射效率低,造成很难真正实用。为了提高单光子源的发射效率,获得高品质单光子源,可以将量子点放在微腔中,利用purcell效应,即微腔中原子的自发辐射较处于自由空间中的自发辐射可以被极大地加强,从而利用微腔可以提高单光子发射的量子效率。对于电泵浦器件而言,微腔的存在可以极大地降低电注入的工作电压,从而提高器件的稳定性。通常是采用光子晶体微腔或DBR微腔来获得高品质单光子源。然而,光子晶体微腔与电注入器件结构兼容性不佳,而且对短波波段其结构尺寸小、制备难道很大;DBR微腔则只能在垂直方向一个维度限制光,而且其要求量子点发光波长与DBR腔共振波长精确对准,导致适于电泵浦的高质量DBR微腔对外延设备要求高、制备难度大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足,提供一种适合电注入、制备简单且能在两个维度上限制光的环腔纳米线电注入单光子源器件。为实现上述目的,本专利技术 ...
【技术保护点】
一种环腔纳米线电注入单光子源器件,其特征在于:包括p型电极(1)、pin纳米线(2)、量子点(3)、多层同心环腔(4)、n型电极(5)、下层n型材料(6)和衬底(7);所述衬底(7)位于最底层,衬底(7)的上面为下层n型材料(6),下层n型材料(6)的上面为pin纳米线(2)、量子点(3)、多层同心环腔(4)、n型电极(5),p型电极(1)位于pin纳米线(2)的上面;所述多层同心环腔(4)以pin纳米线(2)为圆心位于 pin纳米线(2)的外层;所述n型电极(5)以pin纳米线(2)为圆心呈环形位于多层同心环腔(4)的外层,且靠近下层n型材料(6)的边缘;所述pin纳米线(2)位于下层n型材料(6)的中心上,量子点(3)嵌埋于pin纳米线(2)中间。
【技术特征摘要】
1.一种环腔纳米线电注入单光子源器件,其特征在于:包括p型电极(1)、pin纳米线(2)、量子点(3)、多层同心环腔(4)、n型电极(5)、下层n型材料(6)和衬底(7);所述衬底(7)位于最底层,衬底(7)的上面为下层n型材料(6),下层n型材料(6)的上面为pin纳米线(2)、量子点(3)、多层同心环腔(4)、n型电极(5),p型电极(1)位于pin纳米线(2)的上面;所述多层同心环腔(4)以pin纳米线(2)为圆心位于pin纳米线(2)的外层;所述n型电极(5)以pin纳米线(2)为圆心呈环形位于多层同心环腔(4)的外层,且靠近下层n型材料(6)的边缘;所述pin纳米线(2)位于下层n型材料(6)的中心上,量子点(3)嵌埋于pin纳米线(2)中间。2.根据权利要求1所述的环腔纳米线单光子源器件,其特征在于:所述p型电极(1)材质包括但不限于石墨烯、ITO、AZO、Au、Ti、Ni、Pt中的一种或多种混合;对于从衬底正面向上出光的器件采用对出射光透明的材质,对于从衬底背面向下出光的器件采用对出射光高反射的材质。3.根据权利要求1所述的环腔纳米线单光子...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈飞良,李沫,黄锋,张晖,李倩,王旺平,康健彬,李俊泽,张健,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院电子工程研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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