日盲紫外单光子源及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种日盲紫外单光子源及其制备方法，包括宽禁带半导体p型层、i型本征层、单量子点和n型层构成的量子点嵌埋pin纳米线或量子点嵌埋pin薄膜，pin结构中量子点的禁带宽度大于4.43 eV，且pin结构采用禁带宽度大于量子点的半导体材料，从而形成类量子阱结构以增强对单量子点的量子限制；本发明专利技术对于光泵浦和电泵浦两种激发方式均适用，既可垂直于衬底发射，也可平行于衬底发射，因此既可用于自由空间单光子源也可用于片上集成单光子源；其发射波长在小于280 nm的日盲波段，且宽禁带量子点适于室温乃至高温单光子发射，可广泛应用于量子信息、量子计算、量子成像、量子认证、近距离保密通信、量子精密测量相关领域。

Solar blind ultraviolet single photon source and its preparation method

The invention discloses a solar blind ultraviolet single photon source and a preparation method thereof, including a wide bandgap semiconductor layer, P type I type intrinsic layer, quantum dots and single quantum dot n layer embedded pin nanowires or quantum dots embedded in pin film, the band gap of quantum dots in pin structure more than 4.43 eV, pin semiconductor material and structure of the band gap width is greater than the quantum dots, thus forming a kind of quantum well structure to enhance the quantum confinement of single quantum dots; the invention is suitable for optical pumping and electrically pumped two excitation mode, which can be emitted perpendicular to the substrate, can also transmit parallel to the substrate, so not only can be used for free space single photon source can also be used for on-chip integration of single photon source; the emission wavelength in the solar blind band is less than 280 nm, and wide band quantum dots and single photon emission at room temperature for high temperature, can be widely used in quantum information The field of quantum computing, quantum imaging, quantum authentication, close communication, and quantum precision measurement.

【技术实现步骤摘要】
日盲紫外单光子源及其制备方法
本专利技术涉及单光子源、量子保密通信、量子信息领域，具体是指一种日盲紫外单光子源及其制备方法。
技术介绍
单光子源是一种能产生量子态光子的光源，是实现量子通信、量子模型、量子计算、量子存储等量子信息技术的重要手段。目前这些量子信息领域通常采用可见和近红外波段的单光子源。由于自然光和人造光源一般都在可见波段，热辐射则是在红外波段，使得当前领域的单光子源在应用中受到的背景干扰很大。日盲紫外波段是波长小于280nm的波段。在这个波段，太阳光在穿越地球大气层的过程中受到臭氧层的强烈吸收，基本上无法到达地面。因此除了闪电、爆炸等极端情况外在地球表面附近通常完全没有日盲紫外波段的光信号，工作在该波段的单光子源的相当于工作在天然的暗室之中，背景光干扰影响非常小，这对量子信息系统特别是量子信息微系统非常有利。由于受大气衰减的影响，日盲紫外光特别适合1公里范围内的短距离高安全性保密通信，超过这个范围后紫外光子则基本被大气全部吸收，在远方也无法对本地施行紫外干扰，因此对它进行远程干扰和侦听的可能性几乎为零。紫外光还可以通过弥漫在大气层中的微小颗粒进行散射传输，从而绕过一些障本文档来自技高网...

【技术保护点】
日盲紫外单光子源，其特征在于：包括衬底及衬底上的量子点嵌埋pin纳米线，所述量子点嵌埋pin纳米线包括宽禁带半导体p型层、i型本征层、单量子点和n型层构成，所述宽禁带半导体p型层、n型层分别位于i型本征层的两侧，单量子点嵌埋于i型本征层内；在量子点嵌埋pin纳米线的两端分别是p型电极和n型电极。

【技术特征摘要】
1.日盲紫外单光子源，其特征在于：包括衬底及衬底上的量子点嵌埋pin纳米线，所述量子点嵌埋pin纳米线包括宽禁带半导体p型层、i型本征层、单量子点和n型层构成，所述宽禁带半导体p型层、n型层分别位于i型本征层的两侧，单量子点嵌埋于i型本征层内；在量子点嵌埋pin纳米线的两端分别是p型电极和n型电极。2.日盲紫外单光子源，其特征在于：包括衬底及衬底上的量子点嵌埋pin纳米线，所述量子点嵌埋pin薄膜包括宽禁带半导体p型层、i型本征层、单量子点和n型层构成，所述宽禁带半导体p型层、n型层分别位于i型本征层的两侧，单量子点嵌埋于i型本征层内；所述量子点嵌埋pin薄膜的上下层分别是p型电极和n型电极。3.根据权利要求1或2所述的日盲紫外单光子源，其特征在于：所述衬底的材质采用绝缘体、半导体或金属。4.根据权利要求1或2所述的日盲紫外单光子源，其特征在于：所述单量子点采用宽带大于4.43eV的半导体材料，对应的发射波长小于280nm；所述半导体材料的类型包括AlGaN、InAlN、InAlGaN、AlN、BN、Ga2O3、ZnMgO、MgO、ZnBeO、MgS、BeS或金刚石。5.根据权利要求1或2所述日盲紫外单光子源，其特征在于：所述宽禁带半导体p型层、i型本征层和n型层均采用禁带宽度大于量子点的半导体材料，形成用以对单量子点的量子限制的类量子阱结构；所述半导体材料的类型包括AlGaN、InAlN、InAl...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞良，李沫，李倩，张晖，黄锋，李舒啸，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