【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及领域半导体技术、量子计算和量子信息处理器件制作工艺，具体地，涉及一种集成的可调谐的量子点量子光源器件及其制备方法。
技术介绍
1、量子光源是实现量子网络的关键部件，最早的量子光源，包括单光子源与纠缠光源是通过强烈衰减的脉冲激光和参量下转换产生的，其具有高不可分辨性，低效率与产生时间随机的特点。理想的量子光源应具备高效率、确定性、高不可分辨性等特点，而半导体量子点已经被证明具有以上的特性。利用现有的半导体加工工艺，将量子点置于微纳结构的确定位置，可以将量子点发射的光子耦合到需要的模式，大大提高光子的收集效率(体材料中＜4％)，另一方面利用利用微腔高品质因子以及光场的限制可以提高光与物质的相互作用，提高光子的不可分辨性，与脉冲共振或者是双光子共振激发可以实现对光子确定性发射。
2、自组织量子点本身的发光具有相对的随机性，一方面微纳结构的工作波长是有带宽的，通常在纳米的量级，如何将量子点发光波长与光学微腔相匹配是目前研究的热点之一。另一方面具体的应用中需要将量子点波长调节到特定的波长，如基于量子存储的量子中继。利用开放式的腔去匹配量子点的波长，可以实现结构允许的任意范围调节，但是分立的结构对设备稳定性要求更高，结构也更复杂。对于片上调节，引入电场，利用斯塔克效应对量子点可以调节量子点的波长通常在小于1nm，但是会导致量量子效率降低，而利用应力去调节，其范围可达10nm的量级，且对量子效率影响不大。
技术实现思路
1、为解决现有技术波长可调节的量子点光源存在结构复
2、本专利技术第一方面提供了一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，由上至下依次为介质分布式布拉格反射镜、缺陷型光场限制结构、半导体薄膜层、半导体分布式布拉格反射镜、压电陶瓷衬底；
3、其中，所述介质分布式布拉格反射镜包括若干个第一反射层；所述第一反射层包括分别位于上方和下方的介质高折射层和介质低折射层；量子点位于所述半导体薄膜层中；所述半导体分布式布拉格反射镜包括若干个第二反射层；所述第二反射层包括分别位于上方和下方的半导体高折射层和半导体低折射层；所述压电陶瓷衬底两面镀有金属电极。
4、作为一种优选方案，所述介质分布式布拉格反射镜的反射率能够在预设范围内调节。
5、作为一种优选方案，所述介质分布式布拉格反射镜与所述半导体分布式布拉格反射镜的中心波长相同。
6、作为一种优选方案，所述量子点量子光源器件的出射光子远场的电场分布呈高斯分布。
7、作为一种优选方案，所述缺陷型光场限制结构采用的材料为介质分布式布拉格反射镜中的低折射率材料。
8、作为一种优选方案，所述半导体薄膜层的厚度应为k×λ/(2×n1)，其中k为正整数，λ为设计波长，n1为所述半导体薄膜层材料的折射率；当k＝1时，所述量子点位于所述半导体薄膜层中心；当k＞1时，量子点位于距离薄膜下表面m×λ/(2×n1)的位置，其中m为小于k的正整数，且所述量子点位于所述缺陷型光场限制结构中心正下方。
9、作为一种优选方案，所述缺陷型光场限制结构的形状为抛物面或者高斯曲面，所述缺陷型光场限制结构的高度大于λ/(4×n2)，半径大于λ/n2且小于20×λ/n2，其中λ为设计波长，n2为缺陷型光场限制结构的材料折射率。
10、本专利技术第二方面提供了一种集成的可调谐的量子点量子光源器件制备方法，所述方法包括：
11、s1：利用分子束外延技术在gaas衬底自下而上生长al0.9ga0.1as牺牲层、半导体分布式布拉格反射镜、包含inas量子点的gaas半导体薄膜层；其中所述半导体分布式布拉格反射镜通过交替外延gaas和al0.95ga0.05as获得；
12、s2：利用化学气相沉积设备在gaas半导体薄膜层上方沉积一层sio2薄膜；
13、s3：在sio2薄膜上的特定位置旋涂具备热回流特性的光刻胶，然后通过电子束曝光制备圆柱形掩模，最后利用热回流的特性使所述圆柱形掩模融化后凝固成弧形结构；
14、s4：利用等离子体刻蚀设备对sio2薄膜进行刻蚀，将所述弧形结构传递到所述sio2薄膜，形成抛物形或高斯形的缺陷型光场限制结构；
15、s5：利用电子束蒸镀或者离子辅助沉积技术，在所述缺陷型光场限制结构上方交替蒸镀tio2和sio2，形成介质分布式布拉格反射镜，完成微腔的制备，并得到初级整体样品；
16、s6：对所述整体样品利用光刻或者电子束直写，在所述介质分布式布拉格反射镜、所述缺陷型光场限制结构、所述半导体薄膜层以及所述半导体分布式布拉格反射镜表面制备光刻胶掩膜；
17、s7：通过等离子体刻蚀，从上到下，对所述介质分布式布拉格反射镜、所述包含inas量子点的gaas半导体薄膜层、所述半导体分布式布拉格反射镜进行刻蚀，得到高级整体样品；
18、s8：对所述高级整体样品用石蜡或者光刻胶等粘到另一个基底上，通过物理研磨和化学溶液选择性刻蚀，将gaas衬底去除；
19、s9：将去除gaas衬底的高级整体样品通过膜转移的方法，转移到镀好电极的压电陶瓷衬底上，得到一种集成的可调谐的量子点量子光源器件。
20、作为一种优选方案，在步骤s3中，在sio2薄膜上的特定位置旋涂具备热回流特性的光刻胶，然后通过电子束曝光制备圆柱形掩模，最后利用热回流的特性使所述圆柱形掩模融化后凝固成弧形结构的方法包括：
21、s31：利用电子束直写及lift-off工艺在所述sio2薄膜上制作金标记，然后通过低温量子点荧光成像确定所述inas量子点相对金标记的准确位置；
22、s32：在确定好inas量子点位置的sio2薄膜上旋涂具备热回流特性的光刻胶，利用电子束直写进行套刻，曝光剂量500μc/cm2，束流为2na，显影后在inas量子点正上方得到圆柱形的掩膜；
23、s33：通过热回流，所述圆柱形的掩膜融化，通过表面张力的作用，形成弧形的表面，凝固后得到弧形结构；其中热回流温度为130℃～180℃，时间为2min～10min。
24、作为一种优选方案，在步骤s7中，通过等离子体刻蚀，从上到下，对所述介质分布式布拉格反射镜、所述包含inas量子点的gaas半导体薄膜层、所述半导体分布式布拉格反射镜进行刻蚀，得到高级整体样品的方法具体为：
25、通过cf4基和sicl4等离子体刻蚀，从上到下，对所述介质分布式布拉格反射镜、所述包含inas量子点的gaas半导体薄膜层、所述半导体分布式布拉格反射镜进行刻蚀，并通过打氧3min取出残余的光刻胶，得到高级整体样品。
26、相较于现有技术，本专利技术所具有的有益效果是：
27、本专利技术提供了一种集成的可调谐的量子点量子光源器件制备方法，通过只对sio2薄膜进行刻蚀，应力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，由上至下依次为介质分布式布拉格反射镜、缺陷型光场限制结构、半导体薄膜层、半导体分布式布拉格反射镜、压电陶瓷衬底；
2.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述介质分布式布拉格反射镜的反射率能够在预设范围内调节。
3.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述介质分布式布拉格反射镜与所述半导体分布式布拉格反射镜的中心波长相同。
4.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述量子点量子光源器件的所述量子点量子光源器件的出射光子远场的电场分布呈高斯分布。
5.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述缺陷型光场限制结构采用的材料为介质分布式布拉格反射镜中的低折射率材料。
6.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述半导体薄膜层的厚度应为K×λ/(2×n1)，其中K为正整数，λ为设计波长，n1为所述半导体薄膜层材料
7.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述缺陷型光场限制结构的形状为抛物面或者高斯曲面，所述缺陷型光场限制结构的高度大于λ/(4×n2)，半径大于λ/n2且小于20×λ/n2，其中λ为设计波长，n2为缺陷型光场限制结构的材料折射率。
8.一种集成的可调谐的量子点量子光源器件制备方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件制备方法，其特征在于，在步骤S3中，在SiO2薄膜上的特定位置旋涂具备热回流特性的光刻胶，然后通过电子束曝光制备圆柱形掩模，最后利用热回流的特性使所述圆柱形掩模融化后凝固成弧形结构的方法包括：
10.根据权利要求8所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件制备方法，其特征在于，在步骤S7中，通过等离子体刻蚀，从上到下，对所述介质分布式布拉格反射镜、所述包含InAs量子点的GaAs半导体薄膜层、所述半导体分布式布拉格反射镜进行刻蚀，得到高级整体样品的方法具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，由上至下依次为介质分布式布拉格反射镜、缺陷型光场限制结构、半导体薄膜层、半导体分布式布拉格反射镜、压电陶瓷衬底；
2.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述介质分布式布拉格反射镜的反射率能够在预设范围内调节。
3.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述介质分布式布拉格反射镜与所述半导体分布式布拉格反射镜的中心波长相同。
4.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述量子点量子光源器件的所述量子点量子光源器件的出射光子远场的电场分布呈高斯分布。
5.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述缺陷型光场限制结构采用的材料为介质分布式布拉格反射镜中的低折射率材料。
6.根据权利要求1所述的一种集成的可调谐的量子点量子光源器件，其特征在于，所述半导体薄膜层的厚度应为k×λ/(2×n1)，其中k为正整数，λ为设计波长，n1为所述半导体薄膜层材料的折射率；当k＝1时，所述量子点位于所述半导体薄膜层中心；当k...
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