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一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法技术

技术编号:8272883 阅读:248 留言:0更新日期:2013-01-31 05:25
本发明专利技术公开了一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法。该方法利用气相传输法或水热法制备出ZnO微米棒单晶,然后将单根ZnO微米棒转移到有缓冲层的p型氮化镓(GaN)上,通过对缓冲层的处理,使ZnO微米棒与p型GaN之间形成接触良好的异质结。接着在其表面制备一层绝缘薄膜,采用反应离子刻蚀或者光刻技术把ZnO微米棒表面刻蚀出来,然后将石墨烯转移到ZnO微米棒上,使石墨烯与ZnO微米棒形成良好的接触;最后在p型GaN表面制备金属电极,构成完的石墨烯/n型ZnO微米棒/p型GaN异质结微激光器。该方法制备的微激光器利用了石墨烯的高载流子浓度和高透光性,可实现了高品质的紫外激光输出。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计利用气相传输法或水热法制备高品质单晶ZnO微米棒,分离出单根ZnO微米棒并将之与有缓冲层的P型GaN结合,经过对缓冲层的处理,与GaN形成接触良好的Pn结,接着在其表面溅射一层无机透明绝缘薄膜,其次利用反应离子刻蚀或者光刻技术使ZnO微米棒表面暴露,最后将石墨烯转移到ZnO微米棒表面作为电极,并在P型GaN表面制备电极,形成完整的器件。以上述方法和工艺流程获得的发光Pn结能够获得高品质的电泵紫外回音壁模激光。
技术介绍
自日本科学家和美国科学家相继发现了 ZnO薄膜和纳米线中的紫外光辐射以来,ZnO成为设计紫外激光器的理想材料。ZnO微纳米结构中的紫外激射模式可以分为三种随机激光、法布里珀罗(F-P)激光、回音壁模激光。在随机激光中,相干反馈是靠回程散射自·发形成的,由于晶体边界散射严重造成光路中的光学损耗大,因此随机激射阈值十分高,并且激射模式不固定。F-P型激光其工作原理类似于传统的F-P腔激光器,两平行面相当于两个腔镜,然而由于ZnO两端界面处反射率较低,因此F-P模激射的阈值也比较高。回音壁模激射是利用光路在ZnO六边形微米棒中内不断全反射形成的,光学全反射能有效的将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法,其特征在于该制备方法为第一步:将纯度均为99.00~99.99%的ZnO粉末和碳粉末按照质量比1∶1~1∶2.5混合研磨,取该混合物填入陶瓷舟内;将与陶瓷舟开口面积大小的硅片经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后,用氮气吹干,将硅片抛光面朝下覆盖与陶瓷舟上方,随后将陶瓷舟推入温度为1000~1200摄氏度的管式炉中,经过30~60分钟反应,ZnO微米棒阵列生长于硅片表面,第二步:将p型GaN经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后,用氮气吹干,利用磁控溅射在p型GaN其表面制备一层厚度20~30纳米的金属锌膜,第三步:从ZnO微米棒阵列中挑...

【技术特征摘要】
1.一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法,其特征在于该制备方法为 第一步将纯度均为99. 00 99. 99%的ZnO粉末和碳粉末按照质量比I : I I : 2.5混合研磨,取该混合物填入陶瓷舟内;将与陶瓷舟开口面积大小的硅片经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后,用氮气吹干,将硅片抛光面朝下覆盖与陶瓷舟上方,随后将陶瓷舟推入温度为1000 1200摄氏度的管式炉中,经过30 60分钟反应,ZnO微米棒阵列生长于娃片表面, 第二步将P型GaN经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后,用氮气吹干,利用磁控溅射在P型GaN其表面制备一层厚度20 30纳米的金属锌膜, 第三步从ZnO微米棒阵列中挑选单根ZnO微米棒,将之平放转移到第二步制备好的金属锌薄膜表面,随后将之放置于管式炉中在氧氛围中退火I I. 5小时,退火温度是450 500摄氏度,使得20 30纳米厚度的金属锌膜完全成为ZnO膜,该层ZnO薄膜将上层ZnO微米棒和下层P型GaN有效地连接在一起形成了良好的pn结, 第四步利用磁控溅射GaN衬底表面镀上一层无机透明绝缘层薄膜,厚度为5 8微米,覆盖ZnO微米棒, 第五步采用光刻对透明绝缘薄膜进行刻蚀,刻蚀厚度约I 2微米,使ZnO微米棒表面暴露, 第六步将石墨烯转移到GaN表面,覆盖ZnO微米棒,使石墨烯和ZnO微米棒良好的电极接触, 第七步通过电子束蒸镀方法,在P型GaN表面制备20 30纳米厚度的Ni-Au电极,最终制备完整的石墨烯/n型ZnO微米棒/p型GaN异质结微激光器。2.—种构筑电泵...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐春祥朱刚毅理记涛田正山石增良
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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