【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体量子器件，具体涉及基于量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔两种光子晶体微腔的制备方法。
技术介绍
1、在光量子网络中，量子节点可以用于产生、处理和存储光量子信息，量子点-微腔的耦合体系是一种高性能的量子节点，在光子量子克隆、少光子非线性和量子逻辑门等领域具有很大的应用潜力。单量子点激光器的光子流呈现反聚束特性，在固定时间内发射的光子数比普通激光更具可预测性，且与基于自发辐射的量子光源相比，单量子点在激射状态下受激辐射占主导，因此辐射光子线宽更窄，表现出光学非线性效应。然而，现阶段微腔-量子点耦合强度难以进一步提高，影响了微腔-量子点能量交换速度，造成辐射速率低、达不到预期的“无阈值”和增益来源复杂等问题，限制了单量子受激辐射的研究。
技术实现思路
1、为了填补本领域存在的上述空白，本申请旨在提供基于量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔两种光子晶体微腔的制备方法。
2、根据本申请的一方面，本申请提供一种基于量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔的制备方法包括：
3、将基片进行预处理，基片包括：量子点层、衬底层以及位于量子点层和衬底层之间的牺牲层；
4、采用氧等离子体处理预处理的基片；
5、在基片的量子点层的表面旋涂光刻胶，进行曝光、显影，在光刻胶表面形成魔角纳米腔图形，和/或，拓扑体腔图形；
6、通过刻蚀将魔角纳米腔图形，和/或，拓扑体腔图形转移到量子点层；
7、湿法腐蚀去除牺牲层，制得魔角纳米腔和
8、根据本申请的一些实施例，量子点层的材料包括：gaas或inp；衬底层的材料包括：gaas或inp。
9、根据本申请的一些实施例，牺牲层的材料包括：al0.8ga0.2as或in0.53ga0.47as；
10、根据本申请的一些实施例，牺牲层材料为al0.8ga0.2as时的厚度为300-1000nm；
11、牺牲层材料为in0.53ga0.47as时的厚度为200nm。
12、根据本申请的一些实施例，量子点层的厚度为200nm；
13、衬底层的厚度为500μm。
14、根据本申请的一些实施例，预处理包括：依次在丙酮、乙醇和去离子水中浸泡清洗，然后用氮气吹干。
15、根据本申请的一些实施例，曝光的电压为80-150kv；
16、根据本申请的一些实施例，电压为125kv。
17、根据本申请的一些实施例，量子点层的材料为gaas时，曝光剂量为340 -380μc/cm2；量子点层的材料为inp时，曝光剂量为280-310μc/cm2。
18、根据本申请的一些实施例，刻蚀去除所述牺牲层为湿法腐蚀；
19、根据本申请的一些实施例，湿法腐蚀的腐蚀液包括2％-10％的hf或不同配比的h3po4：h2o2：h2o腐蚀液。
20、根据本申请的另一方面，还提供一种采用上述制备方法制备的量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔。
21、与现有技术相比，本申请至少包括如下有益效果：
22、本申请提供基于量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔两种光子晶体微腔的制备方法，通过精细的电子束曝光剂量控制，精准的电感耦合等离子体气体组分和刻蚀速率控制以及合适的腐蚀液浓度和时间控制，实现了30-50nm线宽的高稳定性和高重复性的光子晶体悬浮腔结构--魔角纳米腔和拓扑体腔。
23、本申请的魔角纳米腔和拓扑体腔两种光子晶体微腔，具有最高的品质因子且对结构形状具有鲁棒性，可以极大增强单个量子点与腔模的耦合，为研究单量子点的受激辐射提供了理想的平台。
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1.基于量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点层的材料包括：GaAs或InP；所述衬底层的材料包括：GaAs或InP。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括：Al0.8Ga0.2As或In0.53Ga0.47As；
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于，所述量子点层的厚度为200nm；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括：依次在丙酮、乙醇和去离子水中浸泡清洗，然后用氮气吹干。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述曝光的电压为80-150kV；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点层的材料为GaAs时，曝光剂量为340-380μC/cm2；所述量子点层的材料为InP时，曝光剂量为280-310μC/cm2。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀去除所述牺牲层为湿法腐蚀；
9.基于量
10.基于量子点单光子源的拓扑体腔，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述制备方法制备。
...【技术特征摘要】
1.基于量子点单光子源的魔角纳米腔和拓扑体腔的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点层的材料包括：gaas或inp；所述衬底层的材料包括：gaas或inp。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括：al0.8ga0.2as或in0.53ga0.47as；
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于，所述量子点层的厚度为200nm；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括：依次在丙酮、乙醇和去离子水中浸泡清洗，然后用氮气吹干。
【专利技术属性】
技术研发人员：冀伟杰，
申请(专利权)人：北京量子信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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