[发明专利]基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器包括基板、第一反射镜、二维钙钛矿单晶及第二反射镜；其中，所述二维钙钛矿单晶包括N层二维钙钛矿单层，N≥2；所述二维钙钛矿单层包括n层共角卤化铅八面体、n-1层有机配体A及2层有机配体B，n≥1，且所述二维钙钛矿单层均具有相同的n值，所述有机配体A嵌入所述共角卤化铅八面体空隙，所述有机配体B分别位于所述共角卤化铅八面体的相对两侧，所述二维钙钛矿单层的化学式为B₂A_n-1Pb_nX_3n+1，X为卤族元素，且所述有机配体B的碳原子数大于所述有机配体A。

2.根据权利要求1所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器还包括位于所述第一反射镜与所述二维钙钛矿单晶之间的第一调节层及位于所述二维钙钛矿单晶与所述第二反射镜之间的第二调节层，且所述第一调节层及第二调节层的光学厚度相等。

3.根据权利要求2所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述二维钙钛矿单晶的光学厚度为激光器谐振波长的1/6，所述第一调节层、二维钙钛矿单晶及第二调节层的总光学厚度为激光器谐振波长的1/2；所述第一调节层包括二氧化硅层，所述第二调节层包括二氧化硅层。

4.根据权利要求1所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述有机配体A包括CH₃NH₃⁺；所述有机配体B包括C₄H₉NH₃⁺或C₈H₉NH₃⁺；所述X包括I元素、Cl元素及Br元素中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：N的取值范围包括N≥10；n的取值范围包括1≤n≤5。

6.根据权利要求1所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述二维钙钛矿单晶具有远离所述基板表面的水平面。

7.根据权利要求1所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述第一反射镜的反射率大于99.5％，所述第二反射镜的反射率小于99％。

8.根据权利要求1所述的基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述第一反射镜为分布式布拉格反射镜，包括依次叠置的二氧化钛层及二氧化硅层，且所述二氧化钛层及二氧化硅层的光学厚度分别为激光器谐振波长的1/4；所述第二反射镜为分布式布拉格反射镜，包括依次叠置的硫化锌层及氟化镁层，且所述硫化锌层及氟化镁层的光学厚度分别为激光器谐振波长的1/4。

9.一种基于二维钙钛矿单晶的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供基板；

于所述基板上形成第一反射镜；

于所述第一反射镜上形成二维钙钛矿单晶，所述二维钙钛矿单晶包括N层二维钙钛矿单层，N≥2；所述二维钙钛矿单层包括n层共角卤化铅八面体、n-1层有机配体A及2层有机配体B，n≥1，且所述二维钙钛矿单层均具有相同的n值，所述有机配体A嵌入所述共角卤化铅八面体空隙，所述有机配体B分别位于所述共角卤化铅八面体的相对两侧，所述二维钙钛矿单层的化学式为B₂A_n-1Pb_nX_3n+1，X为卤族元素，且所述有机配体B的碳原子数大于所述有机配体A；

于所述二维钙钛矿单晶上形成第二反射镜。