[发明专利]层叠体的制造方法、层叠体、发光器件及激光器件

说明书

本发明公开了一种制造树脂膜与钙钛矿膜的层叠体的方法，其包括：将具有树脂膜、钙钛矿膜及无机支撑体的初级产品依序进行加热压缩的步骤；及随后，将树脂膜与钙钛矿膜的层叠体从无机支撑体上分离的步骤。根据该制造方法，能够以简单的方式制造具有如衍射光栅结构那样的微细的凹陷图案的钙钛矿膜。

技术领域

本发明涉及一种可用作激光器件等发光器件的层叠体及该层叠体的制造方法。

背景技术

钙钛矿是在低成本激光化应用中具有前景的新兴的材料系列。钙钛矿表现出适合于有机激光的性能，例如在低温下的连续波运转及在连续脉冲运转下的高稳定性。另外，能够通过可见光谱调节发射，用氯化铯铅对蓝色区域(425nm)发射激光，并且能够用甲脒碘化锡将激光发射至近红外线区域(896nm)。带隙与伪晶格常数相关，晶格常数和带隙的调节通常是通过改变钙钛矿的卤化物组成来完成的。但是，由于许多组合物并不稳定，会引起相分离，因此并非所有波长都易于获得。使用低维钙钛矿的激光化已得到证明，也显示了电驱动激光应用的一些潜力。钙钛矿材料类似于经溶液处理的砷化镓。两者均为直接带隙半导体，激光化需要约1x10¹⁸cm³的载流子浓度。由于低廉的材料成本和简单的沉积程序，钙钛矿可能有望应用于低成本激光化。

分布式反馈(DFB)光栅能够有效地应用于薄膜半导体激光。二次DFB的激光发射垂直于表面，适合于非晶薄膜或多晶薄膜。腔体的共振模式由下式定义，m_布拉格λ_布拉格＝2n_effΛ，其中m_布拉格为次数，λ_布拉格为PL波长，n_eff为有效折射率，且Λ为光栅栅距。对于相关波长，需要以需要高价的微影术的亚微米栅距对光栅进行图案化。关于用于钙钛矿激光中的应用的光栅复制，已有很多报道。一些方法侧重于用UV-固化性树脂进行光栅复制，随后涂布钙钛矿膜(参见非专利文献1和2)。在其他工艺中，对钙钛矿膜其本身进行图案化，例如对钙钛矿膜直接进行纳米压印(参见非专利文献3)，或者压印掩模层，随后进行氩离子溅射以去除钙钛矿(参见非专利文献4)。类似的方法已应用于光子晶体激光的制作(参见非专利文献5和6)。在许多这些实施例中，钙钛矿前体溶液需要与基板相容。例如，二甲基甲酰胺(DMF)可能会溶解用于复制光栅的UV-树脂，二甲基亚砜(DMSO)会溶解如PET等低成本的挠性基板。

以往技术文献

非专利文献

非专利文献1：Appl.Phys.Lett.109，141106(2016).

非专利文献2：Opt.Express，OE 24，23677(2016).

非专利文献3：Advanced Materials Technologies 3，1700253(2018).

非专利文献4：Advanced Materials Technologies 3，1800212(2018).

非专利文献5：Advanced Materials 29，1605003(2017).

非专利文献6：ACS Photonics 4，2522(2017).

发明内容

如上所述，已提出有在钙钛矿膜上形成如衍射光栅结构那样的微细的凹陷图案的各种方法。但是，这些方法均包括复杂的步骤并且需要高制造成本，尤其需要包括使树脂基板和UV-固化性树脂与涂膜接触而形成钙钛矿膜的步骤，因此存在难以选择用于其中所含的涂布液的溶剂的问题，即，存在该方法并不实用的问题。

考虑到这种情况，以解决现有技术的问题为目的，本发明人等为了提供能够以简单的工艺形成具有如衍射光栅结构那样的微细的凹陷图案的钙钛矿膜的新型的方法而进行了深入研究。