[发明专利]柔性电泵浦ZnO纳米线激光器阵列结构及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性电泵浦ZnO纳米线激光器阵列结构，其特征在于包括：

柔性基底；

结合在柔性基底上的GaN层；

设置在GaN层上的底电极；

外延生长于所述GaN层上的ZnO纳米线阵列，所述ZnO纳米线阵列包括多根竖立设置的ZnO纳米线，其中相邻ZnO纳米线的间隙内填充有保护材料，所述保护材料的折射率低于ZnO，以使ZnO纳米线与保护材料的界面处形成全反射面；

覆盖在ZnO纳米线阵列上的电介质层；以及

设置在电介质层上的、作为顶电极的金属层；

其中，每一ZnO纳米线分别与一顶电极及一底电极配合形成一个纳米激光器单元。

2.根据权利要求1所述的柔性电泵浦ZnO纳米线激光器阵列结构，其特征在于：所述GaN层是n型的；和/或，所述ZnO纳米线为规则的六棱柱形；和/或，所述ZnO纳米线的顶端面、底端面均光滑平整；和/或，所述ZnO纳米线的高度为800nm-10μm，直径为500nm-3μm；和/或，相邻ZnO纳米线的间距在5μm以下；和/或，所述柔性基底选自柔性聚合物衬底；和/或，所述电介质层的厚度为100～800nm；和/或，所述作为顶电极的金属层包括作为顶电极的金属层；和/或，所述GaN层上还设置有掩膜层，所述掩膜层具有与ZnO纳米线阵列相应的图形化结构，并且所述掩膜层具有与保护材料不同或相同的材质；和/或，所述GaN层与柔性基底通过透明弹性的耐高温胶水粘接；和/或，所述掩膜层的材质包括氧化硅或聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，所述保护材料的材质包括光刻胶或聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，所述柔性基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷；和/或，所述顶电极为多个且并行设置，所述底电极也为多个且并行设置，所述顶电极、底电极均为条形且延伸方向相互交叉；和/或，每一纳米激光器单元与多通路电源设备的一个工作通路电连接。

3.一种柔性电泵浦ZnO纳米线激光器阵列结构的制备方法，其特征在于包括：

在柔性基底上设置GaN层；

在所述GaN层上设置底电极；

在所述GaN层上设置图形化掩模层，并利用所述图形化掩模层在GaN层上生长形成ZnO纳米线阵列；

在所述ZnO纳米线阵列内填充保护材料，所述保护材料的折射率低于ZnO，以使ZnO纳米线与保护材料的界面处形成全反射面；

在所述ZnO纳米线阵列上设置电介质层；以及

在所述电介质层上设置作为顶电极的金属层，且使每一ZnO纳米线分别与一顶电极及一底电极配合形成一个纳米激光器单元。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括：将自支撑的GaN薄膜转移到柔性基底上作为所述的GaN层。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于包括：利用透明弹性的耐高温胶水将所述GaN层与柔性基底粘接固定。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：将表面设置有图形化掩模层的GaN层置入氧化锌纳米线的生长溶液中，在70-100℃的温度条件下水热反应3-10h，从而生长形成ZnO纳米线阵列；其中，所述生长溶液包括摩尔比为1：1～1：3的可溶性锌盐和六亚甲基四胺，其中可溶性锌盐浓度为20-100mmol/L。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述图形化掩模层包括多个点阵图形，每一点阵图形的直径在100nm～2μm之间，并且每一点阵图形与一ZnO纳米线对应。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于还包括：在所述GaN层上设置底电极，并使底电极与顶电极的延伸方向相互交叉，所述顶电极、底电极分别用于与电源的两极电连接。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于具体包括：设置多个并行分布的顶电极和多个并行分布的底电极，所述顶电极、底电极均为条形且延伸方向相互交叉；和/或，使每一纳米激光器单元能够与多通路电源设备的一个工作通路电连接。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述GaN层是n型的；和/或，所述ZnO纳米线为规则的六棱柱形；和/或，所述ZnO纳米线的高度为800nm-10μm，直径为500nm-3μm；和/或，所述ZnO纳米线的顶端面、底端面均光滑平整；和/或，相邻ZnO纳米线的间距在5μm以下；和/或，所述电介质层的厚度为100～800nm；和/或，所述柔性基底选自柔性聚合物衬底；和/或，所述作为顶电极的金属层包括作为顶电极的金属层；和/或，所述图形化掩膜层具有与保护材料不同或相同的材质；和/或，所述掩膜层的材质包括氧化硅或聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，所述保护材料的材质包括光刻胶或聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，所述柔性基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷。