[发明专利]钙钛矿光子晶体面发射激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿光子晶体面发射激光器，其特征在于，包括：光子晶体微腔、单晶钙钛矿和亚波长光栅；所述激光器是由一块片状结构的单晶钙钛矿刻蚀而成；

所述光子晶体微腔为所述单晶钙钛矿的第一表面；

所述亚波长光栅为所述单晶钙钛矿的第二表面；

所述第一表面和所述第二表面为相对面；

其中，所述激光器的增益介质为所述单晶钙钛矿，所述单晶钙钛矿为有机-无机杂化单晶钙钛矿，所述激光器的谐振腔包括所述光子晶体微腔和所述亚波长光栅。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器，其特征在于，所述光子晶体微腔具有点缺陷。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器，其特征在于，所述亚波长光栅的反射率在单晶钙钛矿的发光波段内大于或等于99％，以使所述激光器在垂直面进行发射。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器，其特征在于，所述单晶钙钛矿的发光频率与所述光子晶体微腔的谐振频率一致。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器，其特征在于，所述光子晶体微腔的掩膜版具有至少一种尺寸，以使所述激光器波长可调谐。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器，其特征在于，所述单晶钙钛矿的化学式为CH₃NH₂PbX₃，其中X是元素氯Cl、元素溴Br或元素碘I。

7.一种钙钛矿光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，包括：

在一块片状结构的单晶钙钛矿的第一表面刻蚀出光子晶体微腔，

在所述单晶钙钛矿的第二表面刻蚀出亚波长光栅；

所述第一表面和所述第二表面为相对面，且所述第一表面和所述第二表面之间为未被刻蚀的所述单晶钙钛矿；

其中，所述单晶钙钛矿为有机-无机杂化单晶钙钛矿。

8.根据权利要求7所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过恒温缓慢挥发法，制备所述单晶钙钛矿。

9.根据权利要求8所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对所述单晶钙钛矿进行刻蚀之前，对所述单晶钙钛矿进行平坦化处理，以使所述单晶钙钛矿的表面粗糙度小于10nm。

10.根据权利要求7所述的钙钛矿光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，在一块片状结构的单晶钙钛矿的第一表面刻蚀出光子晶体微腔，在所述单晶钙钛矿的第二表面刻蚀出亚波长光栅，包括：

采用电子束曝光系统EBL和电感耦合等离子体刻蚀ICP，在单晶钙钛矿的第一表面刻蚀出所述光子晶体微腔；

采用电子束曝光系统EBL和电感耦合等离子体刻蚀ICP，在单晶钙钛矿的第二表面刻蚀出所述亚波长光栅。