[发明专利]基于量子点的单光子源及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于量子点的单光子源及其制备方法，基于量子点的单光子源由下至上依次包括：基板、正电极、空穴注入层、内含硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点的三氧化二铝层、电子注入层及负电极；内含硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点的三氧化二铝层由三氧化二铝膜及分散于三氧化二铝膜中的硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点组成；硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点由硒化银核、包覆在硒化银核表面的硫化银壳及包覆在硫化银壳表面的硫硒化银合金壳组成。本发明可获得超高纯度、可警示驱动过强、高效率、工作在通信波长内、背景噪声小以及环境友好的电驱动单光子源。

技术领域

本发明涉及半导体光电子器件的技术领域，特别是涉及一种基于量子点的单光子源及其制备方法。

背景技术

单光子源是量子通信和量子计算系统中的核心部件，也在其领域取得了优秀的研究成果。量子通信和量子计算的发展趋势要求单光子源具有高纯度、高效率和高全同性等优点。量子点由于具有类似原子的分立能级机构和高的发射效率，可作为优秀的单光子发射材料。但是，由于量子点参与发射的最低能级的多重简并（可容纳多个电子空穴对），量子点中存在多激子发射，这会影响单光子源的纯度。目前，现有技术主要的手段是通过降低驱动强度，尽量避免产生多激子；但是，由于驱动光或电信号的波动不可避免地会产生多激子发射；此外，过低的驱动强度会使单光子源的发射效率极低。

鉴于以上，有必要提供一种基于量子点的单光子源及其制备方法，以获得超高纯度、可警示驱动过强、高效率、工作在通信波长、背景噪声小以及环境友好的电驱动单光子源。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于量子点的单光子源，以获得超高纯度、可警示驱动过强、高效率、工作在通信波长内、背景噪声小以及环境友好的电驱动单光子源。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于量子点的单光子源，所述基于量子点的单光子源由下至上依次包括：

基板、正电极、空穴注入层、内含硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点的三氧化二铝层、电子注入层及负电极；

所述内含硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点的三氧化二铝层由三氧化二铝膜及分散于所述三氧化二铝膜中的硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点组成；

所述硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点由硒化银核、包覆在所述硒化银核表面的硫化银壳及包覆在所述硫化银壳表面的硫硒化银合金壳组成。

可选地，所述基于量子点的单光子源还包括依次安置于所述基板下面的油浸物镜及棱镜。

可选地，所述硫化银壳的壳厚度范围为2个~4个原子层。

可选地，所述硫硒化银合金壳中硫元素占硫硒元素之和的比例为70%~90%，所述硫硒化银合金壳的壳厚度范围为6个~8个原子层。

可选地，所述硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点在所述三氧化二铝膜中呈单层分布；相邻两个所述硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点中心之间的距离大于5μm。

可选地，所述硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点与所述电子注入层之间的距离范围为2nm~4nm。

可选地，所述正电极的结构为氧化铟锡分布反馈光栅，所述空穴注入层的材料为三(4-咔唑-9-基苯基)胺，所述电子注入层的材料为氧化锌，所述负电极的材料为铝。

可选地，所述氧化铟锡分布反馈光栅的光栅周期与有效折射率的乘积等于所述硒化银/硫化银/硫硒化银核/壳/壳量子点的发射峰波长。

本发明还提供一种基于量子点的单光子源的制备方法，用于制备上述所述的基于量子点的单光子源，所述制备方法包括：

S1：制备硒化银核；