[发明专利]一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法

摘要

本发明公开了一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法。该方法利用气相传输法或水热法制备出ZnO微米棒单晶，然后将单根ZnO微米棒转移到有缓冲层的p型氮化镓(GaN)上，通过对缓冲层的处理，使ZnO微米棒与p型GaN之间形成接触良好的异质结。接着在其表面制备一层绝缘薄膜，采用反应离子刻蚀或者光刻技术把ZnO微米棒表面刻蚀出来，然后将石墨烯转移到ZnO微米棒上，使石墨烯与ZnO微米棒形成良好的接触；最后在p型GaN表面制备金属电极，构成完的石墨烯/n型ZnO微米棒/p型GaN异质结微激光器。该方法制备的微激光器利用了石墨烯的高载流子浓度和高透光性，可实现了高品质的紫外激光输出。

主权项

一种构筑电泵浦回音壁模ZnO紫外微激光器的制备方法，其特征在于该制备方法为第一步：将纯度均为99.00～99.99％的ZnO粉末和碳粉末按照质量比1∶1～1∶2.5混合研磨，取该混合物填入陶瓷舟内；将与陶瓷舟开口面积大小的硅片经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后，用氮气吹干，将硅片抛光面朝下覆盖与陶瓷舟上方，随后将陶瓷舟推入温度为1000～1200摄氏度的管式炉中，经过30～60分钟反应，ZnO微米棒阵列生长于硅片表面，第二步：将p型GaN经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后，用氮气吹干，利用磁控溅射在p型GaN其表面制备一层厚度20～30纳米的金属锌膜，第三步：从ZnO微米棒阵列中挑选单根ZnO微米棒，将之平放转移到第二步制备好的金属锌薄膜表面，随后将之放置于管式炉中在氧氛围中退火1～1.5小时，退火温度是450～500摄氏度，使得20～30纳米厚度的金属锌膜完全成为ZnO膜，该层ZnO薄膜将上层ZnO微米棒和下层p型GaN有效地连接在一起形成了良好的pn结，第四步：利用磁控溅射GaN衬底表面镀上一层无机透明绝缘层薄膜，厚度为5～8微米，覆盖ZnO微米棒，第五步：采用光刻对透明绝缘薄膜进行刻蚀，刻蚀厚度约1～2微米，使ZnO微米棒表面暴露，第六步：将石墨烯转移到GaN表面，覆盖ZnO微米棒，使石墨烯和ZnO微米棒良好的电极接触，第七步：通过电子束蒸镀方法，在p型GaN表面制备20～30纳米厚度的Ni‑Au电极，最终制备完整的石墨烯/n型ZnO微米棒/p型GaN异质结微激光器。