[发明专利]一种实现碲化镓(GaTe)二维材料激子激光发射的方法

权利要求书

1.一种实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于，其工艺步骤如下：

a)在蓝宝石衬底上制备ZnO六角微米盘，作为碲化镓激射的谐振腔；步骤a)中，具体清洗工艺步骤包括：

a1)将蓝宝石衬底放入装有乙醇的烧杯中，进行超声清洗，取出用氮气枪吹干；

a2)将吹干的蓝宝石衬底放入另外一个装有丙酮的烧杯中，进行超声清洗，取出用氮气枪吹干；

a3)将吹干的蓝宝石衬底放入去离子水中，进行超声清洗，取出用氮气枪吹干；

b)将准备好的带ZnO六角微米盘的蓝宝石衬底放入管式炉中，在常压、高纯氩气的环境中制备层状碲化镓二维纳米片堆叠层包裹ZnO六角盘。

2.如权利要求1所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：

步骤a1)中，所述蓝宝石衬底为1×1cm大小，厚度为0.5mm，表面平整度为0.2nm的<100>蓝宝石衬底；超声清洗的时间为15分钟；

步骤a2)中，烧杯中装有50毫升丙酮，超声清洗的时间为15分钟；

步骤a3)中，去离子水为100毫升，超声清洗的时间为10分钟。

3.如权利要求2所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：

步骤a)中，所述蓝宝石衬底为退过火的蓝宝石衬底；具体退火工序包括：

将清洗干净的蓝宝石衬底直接放入双温区化学气相沉积(CVD)炉管中，炉管直径6英寸，抽真空至2.7Pa，然后通入纯度为5N，流量为1000sccm的高纯氩气至常压状态，洗气30分钟，然后在氩气流量为100sccm的氛围、炉管真空度为常压的状态下加热60分钟至1000℃，退火1min，自然降温至常温，完成对蓝宝石衬底的退火工序。

4.如权利要求1所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：

步骤a)中，所述的ZnO六角微米盘尺寸为：边长1-18μm，高100-1000nm,且ZnO六角盘为在蓝宝石衬底上使用CVD的方法沉积。

5.如权利要求4所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：

CVD沉积方法的合成条件特征为：生长源：30-70毫克锌粉，锌粉纯度为5N，粒径为600目；气流条件：150-300sccm的氩气氧气混合气作为载气，氩气氧气比例为99:1；合成温度条件：700-850℃；生长时间：10-60分钟；真空度：5-10Pa。

6.如权利要求1所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：

步骤b)中，所述的高纯氩气纯度在99.999％(5N)。

7.如权利要求1所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：

步骤b)中，所述层状碲化镓纳米片包裹层的制备条件为：

碲化镓粉末源：50-100毫克碲化镓粉末，碲化镓粉末纯度为4N，粒径为60目；气流条件：100-200sccm的纯度为5N的高纯氩气作为载气；合成温度条件：700-750℃；生长时间：30-90分钟；真空度：1-5Pa。

8.如权利要求1所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法，其特征在于：还包括步骤c)，使用扫描电子显微镜、拉曼、原子力显微镜、透射电镜和荧光光谱的表征手段表征所合成复合结构，然后在532nm飞秒激光泵浦下测试碲化镓的发光性质。

9.权利要求1-7中任一项所述的实现碲化镓二维材料激子激光发射的方法制备的GaTe/ZnO复合结构。