[发明专利]量子点单光子源、制备方法及其器件的制备方法

权利要求书

1.一种量子点单光子源，其特征在于，包括：

衬底(1)、缓冲层(2)、DBR反射层(3)、吸收层(4)、有源层(5)、盖层(6)、量子点阵列(7)；

所述缓冲层(2)设置于所述衬底(1)上；

所述DBR反射层(3)设置于所述缓冲层(2)上；

所述吸收层(4)设置于所述DBR反射层(3)上；

所述有源层(5)设置于所述吸收层(4)上；

所述盖层(6)设置于所述有源层(5)上；

所述量子点阵列(7)通过刻蚀所述盖层(6)和所述有源层(5)得到，所述量子点阵列(7)位于所述吸收层(4)上。

2.根据权利要求1所述的量子点单光子源，其特征在于，所述量子点阵列(7)的点密度为1×10⁶cm^-2；所述量子点阵列(7)中量子点的直径为8～70nm、高度为8～100nm、相邻量子点间距为9～10μm。

3.根据权利要求1所述的量子点单光子源，其特征在于，所述DBR反射层(3)包括依次交替生长的AlGaAs层和GaAs层；

所述AlGaAs层的数量为26，所述GaAs层的数量为25。

4.根据权利要求3所述的量子点单光子源，其特征在于，所述AlGaAs层中铝组分y满足0.45≤y≤1，所述AlGaAs层的厚度为74.6～138.6nm，所述GaAs层的厚度为60.1～118.7nm。

5.根据权利要求1所述的量子点单光子源，其特征在于，所述有源层(5)包括进行n型掺杂或p型掺杂的InAs有源层、进行n型掺杂或p型掺杂的InSb有源层、进行n型掺杂或p型掺杂的GaSb有源层中的一种。

6.根据权利要求1所述的量子点单光子源，其特征在于，所述有源层(5)为一层有源层，或为依次设置于所述吸收层(4)上的第一有源层、δ掺杂层和第二有源层，其中，第一有源层和第二有源层为InGaAs有源层，δ掺杂层为经过δ掺杂的InGaAs有源层。

7.根据权利要求1所述的量子点单光子源，其特征在于，所述衬底(1)为GaAs衬底、GaSb衬底、InP衬底中的一种，所述缓冲层(2)为GaAs缓冲层、GaSb缓冲层、InGaAs缓冲层中的一种，所述吸收层(4)为GaAs吸收层、GaSb吸收层、InGaAs吸收层中的一种，所述盖层(6)为GaAs盖层、GaSb盖层、InGaAs盖层中的一种。

8.一种量子点单光子源的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底(1)上依次生长缓冲层(2)、DBR反射层(3)、和吸收层(4)；

采用Frank-van der Merwe二维生长模式在所述吸收层(4)上生长有源层(5)；

在所述有源层(5)上生长盖层(6)；

采用电子束曝光方法与感应耦合等离子体刻蚀方法，对所述有源层(5)和盖层(6)进行刻蚀，得到量子点阵列(7)。

9.根据权利要求8所述的量子点单光子源的制作方法，其特征在于，所述采用Frank-van der Merwe二维生长模式在所述吸收层(4)上生长有源层(5)，包括：

生长厚度为0.1～50nm的有源层(5)，并对所述有源层(5)采用均匀、渐变或δ掺杂方式进行n型掺杂或p型掺杂，其中，所述n型掺杂采用Si或GaTe进行掺杂，所述p型掺杂采用Be进行掺杂。

10.一种量子点单光子源器件的制备方法，其特征在于，采用粘贴的方式将排式光纤与如权利要求1～7中任一项所述的量子点单光子源进行垂直耦合，得到量子点单光子源器件；其中，每个光纤内芯处有且仅有一个量子点。