[发明专利]电泵浦激光器及其制备方法

说明书

本发明提供一种电泵浦激光器及其制备方法，电泵浦激光器包括自下而上叠置的透光基板、分布反馈光栅层、第一导电注入层、量子结构层、第二导电注入层及反射电极层，量子结构包括硫硒化银合金核、包覆在所述硫硒化银合金核表面的硒化银壳和包覆在所述硒化银壳表面的硫硒化银合金壳，且硒化银壳为量子限域层；本发明利用量子结构作为光增益介质，该量子结构电子和空穴注入效率高，增益带宽较宽，增益寿命长，环境友好，发射波长位于近红外波段，基于该量子结构配以合适的腔结构可获得电泵浦、低阈值、发射波长可调、环境友好的近红外激光器。

技术领域

本发明属于半导体光电子器件的技术领域，涉及一种电泵浦激光器及其制备方法。

背景技术

受益于量子限域效应，量子限域材料作为光增益材料展现出了多种优越的性能，例如发射波长随尺寸可调、温度不敏感的光增益阈值和潜在的低阈值。但是量子限域材料的光增益主要来自多激子增益，快速的多激子俄歇复合严重限制了量子限域材料的光增益寿命和带宽，使其难以实现电泵浦的激光发射。

最常见的抑制俄歇复合的方法是在小尺寸（量子限域）的量子点核外生长厚（类似于体材料的）的壳层来增加体积和减少电子和空穴的波函数重叠程度。这种方法确实能显著地抑制俄歇复合，增加光增益的寿命和带宽，但是厚的类似于体材料的壳层会严重减慢电子和空穴的注入速度，使大量的电子和空穴在类似于体材料的壳层内复合或被表面缺陷捕获，而无法有效地注入到量子限域的核内，这使得无法使用厚壳量子点实现电泵浦的激光发射。

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电泵浦激光器及其制备方法，用于解决现有技术中难以通过现有的核壳量子点实现电泵浦的激光发射的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电泵浦激光器，所述电泵浦激光器包括：自下而上叠置的透光基板、分布反馈光栅层、第一导电注入层、量子结构层、第二导电注入层及反射电极层，所述量子结构层中的量子结构包括硫硒化银合金核、包覆在所述硫硒化银合金核表面的硒化银壳和包覆在所述硒化银壳表面的硫硒化银合金壳，且所述硒化银壳为量子限域层。

可选地，所述硫硒化银合金核的半径为4~6纳米；所述硒化银壳的厚度为1~3纳米；所述硫硒化银合金壳的厚度为2~4纳米。

可选地，所述硫硒化银合金核和所述硫硒化银合金壳中硫元素占硫硒元素之和的物质的量的比为20%~40%。

可选地，所述量子结构层由所述量子结构密堆构成，且所述量子结构的堆积密度为0.5~0.7。

可选地，所述量子结构层为混合层，所述混合层包括所述量子结构及导电粒子，所述导电粒子占所述混合层的体积比为20%~40%。

可选地，所述分布反馈光栅层包括ITO分布反馈光栅层、FTO分布反馈光栅层、AZO分布反馈光栅层、ICO分布反馈光栅层及IWO分布反馈光栅层中的一种或组合；所述第一导电注入层包括电子注入层，所述第二导电注入层包括空穴注入层，或所述第一导电传输层包括空穴注入层，所述第二导电传输层包括电子注入层，其中，所述空穴注入层包括Spiro-OMeTAD层、TCTA层、PEDT：PSS层、PEODT：PSS层、PTAA层、NiO层、CuSCN层及P₃HT层中的一种或组合；所述电子注入层包括ZnO层、PC₆₁BM层、SnO₂层及TiO₂层中的一种或组合；所述反射电极层包括金层、铝层、铜层、钼层、钛层、银层、钽层、钨层、铬层及铂层中的一种或组合。

本发明还提供一种电泵浦激光器的制备方法，包括以下步骤：

提供透光基板；

于所述透光基板上形成分布反馈光栅层；

于所述分布反馈光栅层上形成第一导电注入层；