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[发明专利]光量子受控非门及其实现方法-CN202310140952.2在审
发明人：牛智川;倪海桥;胡承勇;黄社松;张俊;尚向军;刘汗青;李叔伦;戴德琰;苏向斌 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06N10/20 文献下载
摘要：本公开提供一种光量子受控非门及其实现方法，其包括利用微腔将控制光子复制到电子自旋态；将处于右旋态的光子输入微腔，使右旋态的光子与电子自旋态产生强耦合及纠缠，得到第一纠缠态、第一反射态以及透射态；将反射态输入第一半波片后转为左旋态，左旋态与透射态合并产生第一输出光量子态；将信号光子输入微腔，使信号光子与电子自旋态产生强耦合及纠缠，得到第二纠缠态以及第二反射态；根据第二纠缠态产生第二输出光量子态；第一输出光量子态和第二输出光量子态处于纠缠状态。本公开在微腔Q值足够高，量子点耦合效率足够好，光子输入输出效率足够高以及量子点质量足够好的情况下，理论效率可以接近100％并且可以获得确定性结果。
光量子受控非门及其实现方法

[发明专利]利用半导体激光器实现全息光刻的装置-CN202211042313.4在审
发明人： 尚向军;牛智川;倪海桥;苏向斌;王国伟;刘汗青;李叔伦;戴德琰 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G03F7/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用半导体激光器实现全息光刻的装置，可以应用于半导体光电器件技术领域。该装置包括：激光发射组件，检测组件和干涉装置。激光发射组件包括：蓝光激光二极管，准直透镜，驱动/温控模块，光栅构成光栅外腔结构，用于产生并输出单纵模蓝光激光；检测组件，用于实时监测单纵模蓝光激光的光谱和光强；干涉装置，用于利用单纵模蓝光激光对实验样片执行全息光刻工艺。本发明通过光栅外腔结构产生与输出单纵模蓝光激光，并实现了单纵模蓝光激光应用到全息光刻技术，其装置简便，可进行小区域的布拉格光栅制备，适用于分布式反馈激光器研制，促进其产业应用，同时也促进蓝紫光至紫外光半导体激光二极管的研发和应用。
利用半导体激光器实现全息光刻装置

[发明专利]微透镜阵列耦合反射层结构制备方法-CN202110781608.2有效
发明人：李叔伦;牛智川;倪海桥;尚向军;刘冰;朱小贵;何胜 -专利权人：中国科学院半导体研究所;南京国科半导体有限公司
申请日： 2021-07-09 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G02B3/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种微透镜阵列耦合反射层结构的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上制备微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括量子点及包覆所述量子点的上盖层，所述上盖层表面为周期阵列排布的凸起结构；将所述微透镜阵列从所述衬底上剥离后转移至广谱反射层上，以形成所述微透镜阵列耦合反射层结构。本发明结合剥离工艺将微透镜阵列与反射层结构耦合，可以实现提取效率达到60％。并且该种剥离转移工艺不需要生长较多对数的DBR结构，且相对于下DBR结构可实现更高的提取效率，在后续压电调谐等方面有很大的优势，在量子光源、发光二极管、光电探测器等领域均有很大的实际应用价值和广泛的应用前景。
透镜阵列耦合反射层结构制备方法

[发明专利]量子点单光子源、制备方法及其器件的制备方法-CN202010557214.4有效
发明人：何小武;牛智川;张宇;徐应强;陈昊;孙宝权;窦秀明;尚向军;倪海桥;任正伟;刘汗青 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2020-06-18 - 公布日： 2021-06-18 - 主分类号： H01L33/06 文献下载
摘要：本发明提供了量子点单光子源、制备方法及其器件的制备方法。所述量子点单光子源包括：衬底、缓冲层、和/或DBR反射层、吸收层、有源层、盖层、量子点阵列；所述缓冲层设置于所述衬底上；所述DBR反射层设置于所述缓冲层上；所述吸收层设置于所述DBR反射层上；所述有源层设置于所述吸收层上；所述盖层设置于所述有源层上；所述量子点阵列通过刻蚀所述盖层和所述有源层得到，所述量子点阵列位于所述吸收层上。提高了量子点单光子源器件的荧光发射率，提高了制作量子点单光子源器件的成品率。
量子光子制备方法及其器件

[发明专利]量子点单光子源及其微透镜阵列的湿法腐蚀制备方法-CN202010252674.6有效
发明人：李叔伦;牛智川;倪海桥;尚向军;陈瑶 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2020-04-01 - 公布日： 2021-05-14 - 主分类号： H01L33/10 文献下载
摘要：一种量子点单光子源及其微透镜阵列的湿法腐蚀制备方法，制备方法包括，在衬底上外延生长GaAs缓冲层；在GaAs缓冲层上交替生长GaAs层和AlGaAs层而形成GaAs/AlGaAs分布式布拉格反射镜；在GaAs/AlGaAs分布式布拉格反射镜上外延生长InAs量子点和GaAs上盖层；在GaAs上盖层上形成圆形周期阵列的介电层；对圆形周期阵列的介电层进行BOE腐蚀，缩小圆形周期阵列的介电层的直径；以缩小直径的圆形周期阵列的介电层为掩模，对GaAs上盖层进行各向异性的酸性腐蚀，形成微透镜阵列。本发明的量子点单光子源上微透镜阵列表面光滑、精度要求低、光学形状精确可控、可一次性大量制备。
量子光子及其透镜阵列湿法腐蚀制备方法

[发明专利]基于双腔结构的纠缠光源-CN201910504380.5有效
发明人：刘汗青;牛智川;倪海桥;何小武;尚向军 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2019-06-11 - 公布日： 2021-03-12 - 主分类号： H01S5/125 文献下载
摘要：本公开提供一种基于双腔结构的纠缠光源，由上至下包括：上DBR层，用于提高反射率；上腔体，用于提供上谐振腔模；中DBR层，用于提高反射率；下腔体，用于提供下谐振腔模；以及下DBR层，用于提高反射率；所述基于双腔结构的纠缠光源，通过改变材料的结构，可以直接构造出双腔模结构，包括上中下三层分布式布拉格反射镜(DBR)，其用于提高反射率，不需要太复杂的工艺，收集纠缠光子对的效率提高了很多。
基于结构纠缠光源

[发明专利]一种基于单光子生长的DBR腔模校准方法-CN202011116533.8在审
发明人：陈瑶;李叔伦;尚向军;苏向斌;倪海桥;丁颖 -专利权人：西北大学
申请日： 2020-10-19 - 公布日： 2021-02-12 - 主分类号： H01S5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单光子生长的DBR腔模校准方法，首先通过MBE生产出上下少对数的DBR(上4对‑下5对左右)，通过我们的装置可以测的常温下该衬底的由中心到边缘的腔模，再根据4k条件到常温下腔模移动的理论值(10nm左右)与实际测得的作比较，然后通过计算，适当调整下一片多对数的DBR(上15对‑下24对)的生长时间，最终取得良好的多对数腔模结构。本发明与现有技术相比的优点在于：有效提高了生长单光子所需要的DBR腔模质量，采用该装置可以先测试常温下的少量上下DBR的材料腔模，根据测量的数据，与理论腔模作对比，来适当调整下一片GaAs衬底较多DBR的生长时间，以此来调整出更加准确的DBR腔模，步骤合理，适用性强，便于推广。
一种基于光子生长 dbr 校准方法

[发明专利]光纤耦合单光子源的滤光和二阶关联度测试装置-CN202010034295.X有效
发明人： 尚向军;牛智川;马奔;倪海桥;李叔伦;陈瑶;何小武 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2020-01-13 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： G01J3/02 文献下载
摘要：本公开提供一种光纤耦合单光子源的滤光和二阶关联度测试装置，包括：氦氖激光，用于发出泵浦光，经单模光纤耦合输出；Y形熔融光纤波分复用器，用于将泵浦光导入光纤耦合单光子源器件激发产生单量子点荧光信号；2x2熔融光纤分束器，与Y形熔融光纤波分复用器的输出端相连，用于将单量子点荧光信号按功率平分为两路并输出；激光准直器，分别将两路功率平分后的单量子点荧光信号转换为两路空间平行荧光；滤波片组，用于分别将两路空间平行荧光中的非单光子信号滤除，得到两路窄谱线单光子信号；两个硅单光子计数器，用于测试窄谱线单光子信号计数率；时间符合计数模块，与硅单光子计数器相连，通过符合计数表征单光子信号二阶关联度。
光纤耦合光子滤光关联测试装置

[发明专利]单光子源器件光纤阵列耦合输出装置、耦合系统及方法-CN201610584646.8有效
发明人：马奔;陈泽升;尚向军;倪海桥;牛智川 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2016-07-22 - 公布日： 2017-11-17 - 主分类号： G02B6/42 文献下载
摘要：一种单光子源器件光纤阵列耦合输出装置、耦合系统及方法，该单光子源器件光纤阵列耦合输出装置包括单光子源器件样片，具有多个单光子源单元，所述单光子源单元能够发射单光子；光纤阵列，包括多根光纤，耦合至所述单光子源器件样片的上表面，其中光纤阵列中的一根或多根光纤与所述单光子源单元耦合。该单光子源器件光纤阵列耦合输出装置制作简单、方便、可靠。
光子器件光纤阵列耦合输出装置系统方法

[发明专利]电致单光子源器件及其制备方法-CN201710381686.7在审
发明人：马奔;倪海桥;尚向军;陈泽升;牛智川 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2017-05-25 - 公布日： 2017-10-20 - 主分类号： H01L33/10 文献下载
摘要：一种电致单光子源器件及其制备方法，其中制备方法包括步骤1、在一衬底的上表面依次形成电流限制层和砷化镓层；步骤2、在步骤1形成的器件的上表面中心位置形成作为电流注入区的凸台；在步骤1形成的器件的上表面除了凸台所在区域的其他区域腐蚀去除砷化镓层，并露出电流限制层；步骤3、待步骤2中露出的电流限制层氧化后，在步骤2形成的器件的上表面二次外延形成p型掺杂分布式布拉格反射层，完成电致单光子源器件的制备。本发明通过二次外延的方法制备得到的电致单光子源器件，可以有效的缩小电致结构中注入电流的面积，从而可降低阈值电流，易于形成光的模式限制。
电致单光子器件及其制备方法

[发明专利]一种电致单光子源器件及其制备方法-CN201610510717.X在审
发明人：马奔;陈泽升;尚向军;倪海桥;牛智川 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2016-06-30 - 公布日： 2016-11-09 - 主分类号： H01S5/34 文献下载
摘要：一种电致单光子源器件及其制备方法，该电致单光子源器件包括衬底；微柱结构，设置于衬底一侧；微柱填充物形成在所述微柱结构的侧壁外围，其高度不高于微柱结构高度；欧姆接触层，覆盖微柱结构和微柱填充物，并与微柱结构形成欧姆接触；上电极，设置在欧姆接触层上；以及下电极，形成于衬底的另一侧，该制备方法采用制备欧姆接触层形成于微柱结构与上电极之间，对工艺和设备要求不高。
一种电致单光子器件及其制备方法

[发明专利]利用AFM的探针制备图形衬底的定位纳米压印系统-CN201310594552.5有效
发明人：査国伟;牛智川;倪海桥;尚向军;贺振宏 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2013-11-21 - 公布日： 2014-02-19 - 主分类号： G03F7/00 文献下载
摘要：一种利用AFM的探针制备图形衬底的定位纳米压印系统，该系统包括：一与其他真空生长设备相兼容的超高真空室；一原子力显微镜，其固定在超高真空室的底部；一衬底托固定装置，其固定在原子力显微镜的上面，该衬底托固定装置的中间有一孔洞；一衬底托，其位于衬底托固定装置中间的孔洞上面；一机械臂，其固定在超高真空室的上面，用于衬底托的传递；一探针置换腔，其固定在超高真空室的侧壁上，用于原子力显微镜探针的更换；一监控系统，用于原子力显微镜制备压印图形的控制。本发明具有图形精度高(高于50nm)、外延损伤小和利于制备高集成度阵列光电子器件等特点。
利用 afm 探针制备图形衬底定位纳米压印系统

[发明专利]采用AFM纳米压印图形衬底生长定位量子点的MBE方法-CN201310594632.0无效
发明人：査国伟;牛智川;倪海桥;尚向军;贺振宏 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2013-11-21 - 公布日： 2014-02-19 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：一种采用AFM纳米压印图形衬底生长定位量子点的MBE方法，包括如下步骤：步骤1：取一衬底；步骤2：在衬底上生长缓冲层；步骤3：利用带有纳米压印功能的原子力显微镜，在缓冲层上制备周期阵列的纳米孔洞；步骤4：在周期阵列的纳米孔洞和缓冲层上生长纳米缓冲层；步骤5：在纳米缓冲层上对应纳米孔洞的位置生长定位量子点；步骤6：在定位量子点和纳米缓冲层上生长盖层，完成制备。本发明具有图形精度高、机械损伤小、量子点光电学性质好的特点。
采用 afm 纳米压印图形衬底生长定位量子 mbe 方法

[发明专利]基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法-CN201310503797.2有效
发明人：喻颖;李密锋;贺继方;査国伟;徐建星;尚向军;王莉娟;倪海桥;贺振宏;牛智川 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2013-10-23 - 公布日： 2014-01-22 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：一种基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，包括如下步骤：步骤1：取一Si衬底，该Si衬底的表面存在自然形成的二氧化硅薄层；步骤2：对Si衬底进行清洗；步骤3：采用自催化的方法，在二氧化硅层上生长GaAs纳米线，对该GaAs纳米线选择性进行N型或P型掺杂；步骤4：采用高As压处理消耗GaAs纳米线顶端的Ga液滴，抑制GaAs纳米线的顶端VLS生长；步骤5：在低As压的环境中，在GaAs纳米线的侧壁上低速淀积InAs量子点；步骤6：在InAs量子点上生长GaAs层，形成分叉结构基片；步骤7：在分叉结构基片上覆盖AlGaAs势垒层；步骤8：在AlGaAs势垒层的表面生长GaAs保护层，进行工艺制备形成可调控多端量子器件，完成制备。
基于分叉纳米多端量子调控器件制备方法

[发明专利]制备六棱柱纳米微腔中的量子点单光子源的方法-CN201310503124.7有效
发明人：喻颖;査国伟;徐建星;尚向军;李密锋;倪海桥;贺振宏;牛智川 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2013-10-23 - 公布日： 2014-01-22 - 主分类号： H01L33/04 文献下载
摘要：一种制备六棱柱纳米微腔中的量子点单光子源的方法，包括如下步骤：步骤1：取一半导体衬底，在该半导体衬底上生长二氧化硅层，该二氧化硅层上含有氧化孔洞；步骤2：对生长有二氧化硅层的半导体衬底进行清洗；步骤3：采用自催化的方法，在二氧化硅层上生长GaAs纳米线，该GaAs纳米线的顶端形成一Ga液滴；步骤4：采用高As压处理消耗GaAs纳米线顶端的Ga液滴，抑制GaAs纳米线的轴向VLS生长，形成六棱柱状结构；步骤5：在六棱柱状结构的侧壁淀积第一AlGaAs势垒层，在AlGaAs势垒层的表面低速淀积GaAs量子点；步骤6：在GaAs量子点上覆盖第二AlGaAs势垒层；步骤7：在第二AlGaAs势垒层的表面生长GaAs保护层，完成制备。
制备棱柱纳米中的量子光子方法

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