本申請涉及激光，特別是涉及一種電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、超快激光器對精密加工產(chǎn)業(yè)有非常重要的應(yīng)用價值，其中近紅外波段的超快激光器被廣泛的應(yīng)用于消費(fèi)電子、精密機(jī)械、醫(yī)療美容、航空航天、光纖通信等應(yīng)用領(lǐng)域。超快激光器的輸出特性如脈沖寬度、重復(fù)頻率、峰值功率等參數(shù)決定了超快激光器的具體應(yīng)用場景，因此研制高效、穩(wěn)定、輸出特性可調(diào)的近紅外波段超快激光器成為了國際上學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)?；谧越M裝inas/gaas量子點(diǎn)與石墨烯的范德華異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(semiconductor?saturable?absorption?mirror,sesam)結(jié)合了inas/gaas量子點(diǎn)工作波長可控、高穩(wěn)定性、高重復(fù)性及石墨烯的寬光譜吸收、快速載流子弛豫等優(yōu)勢，是構(gòu)建近紅外超快激光器的理想材料。相比于目前用于制備sesam的半導(dǎo)體量子阱材料，這種inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)材料展示了更卓越的電學(xué)、光學(xué)特性以及更易于調(diào)控的非線性特性，利用其研制的sesam有助于推動多功能、小型化、低消耗的近紅外超快激光器的發(fā)展。德國batop公司是全球領(lǐng)先的sesam生產(chǎn)商，sesam制造技術(shù)壁壘較高，我國的sesam需求主要依靠進(jìn)口。隨著我國制造業(yè)不斷升級，我國超快激光市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，并且對高精度激光器要求不斷上升，這導(dǎo)致了對高性能sesam的需求急劇增長。然而，進(jìn)口sesam存在損傷閾值較低、質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。為此自主研發(fā)生產(chǎn)sesam的需求十分迫切。

2、目前傳統(tǒng)的量子點(diǎn)sesam載流子弛豫時間、調(diào)制深度、飽和光通量固定，無法實(shí)現(xiàn)單片器件性能連續(xù)調(diào)控，再用傳統(tǒng)的量子點(diǎn)sesam制備的超快激光器存在無法利用sesam實(shí)現(xiàn)輸出特性連續(xù)調(diào)控的問題，導(dǎo)致無法滿足多功能、小型化、低消耗的需求。本發(fā)明設(shè)計(jì)的新型inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam解決了部分問題，但仍然存在單個器件實(shí)現(xiàn)非線性光學(xué)特性連續(xù)調(diào)控的困難，這也使得采用固定非線性光學(xué)特性的sesam制備的超快激光器種子源無法實(shí)現(xiàn)輸出特性如脈沖寬度、重復(fù)頻率等參數(shù)的連續(xù)調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本公開提供了一種電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)。

2、根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，包括：半絕緣gaas襯底、反射層、吸收層，其中

3、反射層位于半絕緣gaas襯底上層，反射層由底部的多周期的si摻雜gaas/al0.98ga0.02as分布式布拉格反射鏡組成；

4、吸收層的中部是sesam的吸收區(qū)，吸收區(qū)的構(gòu)成為將2.9個分子層厚度的inas量子點(diǎn)層(qd)插入在1nm厚的ingaas底部緩沖層和6nm厚的inas/gaas/ingaas短周期超晶格蓋層之間，吸收層上部和下部，分別加入厚度為50nm調(diào)制si摻雜gaas層，形成雙二維電子氣結(jié)構(gòu)。

5、可選地，電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，還包括：覆蓋在吸收層上面的石墨烯。

6、可選地，電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，還包括：沉積在石墨烯表面的sio2保護(hù)層。

7、可選地，石墨烯、量子點(diǎn)層以及si摻雜的gaas層分別設(shè)置有icp刻蝕技術(shù)制備的不同深度的臺面；臺面上分別設(shè)置有通過lift-off及電子束沉積技術(shù)沉積的ti/au和au/ge/ni/au電極。

8、可選地，石墨烯的層數(shù)為2-10層。

9、可選地，半絕緣gaas襯底的厚度為10-100nm。

10、在sesam結(jié)構(gòu)中，通過利用分子束外延(mbe)技術(shù)制備調(diào)制si摻雜inas/gaas量子點(diǎn)，形成雙2deg(雙二維電子氣)結(jié)構(gòu)。電控sesam結(jié)構(gòu)進(jìn)一步應(yīng)用于光纖環(huán)形腔超快激光器，實(shí)現(xiàn)輸出特性的連續(xù)調(diào)節(jié)。

11、根據(jù)下文結(jié)合附圖對本申請的具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本申請的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

技術(shù)特征：

1.一種電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：半絕緣gaas襯底、反射層、吸收層，其中

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：覆蓋在所述吸收層上面的石墨烯。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：沉積在所述石墨烯表面的sio2保護(hù)層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯、所述量子點(diǎn)層以及si摻雜的所述gaas層分別設(shè)置有icp刻蝕技術(shù)制備的不同深度的臺面；所述臺面上分別設(shè)置有通過lift-off及電子束沉積技術(shù)沉積的ti/au和au/ge/ni/au電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨烯的層數(shù)為2-10層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控inas/gaas量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)sesam結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半絕緣gaas襯底的厚度為10-100nm。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種電控InAs/GaAs量子點(diǎn)范德華異質(zhì)結(jié)SESAM結(jié)構(gòu)，包括：半絕緣GaAs襯底、反射層、吸收層，其中反射層位于半絕緣GaAs襯底上層，反射層由底部的多周期的Si摻雜GaAs/Al<subgt;0.98</subgt;Ga<subgt;0.02</subgt;As分布式布拉格反射鏡組成；吸收層的中部是SESAM的吸收區(qū)，吸收區(qū)的構(gòu)成為將2.9個分子層厚度的InAs量子點(diǎn)層(QD)插入在1nm厚的InGaAs底部緩沖層和6nm厚的InAs/GaAs/InGaAs短周期超晶格蓋層之間，吸收層上部和下部，分別加入厚度為50nm調(diào)制Si摻雜GaAs層，形成雙二維電子氣結(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：王旭,王凌冬,高思能,蘭馨如,孟冬冬,陳政委
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2