(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211154587.2 (22)申请日 2022.09.22 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115236866 A (43)申请公布日 2022.10.25 (73)专利权人 上海南麟电子股份有限公司 地址 200120 上海市浦东 新区中国(上海) 自由贸易试验区碧波路5 00号307室 (72)发明人 刘桂芝　吴国平　吴春达　蒋小强　 (74)专利代理 机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 专利代理师 余明伟 (51)Int.Cl. G02B 27/28(2006.01) C09K 11/02(2006.01) C09K 11/88(2006.01) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01)B82Y 40/00(2011.01) (56)对比文件 CN 111218283 A,2020.0 6.02 CN 111200043 A,2020.0 5.26 US 201526 3203 A1,2015.09.17 CN 109167254 A,2019.01.08 CN 110819349 A,2020.02.21 罗娜娜.微腔耦合半导体量子点单光子源理 论研究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工 程科技I辑》 .2022,第1-43页. 王浩.量子点单光子源及其制备方法研究进 展. 《物理学进 展》 .2005,第25卷(第4期),第4 41- 451页. Ferruccio Pisanel lo etc..Effect of Shell Size o n Single Photo n Emission Performances of Core/Shel l Dot-in-Rods Colloidal Nan ocrystals. 《ICTON》 .2013,第1-4 页. 审查员 周艳红 (54)发明名称 基于电子掺杂量子点的单光子源及其制备 方法 (57)摘要 发明提供一种基于电子掺杂量子点的单光 子源及其制备方法， 基于电子掺杂量子点的单光 子源依次包括： 基板、 下高反镜、 内含电子掺杂的 硒化银核/复合壳量子点的二氧化硅层及上高反 镜， 以及安置于上高反镜垂直上方的油浸物镜、 偏振分束器及激发激光器； 内含电子掺杂的硒化 银核/复合壳量子点的二氧化硅层由二氧化硅膜 及单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点组 成； 单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点包 括直径小于4n m的掺杂了1个电子的硒化银核； 激 发激光器发射的光子能量与电子掺杂的硒化银 核/复合壳量子点的禁带宽度相同。 本发明可获 得在室温下工作的超高纯度、 高全同性、 偏振方向确定、 高效率、 工作在通信波长内及环保的单 光子源。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 115236866 B 2022.12.06 CN 115236866 B 1.一种基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于， 所述基于电子掺杂量子点的单 光子源由下至上依次包括： 基板 （5） 、 下高反镜 （20） 、 内含电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的二氧化硅层 （8） 及 上高反镜 （30） ， 以及依次安置于所述上高反镜 （30） 垂直上方的油浸物镜 （9） 、 偏振分束器 （10） 及激发激光器 （12） ； 所述内含电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的二氧化硅层 （8） 由二氧化硅膜及位于 所述二氧化硅膜中心位置的单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点组成； 所述单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点包括直径小于4nm的掺杂了1个电子的硒 化银核； 所述下高反镜 （20） 、 所述 内含电子掺杂的硒化银核/ 复合壳量子点的二氧化硅层 （8） 及 所述上高反镜 （3 0） 共同形成谐振腔， 用于提供反馈光波； 所述偏振分束器 （10） 使与所述激发激光器 （12） 偏振方向相同的光垂直透过， 使与所述 激发激光器 （12） 偏振方向垂直的光水平反射； 所述激发激光器 （12） 发射的光子能量与所述电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的禁 带宽度相同。 2.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述二氧化硅 膜的光学厚度为所述单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点发射峰波长的1/2。 3.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述单个电子 掺杂的硒化银核/复合壳量子点还包括依次包覆在所述硒化银核 （1） 表面的硒化银锌合金 壳 （2） 、 硫硒化锌合金壳 （3） 及硫化锌壳 （4） ， 其中， 所述硒化银锌合金壳 （2） 的锌元素含量 从 内到外逐渐增 加， 所述硫硒化锌合金壳 （3） 的硫元 素和硒元 素摩尔含量相等。 4.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述基板 （5） 为石英基板 。 5.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述下高反镜 （20） 为分布 式布拉格反射镜， 由7层二氧化钛层 （6） 及6层二氧化硅层 （7） 交替层叠构成， 所 述二氧化钛层 （6） 及所述二氧化硅层 （7） 的光学厚度均为所述单个电子掺杂的硒化银核/复 合壳量子点的发射峰波长的1/4。 6.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述上高反镜 （30） 为分布 式布拉格反射镜， 由6层二氧化钛层 （6） 及5层二氧化硅层 （7） 交替层叠构成， 所 述二氧化钛层 （6） 及所述二氧化硅层 （7） 的光学厚度均为所述单个电子掺杂的硒化银核/复 合壳量子点的发射峰波长的1/4。 7.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述谐振腔为 圆柱型， 称为 微柱腔， 所述 微柱腔横截面的直径范围为2 μm~3 μm。 8.根据权利要求1所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特征在于： 所述基于电子 掺杂量子点的单光子源还包括安置于所述偏振分束器 （10） 垂直方向上与所述激发激光器 （12） 之间的第一偏振片 （11） ， 以及所述偏振分束器 （10） 水平方向反射光路上的第二偏振片 （13） ； 所述第一偏振片 （11） 的偏振方向与所述激发激光器 （12） 的偏振方向相同， 所述第二 偏振片 （13） 的偏振方向与所述激发激光器 （12） 的偏振方向垂直。 9.一种基于电子掺杂量子点的单光子源的制备方法， 用于制备如权利要求1~8中任意权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115236866 B 2一项所述的基于电子掺杂量子点的单光子源， 其特 征在于， 所述制备 方法包括： S1： 提供基板 （5） ， 并于所述基板 （5） 上依次形成下高反镜 （20） 及二氧化硅膜， 制备直径 小于4nm的硒化银核 （1） ， 于甲苯分散液中制备电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点， 其中电 子掺杂浓度为平均每 个所述硒化银核/复合壳量子点内为单个电子； S2： 将步骤S1中的所述电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点进行预设调 节， 用甲苯溶液 稀释， 并旋 涂于所述二氧化硅膜上； S3： 于旋涂了所述电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的所述二氧化硅膜上再次旋涂 二氧化硅膜， 获得内含电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的二氧化硅层 （8） ； S4： 于所述 内含电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的二氧化硅层 （8） 上形成上高反镜 （30） ； S5： 挑选掺杂浓度为单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点， 于定位平台上， 通过非 共振激发， 记录每个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的水平坐标， 通过共振激发并测量 二阶相关度确定每个硒化银核/复合壳量子点的电子掺杂浓度， 记录掺杂浓度为单个电子 掺杂的硒化银核/复合壳量子点的水平坐标； S6： 于所述上高反镜 （30） 的垂直上方依次安置油浸物镜 （9） 、 偏振分束器 （10） 及激发激 光器 （12） 。 10.根据权利要求9所述的基于电子掺杂量子点的单光子源的制备方法， 其特征在于： 在步骤S1 中， 制备好直径小于4nm的硒化银核 （1） 之后， 还包括于所述硒化银核 （1） 表 面包覆 复合壳， 获得硒化银核/复合壳量子点， 并分散在甲苯溶液中， 获得内含硒化银核/复合壳量 子点的甲苯分散液； 于所述内含硒化银核/复合壳量子点的甲苯分散液中制备电子掺杂的 硒化银核/复合壳量子点， 其中电子掺杂浓度为平均每个所述硒化银核/复合壳量子点内为 单个电子的步骤。 11.根据权利要求9所述的基于电子掺杂量子点的单光子源的制备方法， 其特征在于： 在步骤S5中， 挑选掺杂浓度为单个电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点之后， 还包括将所述 下高反镜 （20） 、 所述内含电子掺杂的硒化银核/复合壳量子点的二氧化硅层 （8） 及所述上高 反镜 （30） 刻蚀成形成微柱腔的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115236866 B 3