一種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，包括襯底、陽極層、無機發光層、緩沖層和陰極層并依次組成堆疊結構，所述襯底為玻璃或聚乙烯塑料透明襯底，陽極層為氧化銦錫、氧化鋅鋁或氧化鋅鎵，無機發光層為ZnO納米管陣列，緩沖層的無機絕緣材料為SiO2，陰極層為鋰、鎂、鋁、銅、金或銀。本發明專利技術的優點：該激光發射器在較低電壓下就能實現泵浦隨機激光的發射，并且具有簡單的制作工藝，制備成本較低，并且該發光器件為直流電壓驅動，穩定性較高，功耗低，環保，在光電探測器、光學器件、激光二極管等方面就有潛在的應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種泵浦隨機激光發射器的制備，特別涉及一種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器。
技術介紹
近年來半導體產業有了突飛猛進的發展，以光電探測器、光學器件、激光二極管等應用背景的光電子材料取得較大的進展。人們對短波光學器件和高頻電子設備的需求日益增長，寬帶隙半導體材料逐漸受到人們的關注，而價格低廉、無毒和可生物降解的寬帶隙半導體ZnO具有很大的應用潛力，并且其在場效應管和場發射等方面體現出較優越的特性。ZnO是一種重要的半導體材料，常溫下激子束縛能達到60mev，具有3.4eV的寬帶隙，具有很好的熱穩定性和特殊的力、光、電學性質，因此其在光學、電子學和發光二極管方面都有重要的應用，而管狀或者中空的一維納米結構的高孔隙度、高效性和活性逐漸受到人們的關注，現階段ZnO納米管通常通過熱蒸發、微波等離子體沉積、有機金屬氣相沉積、熱化學氣相沉積或分子束外延等方法獲得，這些制備ZnO納米管的方法需要高溫的實驗條件和復雜的工藝過程，因此我們探索出一種簡單的方法得到ZnO納米管，并將SiO2量子點填充到ZnO納米管中制作成器件，在較低的直流電壓驅動下，得到了較穩定的泵浦隨機激光的發射。此方法具有溫度低、成本低和便于大面積生長等特點，并且能夠滿足新型設備和產業生產低成本大規模生產技術的要求。本器件是直流電壓驅動，具有功耗低等優點。本專利技術應用無機納米材料，穩定性好、工作壽命長
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述技術分析，提供一種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器及其制備方法，以實現制備工藝簡單、低壓直流驅動正向偏壓下實現電致發光的器件。本專利技術的技術方案:—種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，包括襯底、陽極層、無機發光層、緩沖層和陰極層并依次組成堆疊結構，所述襯底為透明襯底，陽極層為透明導電金屬氧化物，無機發光層為ZnO納米管陣列，緩沖層的無機絕緣材料為Si02。所述透明襯底為玻璃或聚乙烯塑料襯底。所述透明導電金屬氧化物為氧化銦錫、氧化鋅鋁或氧化鋅鎵。所述陰極層的導電金屬為鋰、鎂、鋁、銅、金或銀。一種所述基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器的制備方法，步驟如下:I)在透明襯底上涂陽極層，依次用洗潔精、去離子水、丙酮、異丙醇分別對陽極層進行超聲清洗，然后放入真空度為-0.1Pa的真空干燥箱內充分干燥，干燥時間為60-90分鐘，干燥溫度為60-100°C ；2)將乙酸鋅和乙二醇甲醚配制成濃度為0.5mol/L的籽晶溶液，使用勻膠機將籽晶溶液旋涂在上述干燥好的透明襯底上，轉速2000rpm，時間20s，然后放入400°C馬弗爐中退火30分鐘后取出；3)用去離子水分別配制濃度均為0.lmol/L的六次甲基四胺溶液和0.lmol/L硝酸鋅溶液，將這兩種溶液混合放入磁力攪拌器中，95°C下攪拌10分鐘，得到混合溶液；4)將步驟2)中得到的襯底放入上述混合溶液中進行反應，反應時間3h，得到ZnO納米棒；5)用去離子水配制0.lmol/L的KOH溶液，將上述ZnO納米棒放入KOH溶液中浸蝕，浸蝕溫度80°C，時間90min，待反應完成后取出，用去離子水清洗后，放入60°C干燥箱中烘干得到ZnO納米管；6)將硅酸乙酯和無水乙醇混合，再加入質量百分比濃度為25%的氨水,反應30min后，用無水乙醇洗滌2-3次以去除雜質離子， 得到飽和SiO2量子點溶液，硅酸乙酯、無水乙醇與氨水的體積比為1:50:10 ；7)用勻膠機在ZnO納米管上旋涂SiO2量子點樣品溶液，轉速3000rpm，旋涂時間20秒鐘，然后放入真空度為-0.1Pa的真空干燥箱中進行干燥，在90°C條件下烘干60分鐘；8)用高精度多靶電子束蒸發系統制備陰極層，在IX 10_5的真空條件下，以每秒2A的速率蒸鍍，陰極層的厚度為100-150nm。本專利技術的優點:該激光發射器在較低電壓下就能實現泵浦隨機激光的發射，并且具有簡單的制作工藝，制備成本較低，并且該發光器件為直流電壓驅動，穩定性較高，功耗低，環保，在光電探測器、光學器件、激光二極管等方面就有潛在的應用。附圖說明圖1為該激光發射器的結構示意圖。圖中:1.襯底2.陽極層3.無機發光層4.緩沖層5.陰極層圖2為該激光發射器的發射光譜。具體實施例方式實施例:一種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，如附圖所示，包括襯底1、陽極層2、無機發光層3、緩沖層4和陰極層5并依次組成堆疊結構，所述襯底為透明玻璃襯底，陽極層為氧化銦錫(ITO)，無機發光層為ZnO納米管陣列，緩沖層的無機絕緣材料為SiO2，陰極層為Al。所述基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器的制備方法，整個制備過程均在凈化車間實施，步驟如下:I)在透明玻璃襯底上濺射陽極層氧化銦錫，依次用洗潔精、去離子水、丙酮、異丙醇分別對陽極層進行超聲清洗，然后放入真空度為-0.1Pa的真空干燥箱內干燥，干燥時間為90分鐘,干燥溫度為80°C ；2)將乙酸鋅和乙二醇甲醚配制成濃度為0.5mol/L的籽晶溶液，使用勻膠機將籽晶溶液旋涂在上述透明玻璃襯底上，轉速2000rpm，時間20s，然后放入400°C馬弗爐中退火30分鐘后取出；3)用去離子水配制濃度均為0.lmol/L的六次甲基四胺溶液和硝酸鋅溶液，將這兩種溶液混合放入95°C磁力攪拌器中攪拌10分鐘，得到混合溶液；4)將步驟2)中得到的襯底放入上述混合溶液中進行反應，反應時間3h，得到ZnO納米棒；5)用去離子水配制0.lmol/L的KOH溶液，將上述ZnO納米棒放入KOH溶液中浸蝕，浸蝕溫度80°C，時間90min，待反應完成后全取出，用去離子水清洗后，放入60°C干燥箱中烘干得到ZnO納米管；6)將Iml硅酸乙酯和50ml無水乙醇混合，再加入IOml質量百分比濃度為25%的氨水反應30min后，用無水乙醇洗滌2次以去除雜質離子，得到飽和SiO2量子點溶液；7)使用勻膠機在ZnO納米管上旋涂SiO2量子點樣品溶液，轉速3000rpm，旋涂時間20秒鐘，然后放入真空干燥箱中進行干燥， 在90°C條件下烘干60分鐘；8)用高精度多靶電子束蒸發系統制備陰極層，在IX 10_5的真空條件下，以每秒2A的速率蒸鍍，Al電極的厚度為150nm，即可制得目標物。將制備的激光發射器，分別在ITO(氧化銦錫)電極層和鋁陰極層施加正向電壓時，得到了泵浦隨機激光的發射現象，圖2為該激光發射器的發射光譜。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，其特征在于：包括襯底、陽極層、無機發光層、緩沖層和陰極層并依次組成堆疊結構，所述襯底為透明襯底，陽極層為透明導電金屬氧化物，無機發光層為ZnO納米管陣列，緩沖層的無機絕緣材料為SiO2。
【技術特征摘要】
1.一種基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，其特征在于:包括襯底、陽極層、無機發光層、緩沖層和陰極層并依次組成堆疊結構，所述襯底為透明襯底，陽極層為透明導電金屬氧化物，無機發光層為ZnO納米管陣列，緩沖層的無機絕緣材料為Si02。2.根據權利要求1所述基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，其特征在于:所述透明襯底為玻璃或聚乙烯塑料襯底。3.根據權利要求1所述基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，其特征在于:所述透明導電金屬氧化物為氧化銦錫、氧化鋅鋁或氧化鋅鎵。4.根據權利要求1所述基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器，其特征在于:所述陰極層的導電金屬為鋰、鎂、鋁、銅、金或銀。5.一種如權利要求1所述基于ZnO納米管/SiO2量子點泵浦隨機激光發射器的制備方法，其特征在于步驟如下: 1)在透明襯底上涂陽極層，依次用洗潔精、去離子水、丙酮、異丙醇分別對陽極層進行超聲清洗，然后放入真空度為-0.1Pa的真空干燥箱內充分干燥，干燥時間為60-90分鐘，干燥溫度為60-100°C ； 2)將乙酸鋅和乙二醇甲醚配制成濃度為0.5mol/L的籽晶溶液，使用勻膠機將籽晶溶液旋涂在上述干燥好的透明襯底上，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李嵐，葛林，陳義鵬，王有為，石慶良，朱明雪，王浩，
申請(專利權)人：天津理工大學，
類型：發明
國別省市：
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