在光子晶体垂直腔面发射激光器中采用质子注入工艺, 使台面工艺变成纯平面工艺, 降低了光子晶体结构制备难度, 简化了器件制备, 提高了器件的均匀性。质子注入型光子晶体垂直腔面发射激光器中的光子晶体结构, 在电流限制孔小于光子晶体缺陷孔时, 仍能控制器件光束及模式特性, 该结果可用于优化器件阈值电流, 制备高性能低阈值电流基横模器件。实验所设计制备的器件, 在注入电流小于12.5 mA时, 阈值电流2.1 mA, 出光功率大于1 mW, 远场发射角小于7°, 有效验证了光子晶体结构在质子注入型面发射激光器中的光束改善及模式控制作用。

通过逐层旋涂的方法, 制备了P3HT(poly(3-hexylthiophene))与PMMA(poly(methylmethacrylate))双层器件, 并与二者的共混溶液制备的器件进行了性能对比。利用扫描电镜(SEM)表征了双层器件的横截面形貌; 利用电流-电压(I-V)以及电流-读取次数(I-t)测试, 测量了两种器件的开关比以及持续时间特性。其中, 双层器件具有更好的开关比, 可达1×103, 同时反复读写测试表明器件性能非常稳定。为了解释电双稳现象产生的机理, 对双层结构器件的电流-电压曲线进行了线性拟合, 利用器件的能级图进行分析, 得出了电荷在器件中的传输过程。研究结果表明, 可以通过电荷俘获释放理论解释P3HT/PMMA双层器件电双稳特性产生的机理。