光子晶体纳腔量子环单光子发射器件及其制备方法，属于量子信息学领域，为解决单量子点微腔的单光子源存在的问题，在衬底上依次生长缓冲层、下布拉格反射镜、光学缺陷层和上布拉格反射镜，上电极接触层生长在上布拉格反射镜上面周边区域，下电极接触层生长在衬底下面；表面横向二维光子晶体结构由微纳加工制成的空气孔洞-半导体构成，内部横向谐振腔光学尺度为量子环的增益波长的一半，横向二维光子晶体谐振腔模式波长与量子环的增益波长匹配；所述量子环位于光学缺陷层中间，并且位于上布拉格反射镜、下布拉格反射镜和横向二维光子晶体结构构成的三维纳腔中心；采用量子环作为发光介质，量子效率更高；量子环材料可以覆盖量子点无法覆盖的波段。