KR101940422B1 - Microwave photodetection device and method of manufacturing of microwave photodetection device - Google Patents
Microwave photodetection device and method of manufacturing of microwave photodetection device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101940422B1 KR101940422B1 KR1020170165715A KR20170165715A KR101940422B1 KR 101940422 B1 KR101940422 B1 KR 101940422B1 KR 1020170165715 A KR1020170165715 A KR 1020170165715A KR 20170165715 A KR20170165715 A KR 20170165715A KR 101940422 B1 KR101940422 B1 KR 101940422B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- graphene layer
- substrate
- microwave
- graphene
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 122
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 121
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 91
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 14
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/085—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors the device being sensitive to very short wavelength, e.g. X-ray, Gamma-rays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
본 발명은 마이크로파 검출소자 및 마이크로파 검출소자의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a microwave detecting element and a manufacturing method of the microwave detecting element.
광검출기는 광신호를 검출하여 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역할을 하는 소자로서, 특히 자외선 광검출기는 의료, 산업 및 군사 분야에서 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 이러한 자외선 광검출기는 일반적으로 실리콘(Si)으로 제조되는데, 실리콘(Si)의 에너지 밴드갭(energy bandgap)의 크기가 작기 때문에 자외선 이외에 입사된 가시광선의 에너지에 의해 소자 수명이 단축되는 문제점이 있다. 그리고 실리콘(Si)로 제조된 광검출기는 가시광선과 적외선을 걸러내기 위한 필터가 별도로 필요하다. The photodetector is a device that detects an optical signal and converts it into an electrical signal. In particular, an ultraviolet photodetector is widely used in a variety of fields in medical, industrial and military fields. Such an ultraviolet photodetector is generally made of silicon (Si), and since the energy band gap of silicon is small, there is a problem that the lifetime of the device is shortened by the energy of visible light incident in addition to ultraviolet light. In addition, a photodetector made of silicon (Si) requires a filter for filtering visible light and infrared light.
이러한 문제를 해결하기 위해 GaN, ZnO와 같이 큰 에너지 밴드갭을 가지는 물질을 활용하여 광검출기를 제조하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 ZnO의 경우 에너지 밴드갭이 3.35 eV로 매우 크기 때문에 별도의 가시광선 필터가 필요 없으며, Zn와 같은 인체에 독성이 적은 물질을 사용하기 때문에 환경 친화적인 소자를 제조할 수 있다. ZnO를 활용한 자외선 광검출기는 다양한 구조가 연구되고 있으며, 가장 일반적으로 기존의 광검출기와 비슷하게 ZnO 박막을 사용한 구조가 사용되고 있다. 그러나 ZnO 박막을 사용하여 광검출기를 제조할 경우 전류 누설을 막기 위한 고품질의 박막을 성장하는 것과 ZnO 박막과의 격자 상수가 일치하는 저가의 기판을 얻는 것이 어렵다는 문제를 가지고 있다. In order to solve this problem, researches have been actively made to manufacture a photodetector using a material having a large energy bandgap such as GaN or ZnO. In particular, since ZnO has a very large energy band gap of 3.35 eV, a separate visible light filter is not required, and an environmentally friendly device can be manufactured because a less toxic substance is used in the human body such as Zn. Various structures of ultraviolet photodetector using ZnO have been studied, and structures using ZnO thin films are most commonly used, similar to conventional photodetectors. However, when a photodetector is fabricated using a ZnO thin film, it is difficult to grow a high-quality thin film to prevent current leakage and to obtain a low-cost substrate having a lattice constant matching the ZnO thin film.
이러한 ZnO 박막의 문제로 인해 ZnO 나노 입자 및 ZnO 나노 와이어와 같은 ZnO 나노 구조를 활용하여 자외선 광검출기를 제조하려는 연구가 시도되고 있다. ZnO 나노 와이어를 사용하는 경우는 두 전극 사이를 가로질러 ZnO 나노 와이어가 있는 구조로서, 빛이 입사되면 ZnO 나노 와이어에서 형성된 전자-정공쌍에 의해 ZnO 나노 와이어에 존재하는 공핍층이 줄어들어 ZnO 나노 와이어의 전기 전도도가 증가하는 원리를 이용한다. ZnO 나노 입자를 사용하는 경우는 ZnO 나노 입자를 전자 전송 물질로 사용하는 것과 빛이 입사되면 ZnO 나노 입자에서 형성된 전자-정공쌍에 의해 ZnO 나노 입자 내부의 공핍층이 줄어들어 전기 전도도가 증가하는 것을 이용하는 것이 있다. Due to the problem of the ZnO thin film, studies have been made to fabricate an ultraviolet photodetector utilizing ZnO nanostructures such as ZnO nanoparticles and ZnO nanowires. When ZnO nanowires are used, ZnO nanowires are formed across the two electrodes. When light is incident, the depletion layers existing in the ZnO nanowires are reduced by electron-hole pairs formed in the ZnO nanowires, Is increased. In the case of using ZnO nanoparticles, the use of ZnO nanoparticles as an electron transfer material and the fact that when light is incident, the depletion layer inside the ZnO nanoparticles is reduced by the electron-hole pairs formed in the ZnO nanoparticles, There is.
ZnO 나노 와이어를 사용하여 광검출기를 제조하는 방법은 나노 와이어가 나노 입자보다 높은 전기 전도도를 갖기 때문에 전하 전송 효율이 높다는 장점이 있으나, 나노 입자에 비해 빛을 받는 유효 면적이 감소하기 때문에 동작 효율이 낮은 단점이 있다. 또한 나노 와이어를 특정 전극 사이에 정렬시키는 것이 매우 어렵기 때문에 상업적으로 광검출기를 생산한다는 것은 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ZnO 나노 입자를 ZnO 나노 와이어 표면에 부착하는 방법도 있으나, ZnO 나노 입자를 ZnO 나노 와이어에 부착하는 공정이 복잡하고, 전극을 나노 와이어에 형성하거나 나노 와이어를 특정 전극 사이에 형성하는 것은 여전히 어려운 문제이다. The method of manufacturing photodetector using ZnO nanowire has advantages of high charge transfer efficiency because nanowire has higher electric conductivity than nanoparticles, but since the effective area receiving light is reduced compared to nanoparticles, There are low disadvantages. It is also impossible to produce photodetectors commercially because it is very difficult to align the nanowires between specific electrodes. In order to solve this problem, ZnO nanoparticles are attached to the surface of ZnO nanowires. However, the process of attaching ZnO nanoparticles to ZnO nanowires is complicated, and electrodes are formed on nanowires or nanowires are formed between specific electrodes Formation is still a difficult problem.
ZnO 나노 입자만을 이용하는 소자의 제조에 있어서, 나노 입자는 구조적으로 나노 입자를 고정시키는 물질이 필요하므로 나노 입자가 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고 ZnO 나노 입자를 고분자 안에 포함시킨 구조를 사용하는 경우가 대부분이다. 이 방법은 일반적으로 스핀 코팅과 같은 용매를 사용한 공정을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 나노 입자가 포함된 고분자를 사용하는 방법은 소자 구조가 적층 구조로서 투명 전극 또는 투명 기판이 필요하며, 나노 입자를 고정시키기 위한 고분자층 외에 별도의 정공 및 전자 수송층이 필요하다는 단점을 가지고 있다. In the manufacture of a device using only ZnO nanoparticles, nanoparticles need to be structurally immobilized to nanoparticles, so that the nanoparticles are rarely used singly, and a structure containing ZnO nanoparticles in a polymer is used Mostly. This method generally has the advantage that a process using a solvent such as spin coating can be used. However, the method using a nanoparticle-containing polymer has a disadvantage in that a transparent electrode or a transparent substrate is required as a device structure, and a separate hole and electron transport layer is required in addition to a polymer layer for fixing nanoparticles.
고분자와 같은 추가적인 매트릭스(matrix) 물질이 없이 ZnO 나노 입자를 단독으로 사용하여 소자를 제조하는 방법으로는 ZnO 나노 입자를 고정시키기 위해 열처리(annealing) 과정을 거쳐 나노 입자를 소결시키는 것을 생각해 볼 수 있다. 그러나 소결 과정에서 나노 입자들이 서로 엉겨 붙기 때문에 소자 자체가 유연성을 가질 수 없으며, 고온의 열처리 과정이 필요하기 때문에 열에 약한 고분자 기판은 사용할 수 없다. 또한, 나노 입자와 나노 입자 사이의 전기 전도도가 낮아 수십 V 이상의 고전압을 인가해야 하므로 휴대용으로 사용하기 불가능하다. As a method of manufacturing a device using ZnO nanoparticles singly without additional matrix material such as a polymer, it can be considered that the nanoparticles are sintered through annealing to fix ZnO nanoparticles . However, since the nanoparticles are entangled with each other during the sintering process, the device itself can not have flexibility, and a heat-resistant polymer substrate can not be used because a high-temperature heat treatment is required. In addition, since the electrical conductivity between the nanoparticles and the nanoparticles is low, a high voltage of several tens of volts or more must be applied, so that it can not be used for portable purposes.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 노력으로, 그래핀층을 도입하여 광검출기에 적용하려는 시도가 있다. 그래핀은 전자와 정공(hole)에 대해서 기존에 알려진 물질보다 높은 이동도(mobility)를 갖는다. 또한, 그래핀은 광속의 대략 1/300에 가까운 높은 페르미 속도(Fermi velocity)를 가질 수 있다. 그래핀은 적외선 영역에서부터 자외선 영역까지 넓은 파장 밴드의 광에 대해 반응할 수 있다. 이러한 그래핀의 특성은 다양한 분야에 응용되어 다양한 제품이 만들어질 수 있다. 예를 들면, 그래핀을 트랜지스터의 채널로 사용하는 경우, 실리콘 트랜지스터보다 캐리어 이동도가 훨씬 빠른 트랜지스터를 만들 수 있다. 또한, 그래핀을 광 검출기의 채널로 사용할 수도 있다.In an effort to solve such a problem, there is an attempt to introduce a graphene layer into a photodetector. Graphene has a higher mobility than electrons and holes in known materials. Also, graphene can have a high Fermi velocity close to approximately 1/300 of the speed of light. Graphene can react to light of a broad wavelength band from the infrared region to the ultraviolet region. The characteristics of graphene can be applied to various fields and various products can be produced. For example, when using graphene as the channel of a transistor, a transistor with a much higher carrier mobility than a silicon transistor can be made. Also, graphene may be used as the channel of the photodetector.
종래의 경우 그래핀을 이용하여 자외선 검출기로 사용한 예가 있다. 구체적으로, 실리콘 기판 상에 그래핀층을 형성하여 자외선을 검출하였다. 그러나, 실리콘 기판 상에 형성된 그래핀층은 소자공정 중 발생하는 불순물로 인하여 그 표면이 깨끗하지 못하였고, 이로 인하여 검출데이터에 노이즈가 발생할 수 있다. 이러한 종래의 그래핀을 이용한 광검출기는 감도가 낮아 마이크로파와 같은 극히 낮은 에너지의 광을 검출하지 못하였다. In the conventional case, there is an example using an ultraviolet detector using graphene. Specifically, a graphene layer was formed on a silicon substrate to detect ultraviolet rays. However, the surface of the graphene layer formed on the silicon substrate is not clean due to impurities generated in the device process, and noise may be generated in the detection data. The conventional photodetector using graphene has low sensitivity and thus can not detect light of extremely low energy such as microwave.
본 발명은 그래핀층의 표면의 불순물을 제거함으로써 깨끗한 그래핀층을 포함하는 마이크로파 검출소자를 제공하는 것이다. The present invention provides a microwave detecting element including a clean graphene layer by removing impurities on the surface of the graphene layer.
또한, 검출 데이터의 노이즈를 최소화함으로써 측정 데이터의 감도를 높일 수 있을 뿐 아니라, 마이크로파와 같은 낮은 에너지의 광도 검출이 가능하다.In addition, by minimizing the noise of the detected data, it is possible not only to increase the sensitivity of the measurement data, but also to detect a light having a low energy such as a microwave.
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자는 기판; 상기 기판 상에 서로 이격하여 배치된 제1전극 및 제2전극; 상기 기판에 적어도 일부가 이격하여 배치된 그래핀층; 상기 그래핀층에 전기적으로 연결되고, 상기 그래핀층 중 상기 기판과 이격된 부분에 상기그래핀층의 면방향으로 전류를 공급하도록 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 및 상기 기판상에 배치되어, 상기 기판 및 그래핀층의 적어도 일부가 이격된 공간을 형성하는 제1물질을 포함한다.A microwave detecting element according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the substrate; A graphene layer disposed at least partially on the substrate; A source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer, the source electrode and the drain electrode arranged to supply a current in a plane direction of the graphene layer to a portion of the graphene layer remote from the substrate; And a first material disposed on the substrate, wherein the substrate and the graphene layer form a spaced apart space.
또한, 상기 그래핀층은 그래핀 이중층일 수 있다. Further, the graphene layer may be a graphene double layer.
또한, 상기 제1물질은 레지스트(resist) 물질을 포함할 수 있다. In addition, the first material may include a resist material.
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 서로 이격된 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계; 상기 가펀 상에 제1물질을 배치하는 단계; 상기 제1물질 상에 그래핀층을 배치하되, 상기 기판 및 상기 그래핀층 중 적어도 일부를 이격하여 배치하는 단계; 상기 그래핀층에 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 배치하는 단계; 및 상기 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention includes: preparing a substrate; Disposing first and second electrodes spaced apart from each other on the substrate; Disposing a first material on the germanium; Disposing a graphene layer on the first material, wherein at least a part of the graphene layer and the substrate are spaced apart from each other; Disposing a source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer; And removing at least a portion of the first material.
또한, 상기 소스 전극 및 드레인 전극에 전류를 인가함으로써 상기 그래핀층의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include removing impurities of the graphene layer by applying a current to the source electrode and the drain electrode.
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자는 그래핀층의 표면의 불순물을 제거함으로써 깨끗한 그래핀층을 포함할 수 있다. A microwave detecting element according to an embodiment of the present invention may include a clean graphene layer by removing impurities on the surface of the graphene layer.
또한, 검출 데이터의 노이즈를 최소화함으로써 측정 데이터의 감도를 높일 수 있을 뿐 아니라, 마이크로파와 같은 낮은 에너지의 광도 검출이 가능하다. In addition, by minimizing the noise of the detected data, it is possible not only to increase the sensitivity of the measurement data, but also to detect a light having a low energy such as a microwave.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 제조방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자를 도시한 것이다.
도 3b는 실시 예 1에 의해 제조된 마이크로파 검출소자의 상부 주사전자현미경 사진이다.
도 3c는 실시 예 1에 의해 제조된 마이크로파 검출소자의 컨덕턴스를 측정한 결과이다.
도 3d는 제1전극 및 제2전극에 동일 전압이 인가되었을 때 p-p로부터 n-n영역까지의 컨덕턴스를 측정한 것이다.
도 3e는 실시 예 1에 의해 준비된 이중층 그래핀의 에너지 밴드구조이다.
도 4a는 실시 예 1에 의해 준비된 마이크로파 검출소자에 마이크로파를 인가하면서 측정한 광전류 결과를 도시한 것이다.
도 4b는 상기 도 4a에서 화살표 A를 따라 측정한 광전류를 도시한 것이다.
도 4c는 상기 도 4a에서 화살표 B를 따라 측정한 광전류를 도시한 것이다.
도 4d는 상기 실시 예 1의 동일 측정 조건에서 마이크로파를 인가하지 않고 측정한 광전류 결과를 도시한 것이다.
도 4e는 실시 예 1에 의해 준비된 마이크로파 검출소자의 마이크로파 파워에 대한 광전류 변화를 도시한 것이다.
도 5a는 마이크로파 검출소자에서의 광전류 계산 결과를 도시한 것이다.
도 5b는 마이크로파 검출소자에서의 광전류 계산 결과 및 측정 결과를 비교한 것이다.
도 5c는 일반 그래핀 pn 접합에서 광전류에 의해 발생한 온도 분포도를 도시한 것이다.
도 5d는 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 pn 접합에서 광전류에 의해 발생한 온도 분포도를 도시한 것이다. 1 shows a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
2 shows a flowchart of a method of manufacturing a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
3A shows a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is an upper scanning electron micrograph of the microwave detecting element manufactured according to Example 1. FIG.
3C shows the results of measurement of the conductance of the microwave detecting device manufactured in Example 1. FIG.
FIG. 3D is a graph showing conductance from pp to nn when the same voltage is applied to the first electrode and the second electrode.
3E is an energy band structure of the double layer graphene prepared in Example 1. Fig.
FIG. 4A shows photocurrent results measured while applying a microwave to the microwave detecting element prepared in Example 1. FIG.
FIG. 4B shows photocurrent measured along the arrow A in FIG. 4A.
4C shows photocurrent measured along arrow B in FIG. 4A.
FIG. 4D shows photocurrent results measured under the same measurement conditions of Example 1 without applying microwaves. FIG.
4E is a graph showing the photocurrent change with respect to the microwave power of the microwave detecting element prepared according to the first embodiment.
FIG. 5A shows the photocurrent calculation result in the microwave detecting element.
FIG. 5B is a comparison of photocurrent calculation results and measurement results in a microwave detection element.
5c shows a temperature distribution diagram generated by a photocurrent in a general graphene pn junction.
5D shows a temperature distribution diagram generated by photocurrent in the pn junction of a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings. In addition, "including" an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary.
마이크로파 검출소자Microwave detection element
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자를 도시한 것이다. 1 shows a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자(1000)는 기판(1100); 상기 기판 상에 서로 이격하여 배치된 제1전극(1200) 및 제2전극(1300); 상기 기판에 적어도 일부가 이격하여 배치된 그래핀층(1400); 상기 그래핀층에 전기적으로 연결되고, 상기 그래핀층 중 상기 기판과 이격된 부분에 상기 그래핀층의 면방향으로 전류를 공급하도록 배치된 소스 전극(1500) 및 드레인 전극(1600); 및 상기 기판상에 배치되어, 상기 기판 및 그래핀층의 적어도 일부가 이격된 공간을 형성하는 제1물질(1700)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a
상기 기판(1100)은 예를 들어, 실리콘 기판, 산화된 실리콘 기판 또는 SOI(Silicon On Insulator) 기판 중 적어도 하나일 수 있고, 바람직하게 산화된 실리콘 기판일 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. The
상기 제1전극(1200) 및 제2전극(1300)은 상기 기판 상에 서로 이격하여 배치될 수 있다.The
상기 제1전극 및 제2전극은 상기 제1전극 및 제2전극 각각에 직류 전압을 인가하는 전압 인가수단을 더 포함할 수 있고, 상기 전압인가 수단에 인가되는 전압에 따라서 상기 그래핀층에서 측정되는 전도도(conductance)는 변화할 수 있다. The first electrode and the second electrode may further include voltage application means for applying a direct current voltage to the first electrode and the second electrode, respectively, and the voltage applied to the voltage application means may be measured in the graphene layer Conductance can change.
상기 전압 인가수단은 제1전극 및 제2전극에 각각 연결될 수 있다. 상기 전압 인가수단은 제1전극 및 제2전극에 직류 전압을 인가하기 위한 구성으로, 배선 및 전원을 포함할 수 있으며, 인가되는 전압의 온-오프(On-Off) 동작을 위한 전압인가 스위치를 더 포함할 수 있다. The voltage applying means may be connected to the first electrode and the second electrode, respectively. The voltage application unit may include a wire and a power source, and may include a voltage application switch for on-off operation of a voltage applied thereto. .
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자는 상기 제1전극 또는 제2전극에 전기적으로 연결되어 있는 마이크로파 인가를 위한 마이크로파 인가수단을 더 포함할 수 있고, 상기 마이크로파 인가수단은 상기 제1전극에 전기적으로 연결된 바이어스 티(bias tee)에 교류전류의 제어를 통해 마이크로파의 파워 및 주파수를 조절할 수 있다. 상기 전압 인가수단 및 마이크로파 인가수단은 도 3a에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.The microwave detecting element according to an embodiment of the present invention may further include a microwave applying means for applying a microwave which is electrically connected to the first electrode or the second electrode, The power and frequency of the microwave can be controlled by controlling the alternating current to the bias tee connected to the microwave. The voltage applying means and the microwave applying means may be configured as shown in Fig. 3A.
상기 그래핀층(1400)은 상기 기판에 적어도 일부가 이격하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 그래핀층의 두께는 수 nm 내지 수 백 nm일 수 있으며, 여러 그래핀 시트가 적층된 구조일 수 있다. 상기 그래핀층은 단일층 또는 이중층 구조일 수 있으나, 바람직하게 이중층 구조일 수 있다. The
상기 소스 전극(1500) 및 드레인 전극(1600)은 각각 상기 그래핀층과 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다. The source electrode 1500 and the
상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 그래핀층과 오믹 컨택을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 은 또는 백금 중 적어도 하나일 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 그래핀 층의 측면에 배치된 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니다. The source electrode and the drain electrode may include a material forming an ohmic contact with the graphene layer, and may be at least one of, for example, silver or platinum. Referring to FIG. 1, the source electrode and the drain electrode are disposed on the side of the graphene layer. However, the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 드레인 전극에는 소스 드레인 DC 바이어스 전압(VSD)이 인가될 수 있고, 상기 소스 전극에 DC 전류를 읽기 위해 전류-전압 컨버터가 연결될 수 있다. Further, a source-drain DC bias voltage (V SD ) may be applied to the drain electrode, and a current-voltage converter may be connected to the source electrode to read the DC current.
상기 제1물질(1700)은 상기 기판상에 배치되어, 상기 기판 및 그래핀층의 적어도 일부가 이격된 공간을 형성할 수 있고, 이에 의하여 상기 그래핀층은 상기 기판에 적어도 일부가 이격하여 배치될 수 있고, 상기 그래핀층을 소자 기판으로부터 이격한 브릿지 형태로 제작해 불순물을 최소화함으로써 전자들이 불순물과 산란 없이 원거리를 이동할 수 있는 깨끗한 마이크로파 검출소자의 제공이 가능하다. The
상기 제1물질은 전자기기 기술분야에서 일반적으로 사용되는 레지스트(resist) 물질을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 분야에서 빛에 의해 감광되는 포토 레지스트(photo resist) 물질을 포함할 수 있다. 상기 레지스트 물질 및 포토 레지스트 물질은 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 상기 제1물질은 제1전극 및 제2전극 또는 그래핀층을 안정적으로 지지하는 역할을 수행하고 다른 구성요소와 전기적 쇼트를 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1물질은 포토 레지스트를 사용함으로써, 일반적인 포토 리소그래피 공정에 의해 그래핀층 및 기판 사이에 이격된 공간을 형성할 수 있다. The first material may include a resist material commonly used in the field of electronic devices. It may also include a photo resist material that is light sensitive in the semiconductor field. The resist material and the photoresist material are generally used and are not particularly limited. The first material may serve to stably support the first electrode and the second electrode or the graphene layer, and may prevent electrical shorting with other components. Further, by using the photoresist as the first material, a space apart from the graphene layer and the substrate can be formed by a general photolithography process.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자는 미세한 마이크로파의 검출을 위해 진공상태, 약 8K 수준의 극저온에서 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the microwave detecting element according to the embodiment of the present invention can be measured at a very low temperature of about 8K in a vacuum state for the detection of fine microwaves, but the present invention is not limited thereto.
마이크로파 검출소자의 제조방법Method of manufacturing microwave detection element
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 제조방법의 순서도이다. 2 is a flowchart of a method of manufacturing a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 제조방법(S1000)은 기판을 준비하는 단계(S1100); 상기 기판 상에 서로 이격하여 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계(S1200); 상기 기판 상에 제1물질을 배치하는 단계(S1300); 상기 제1물질 상에 그래핀층을 배치하되, 상기 기판 및 상기 그래핀층 중 적어도 일부를 이격하여 배치하는 단계(S1400); 상기 그래핀층에 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 배치하는 단계(S1500); 및 상기 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 단계(S1600)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a microwave detecting element (S1000) according to an embodiment of the present invention includes: preparing a substrate (S1100); Disposing a first electrode and a second electrode on the substrate (S1200); Disposing a first material on the substrate (S1300); Disposing a graphene layer on the first material, and separating at least a part of the substrate and the graphene layer (S1400); Disposing a source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer (S1500); And removing at least a portion of the first material (S1600).
상기 기재된 마이크로파 검출소자의 제조방법의 각 단계는 순서에 구속 받지 않으며, 가능한 경우 기재된 순서와 다른 순서로 진행될 수 있다.The respective steps of the method of manufacturing a microwave detecting element described above are not bound to the order and can proceed in an order different from the described order, if possible.
기판을 준비하는 단계(S1100)를 설명한다. The step of preparing the substrate (S1100) will be described.
상기 기판은 예를 들어, 실리콘 기판, 산화된 실리콘 기판 또는 SOI(Silicon On Insulator) 기판 중 적어도 하나일 수 있고, 바람직하게 산화된 실리콘 기판일 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. The substrate may be at least one of, for example, a silicon substrate, an oxidized silicon substrate, or an SOI (Silicon On Insulator) substrate, and may be preferably an oxidized silicon substrate, but is not particularly limited thereto.
다음으로, 상기 기판 상에 서로 이격하여 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계(S1200)를 설명한다. Next, a step S1200 of disposing the first electrode and the second electrode on the substrate is described.
상기 제1전극 및 제2전극은 상기 제1전극 및 제2전극 각각에 전압을 인가하는 전압인가 수단을 더 포함할 수 있다. The first electrode and the second electrode may further include voltage applying means for applying a voltage to each of the first electrode and the second electrode.
또한, 상기 제1전극 및 제2전극은 도전성물질을 포함할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 상기 제1전극 및 제2전극을 상기 기판 상에 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 도전성 박막을 기판 상에 접착하거나, 포토 리소그래피 공정 및 증착 공정을 이용하여 기판 상에 박막을 형성함으로써 제1전극 및 제2전극을 형성할 수 있다. The first electrode and the second electrode may include a conductive material and are not particularly limited. The method of forming the first electrode and the second electrode on the substrate is not particularly limited. A first electrode and a second electrode can be formed by adhering a conductive thin film on a substrate or by forming a thin film on a substrate using a photolithography process and a deposition process.
다음으로, 상기 기판 상에 제1물질을 배치하는 단계(S1300)를 설명한다. Next, the step (S1300) of disposing the first material on the substrate will be described.
상기 제1물질은 전자기기 기술분야에서 일반적으로 사용되는 레지스트(resist) 물질을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 분야에서 빛에 의해 감광되는 포토 레지스트(photo resist) 물질을 포함할 수 있다. 상기 레지스트 물질 및 포토 레지스트 물질은 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 상기 제1물질은 제1전극 및 제2전극 또는 그래핀층을 안정적으로 지지하는 역할을 수행하고 다른 구성요소와 전기적 쇼트를 방지하는 역할을 수행할 수 있다 The first material may include a resist material commonly used in the field of electronic devices. It may also include a photo resist material that is light sensitive in the semiconductor field. The resist material and the photoresist material are generally used and are not particularly limited. The first material may serve to stably support the first electrode and the second electrode or the graphene layer and may serve to prevent electrical shorting with other components
다음으로, 상기 제1물질 상에 그래핀층을 배치하되, 상기 기판 및 상기 그래핀층 중 적어도 일부를 이격하여 배치하는 단계(S1400)를 설명한다. Next, a step (S1400) of arranging a graphene layer on the first material and disposing at least a part of the substrate and the graphene layer apart from each other will be described.
상기 제1물질은 상기 기판상에 배치되어, 상기 기판 및 그래핀층의 적어도 일부가 이격된 공간을 형성할 수 있고, 이에 의하여 상기 그래핀층은 상기 기판에 적어도 일부가 이격하여 배치될 수 있고, 상기 그래핀층을 소자 기판으로부터 이격한 브릿지 형태로 제작해 불순물을 최소화함으로써 전자들이 불순물과 산란 없이 원거리를 이동할 수 있는 깨끗한 마이크로파 검출소자의 제공이 가능하다. The first material may be disposed on the substrate such that at least a portion of the substrate and the graphene layer are spaced apart so that the graphene layer may be disposed at least partially away from the substrate, It is possible to provide a clean microwave detecting element in which electrons can move remotely without impurities and scattering by fabricating a graphene layer in the form of a bridge spaced from the element substrate and minimizing impurities.
상기 그래핀층은 단일층 또는 이중층 구조일 수 있으나, 바람직하게 이중층 구조일 수 있다. 상기 그래핀층은 2차 에너지 모멘텀 분산 관계를 갖는 이중층 그래핀일 수 있다. 상기 이중층 그래핀의 상태 밀도는 디락점(dirac point) 또는 전하중립점(charge-neutrality point, CNP) 근방의 단일층의 밀도보다 크기 때문에 전자-정공 쌍을 보다 효율적으로 생성 할 수있다.The graphene layer may be a single layer or a double layer structure, but may preferably be a double layer structure. The graphene layer may be a bilayer graphene having a secondary energy momentum dispersion relationship. The state density of the bilayer graphene is greater than the density of the single layer near the dirac point or the charge-neutrality point (CNP), so that electron-hole pairs can be generated more efficiently.
제1물질 상에 그래핀층을 배치하는 방법은 다음과 같이 진행할 수 있다. 우선 그래핀 시트를 준비한다. 상기 그래핀 시트는 검출하기 위한 광의 종류 및 검출기의 성능 등에 따라 다양한 두께 및 형상, 순도를 결정하여 선택할 수 있다. 상기 그래핀 시트는 일반적인 용액공정을 통해 제조된 것일 수 있으며, 통상적으로 구매 가능한 것일 수 있다. 상기 그래핀 시트는 수 nm 내지 수 백 nm의 두께를 가진 것일 수 있다. 다음으로, 상기 그래핀 시트를 상기 제1물질 상에 접촉함으로써 접착할 수 있다. 상기 그래핀 시트 및 제1물질 사이에 발생하는 반데르발스 포스에 의해 상기 그래핀 시트는 제1물질 상에 안정적으로 접합이 가능하다. 필요한 경우, 상기 제1물질 및 그래핀 시트 사이의 적어도 일부에 접착성을 갖는 물질을 배치하여 접착을 할 수 있다.The method of placing the graphene layer on the first material can proceed as follows. First, prepare a graphen sheet. The graphene sheet can be determined by selecting various thicknesses, shapes and purity according to the type of light to be detected and the performance of the detector. The graphene sheet may be produced through a general solution process, and may be commercially available. The graphene sheet may have a thickness of several nanometers to several hundreds of nanometers. Next, the graphene sheet can be bonded by contacting it on the first material. The graphene sheet can be stably bonded to the first material by van der Waals force generated between the graphene sheet and the first material. If necessary, a material having adhesiveness may be disposed on at least a part of the gap between the first material and the graphene sheet to perform adhesion.
제1물질 상에 그래핀층을 배치하는 다른 방법으로, 그래핀이 용해된 용액을 제1물질 상에 도포하고 건조하여 그래핀층을 형성하는 방법이 있다. 이 경우, 그래핀층을 형성할 영역만을 개방하여 그래핀이 용해된 용액을 도포할 수 있다. Another method of disposing the graphene layer on the first material is a method in which a solution in which graphene is dissolved is applied on the first material and dried to form a graphene layer. In this case, a solution in which graphene is dissolved can be applied by opening only the region where the graphene layer is to be formed.
다음으로, 상기 그래핀층에 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 배치하는 단계(S1500)를 설명한다. Next, a step S1500 of arranging a source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer will be described.
상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 그래핀층과 오믹 컨택을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 은 또는 백금 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 그래핀 층의 측면에 배치된 것으로 도시 되었으나 이에 제한되는 것은 아니다.The source electrode and the drain electrode may include a material forming an ohmic contact with the graphene layer, and may be at least one of, for example, silver or platinum. The source electrode and the drain electrode are shown as being disposed on the side of the graphene layer, but the present invention is not limited thereto.
상기 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계는 앞선 그래핀층을 배치하는 단계와 순서에 구애받지 않고 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계는 상기 그래핀층을 배치하는 단계 이전에 수행될 수 있고, 상기 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계는 상기 그래핀층을 배치하는 단계 이후에 수행될 수 있다. The step of disposing the first electrode and the second electrode may be performed without regard to the step of arranging the preceding graphene layer and the order. For example, the step of disposing the first electrode and the second electrode may be performed prior to the step of disposing the graphene layer, and the step of disposing the first electrode and the second electrode may include disposing the graphene layer Step < / RTI >
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자는 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되고, 직류 전압을 인가하는 직류 전압 소자가 배치될 수 있고, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되고, 전류-전압을 교환하는 전류-전압 컨버터가 배치될 수 있다. 또는, 이와 반대로 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되고, 전류-전압을 교환하는 전류-전압 컨버터가 배치될 수 있고, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되고, 직류 전압을 인가하는 직류 전압 소자가 배치될 수 있다. Further, a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention may be arranged such that a DC voltage element which is electrically connected to the source electrode and applies a DC voltage is disposed, and is electrically connected to the drain electrode, A current-to-voltage converter can be arranged. Alternatively, a current-voltage converter that is electrically connected to the source electrode and that exchanges a current-voltage may be disposed, and a DC voltage element that is electrically connected to the drain electrode and applies a DC voltage may be disposed have.
다음으로, 상기 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 단계(S1600)를 설명한다. Next, the step of removing at least a part of the first material (S1600) will be described.
제1물질의 적어도 일부를 제거하는 공정은 일반적으로 전자기기 및 반도체의 제조에 사용되는 포토 리소그래피 공정을 통해 수행될 수 있다. 또한, 포토 리소그래피 공정 외에, 제1물질의 일부를 식각하거나 레이저로 제거하는 공정을 통해서도 제1물질을 배치할 수 있다. 상기 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 단계에서, 상기 제1물질은 바람직하게 앞선 단계에서 형성된 그래핀층의 하부에 위치한 제1물질은 제거될 수 있다. The process of removing at least a portion of the first material may be performed through a photolithographic process commonly used in the manufacture of electronic devices and semiconductors. In addition to the photolithography process, the first material may be disposed through a process of etching a part of the first material or removing it with a laser. In the step of removing at least a portion of the first material, the first material is preferably removed from the first material located below the graphene layer formed in the preceding step.
포토 리소그래피 공정에 의해 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 방법은 다음과 같이 진행할 수 있다. 우선, 상기 제1물질을 기판 상에 도포한다. 다음으로, 상기 제1물질 중 제거할 부분을 가리는 마스크를 상기 제1물질 상에 배치하여 광원을 조사하여 상기 제1물질이 개방된 영역을 경화시킨다. 경화되지 않은 제1물질을 용해할 수 있는 용액을 이용하여 기판 상에 경화된 제1물질만을 남긴다. A method of removing at least a part of the first material by a photolithography process can proceed as follows. First, the first material is applied on a substrate. Next, a mask for covering a portion to be removed of the first material is disposed on the first material, and a light source is irradiated to cure the open region of the first material. Leaving only the cured first material on the substrate using a solution capable of dissolving the uncured first material.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 제조방법은 상기 소스 전극 및 드레인 전극에 전류를 인가함으로써 상기 그래핀층의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, the method of manufacturing a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention may further include removing impurities of the graphene layer by applying a current to the source electrode and the drain electrode.
상기 소스 전극 및 드레인 전극에 전류를 인가함으로써 상기 그래핀층의 불순물을 제거하는 단계는 상기 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 단계를 수행 후 실시되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 그래핀층은 앞선 제조단계에서 불가피한 불순물에 의해 오염 또는 이온 도핑이 될 수 있고, 이를 제거하기 위해 낮은 온도에서 상기 그래핀층에 전류를 인가하여 커런트 어닐링(current annealing)을 수행함으로써 불순물을 제거하는 단계가 수행될 수 있다. 이를 위해 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 전류를 인가할 수 있다. The step of removing impurities in the graphene layer by applying a current to the source electrode and the drain electrode may be performed after performing at least a step of removing the first material. The graphene layer may be contaminated or doped with ions which are unavoidable impurities in the previous fabrication step. In order to remove the graphene layer, a current is applied to the graphene layer at a low temperature to perform current annealing to remove impurities Can be performed. To this end, a current may be applied between the source electrode and the drain electrode.
실시 예Example
실시 예 1Example 1
기판으로, 고저항 산화 실리콘 기판을 준비하였다. As the substrate, a high-resistance silicon oxide substrate was prepared.
다음으로, 고저항 산화 실리콘 기판 상에 제1전극 및 제2전극으로 45nm 두께, 600nm 넓이를 갖는 Ti/Au 박막을 600nm의 간격으로 이격되도록 배치하였다. Next, a Ti / Au thin film having a thickness of 45 nm and a width of 600 nm was disposed as a first electrode and a second electrode on the high-resistance silicon oxide substrate at intervals of 600 nm.
다음으로, 상기 기판 상에 제1물질로 리프트 오레지스트(LOR 5A, MicroChem Corp.)를 600nm의 두께로 증착하였다.Next, a lift-off resist (LOR 5A, MicroChem Corp.) was deposited as a first material on the substrate to a thickness of 600 nm.
다음으로, 상기 제1물질 상에 기계적 이동 공법(mechanical transfer technique)을 이용하여 박리된 그래핀층을 배치하였다. Next, a peeled graphene layer was disposed on the first material using a mechanical transfer technique.
다음으로, 상기 그래핀층에 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 팔라듐 물질로 구성하여 1.3㎛의 거리를 두고 배치하였다. Next, a source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer were formed of palladium material and disposed at a distance of 1.3 탆.
다음으로, 상기 그래핀층의 하부에 위치한 제1물질의 적어도 일부를 전자빔을 조사하고, 현상하여 제거하였다. Next, at least a part of the first material located under the graphene layer was irradiated with an electron beam, developed and removed.
다음으로, 마이크로파의 인가를 위해 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 마이크로파 인가수단인 바이어스 티, 그래핀층에 유니폴라 및 바이폴라 영역을 형성하기 위해 상기 제1전극 및 제2전극에 각각 전압을 인가할 수 있는 전압인가 수단, 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되고, 직류 전압을 인가하는 직류 전압 소자가 배치될 수 있고, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되고, 전류-전압을 교환하는 전류-전압 컨버터를 연결하여 마이크로파 검출소자를 구성하였다. Next, a voltage can be applied to the first electrode and the second electrode to form a unipolar and bipolar region in the bias layer and the graphene layer, which are microwave application means electrically connected to the first electrode for application of the microwave. A voltage application means, a DC voltage element which is electrically connected to the source electrode and applies a DC voltage, and a current-voltage converter which is electrically connected to the drain electrode and which exchanges a current-voltage is connected A microwave detection device was constructed.
다음으로, 상기 소스 전극 및 드레인 전극에 최대 3V까지 전압을 단계적으로 스윕하면서 상기 그래핀층에 약 350㎂의 전류가 인가되도록 하여 상기 그래핀층의 불순물을 제거하는 단계인 커런트 어닐링을 수행하였고, 이를 통해 깨끗한 그래핀층을 준비하였다. Next, current annealing was performed to remove impurities in the graphene layer by applying a current of about 350 에 to the graphene layer while gradually sweeping the voltage to the source electrode and the drain electrode to 3V at maximum. A clean graphene layer was prepared.
도 3a는 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자를 도시한 것이다. 3A shows a microwave detecting element according to an embodiment of the present invention.
도 3b는 실시 예 1에 의해 제조된 마이크로파 검출소자의 상부 주사전자현미경 사진이다. FIG. 3B is an upper scanning electron micrograph of the microwave detecting element manufactured according to Example 1. FIG.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 그래핀 이중층 하부에 제1물질이 남아있지 않고, 상기 그래핀 이중층이 고립된 현수 구조 상태로 소스 전극 및 드레인 전극에 연결되어 있는 것을 알 수 있다. 상기 그래핀층은 3.8 μm의 폭 및 1.3 μm의 길이로 형성되었다. Referring to FIGS. 3A and 3B, it can be seen that no first material remains under the graphene double layer, and the graphene double layer is connected to the source electrode and the drain electrode in an isolated suspended structure. The graphene layer was formed with a width of 3.8 μm and a length of 1.3 μm.
도 3c는 실시 예 1에 의해 제조된 마이크로파 검출소자의 컨덕턴스를 측정한 결과이다. 도 3c의 측정 조건은 드레인 전극에 400μV의 VSD 전압을 인가하고, 마이크로파를 -14dBM의 파워로 3.81GHz의 주파수로 인가하여 수행하였다.3C shows the results of measurement of the conductance of the microwave detecting device manufactured in Example 1. FIG. 3C was performed by applying a V SD voltage of 400 μV to the drain electrode and applying a microwave at a frequency of 3.81 GHz with a power of -14 dBm.
도 3c를 참조하면, 상기 그래핀층은 2차 에너지 모멘텀 분산 관계를 갖는 이중층 그래핀일 수 있고, 유니폴라(unipolar), 바이폴라(bipolar) 4개의 영역이 명확하게 나타나는 것을 알 수 있다. 또한, 이를 통해 본 발명의 실시 예에 의해 준비된 마이크로파 검출소자의 그래핀층은 불순물 또는 이온 도핑없이 깨끗한 상태인 것을 알 수 있다. 상기 4개의 영역은 캐리어 도핑 상태에 따라 n-n, p-p, n-p 또는 p-n으로 표기되었다. 상기 n-n, p-p, n-p 또는 p-n에서 좌측의 p 또는 n은 제1전극 영역 우측의 p 또는 n은 제2전극 영역을 의미한다. 상기 4개 영역의 경계선은 서로에 대해서 수직에 가깝도록 형성되었고, 이는 제1전극 및 제2전극의 크로스 커플링이 약함을 의미한다. 또한, 상기 도 3c에 도시된 검정 파선은 전하중립점(CNP)를 의미한다. Referring to FIG. 3C, it can be seen that the graphene layer can be a double layer graphene having a secondary energy momentum dispersion relation, and four regions of unipolar and bipolar are clearly displayed. In addition, it can be seen that the graphene layer of the microwave detecting element prepared according to the embodiment of the present invention is in a clean state without doping with impurities or ions. The four regions are denoted as n-n, p-p, n-p, or p-n depending on the carrier doping state. P or n on the left side of the n-n, p-p, n-p or p-n means p or n on the right side of the first electrode region means the second electrode region. The boundary lines of the four regions are formed so as to be close to perpendicular to each other, which means that the cross coupling of the first electrode and the second electrode is weak. In addition, the black dashed line shown in FIG. 3C means a charge neutral point (CNP).
도 3d는 제1전극 및 제2전극에 동일 전압이 인가되었을 때 p-p로부터 n-n영역까지의 컨덕턴스를 측정한 것이다. FIG. 3D is a graph showing conductance from p-p to n-n when the same voltage is applied to the first electrode and the second electrode.
도 3d를 참조하면, 제1전극 및 제2전극에 제로 전압이 인가되었을 때 컨덕턴스(G) 신호가 급격히 감소하는 것을 볼 수 있는데, 이는 제어되지 않은 도핑이 없음을 나타낸다. 또한, 상기 컨덕턴스(G)의 비대칭성은 상기 그래핀층 하부의 금속 컨택트 하부에 n-타입 도핑을 의미하고, 제1전극 및 제2전극에 인가되는 게이트 전압이 높아지면서 이미 포화되는 경향을 보이는데 이는 컨택트 하부에 존재하는 n-타입 도핑에 의한 영향일 수 있다. Referring to FIG. 3D, when a zero voltage is applied to the first electrode and the second electrode, a conductance (G) signal sharply decreases, indicating that there is no uncontrolled doping. The asymmetry of the conductance G means n-type doping under the metal contact under the graphene layer, and the gate voltage applied to the first electrode and the second electrode tends to be saturated, Lt; / RTI > may be the effect of n-type doping present at the bottom.
도 3e는 실시 예 1에 의해 준비된 이중층 그래핀층의 에너지 밴드구조이다. 도 3e를 참조하면, 실시 예 1에 의해 준비된 이중층 그래핀층은 에너지갭이 존재하지 않아 작은 에너지로도 전자-전공쌍을 형성할 수 있다. 3E is an energy band structure of the double-layer graphene layer prepared in Example 1. Fig. Referring to FIG. 3E, the double-layered graphene layer prepared according to Example 1 does not have an energy gap and thus can form an electron-electron pair even with a small energy.
도 4a는 실시 예 1에 의해 준비된 마이크로파 검출소자에 마이크로파를 인가하면서 측정한 광전류 결과를 도시한 것이다. 상기 측정 조건은 드레인 전극에 전기적으로 연결된 직류 전압 소자(VSD)에 전압을 인가하지 않고, 마이크로파를 -14dBM의 파워로 3.81GHz의 주파수로 인가하여 수행하였다. FIG. 4A shows photocurrent results measured while applying a microwave to the microwave detecting element prepared in Example 1. FIG. The measurement was performed by applying a microwave at a frequency of 3.81 GHz with a power of -14 dBm without applying a voltage to a DC voltage element (V SD ) electrically connected to the drain electrode.
도 4a를 참조하면, 유니폴라 영역에서는 매우 낮은 광전류가 감지되는 것을 알 수 있고, 두 개의 바이폴라 영역(n-p 또는 p-n)에서는 서로 반대되는 부호의 큰 광전류가 관찰되는 것을 알 수 있다. 또한, 가장 높은 광전류는 검정 파선이 가리키는 전하중립점(CNP)을 따라서 높게 감지되었다. 상기 높은 광전류 신호는 P-0 및 0-P 조건에서 높게 감지되었다.Referring to FIG. 4A, it can be seen that a very low photocurrent is detected in the unipolar region and a large photocurrent with opposite sign is observed in the two bipolar regions (n-p or p-n). Also, the highest photocurrent was detected high along the charge neutral point (CNP) indicated by the black dashed line. The high photocurrent signal was highly detected at P-0 and 0-P conditions.
도 4b는 상기 도 4a에서 화살표 A를 따라 측정한 광전류를 도시한 것이다. FIG. 4B shows photocurrent measured along the arrow A in FIG. 4A.
도 4c는 상기 도 4a에서 화살표 B를 따라 측정한 광전류를 도시한 것이다.4C shows photocurrent measured along arrow B in FIG. 4A.
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 광전류 패턴은 두 유니폴라 영역(n-n, p-p)에서 매우 낮은 신호를 보이고, 이와는 반대로 두 바이폴라 영역(p-n, n-p)에서는 높은 광전류를 나타낸다. 또한, 앞서 살펴본 높은 광전류가 잘 관찰되는 것을 알 수 있다. Referring to FIGS. 4B and 4C, the photocurrent pattern exhibits a very low signal in the two unipolar regions (n-n, p-p) and conversely the high photocurrent in the two bipolar regions (p-n, n-p). In addition, it can be seen that the above-mentioned high photocurrent is well observed.
도 4d는 상기 실시 예 1의 동일 측정 조건에서 마이크로파를 인가하지 않고 측정한 광전류 결과를 도시한 것이다. FIG. 4D shows photocurrent results measured under the same measurement conditions of Example 1 without applying microwaves. FIG.
도 4d를 참조하면, 마이크로파가 인가되지 않았을 때 상기 그래핀층에는 제1 전극 및 제2 전극의 전압에 의존하지 않는 ~50pA 수준의 광전류 노이즈 이외에 광전류 패턴은 감지되지 않았다. Referring to FIG. 4D, when the microwave is not applied, the photocurrent pattern is not detected in the graphene layer other than the photocurrent noise of about 50 pA level which does not depend on the voltages of the first electrode and the second electrode.
도 4e는 실시 예 1에 의해 준비된 마이크로파 검출소자의 마이크로파 파워에 대한 광전류 변화를 도시한 것이다. 도 4e의 측정은 상온에서 바이폴라 p-n영역에서, 제1 전극에 -10V, 제2 전극에 10V의 전압을 인가하면서 측정하였다. 4E is a graph showing a photocurrent change with respect to microwave power of the microwave detecting element prepared according to the first embodiment. The measurement of FIG. 4E was performed while applying a voltage of -10 V to the first electrode and a voltage of 10 V to the second electrode in the bipolar p-n region at room temperature.
도 4e를 참조하면, 실시 예 1에 의해 준비된 마이크로파 검출소자는 상기 마이크로파 검출소자에 인가된 마이크로파 파워가 약 -40dBm을 초과하였을 때 검출된 광전류값이 백그라운드 신호를 초과하여 나타나고, 인가된 마이크로파 파워에 대하여 검출된 광전류값이 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 4E, when the microwave power applied to the microwave detecting element exceeds about -40 dBm, the photocurrent value detected by the microwave detecting element according to the first embodiment exceeds the background signal, It can be seen that the detected photocurrent value increases linearly.
도 5a는 그래핀 pn접합 마이크로파 검출소자에서의 광전류 계산 결과를 도시한 것이다. 도 5a의 광전류 계산은 컨택 도핑없이 1차원 연속 모델(one-dimensional continuum model)을 이용하여 계산되었다. 5A is a graph showing a photocurrent calculation result in a graphene pn junction microwave detecting element. The photocurrent calculation of Figure 5A was calculated using a one-dimensional continuum model without contact doping.
도 5a를 참조하면, 앞서 실제 측정한 결과와는 달리 VL=VR의 경계를 기준으로 하여 대칭 구조를 잘 따르는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 5A, it can be seen that the symmetry structure follows the boundary of V L = V R , which is different from the actual measurement result.
도 5b는 도 5a에서 μ*에서 추출한 계산값과, 제1전극에 -10V를 인가하였을 때의 측정값을 비교한 그래프이다. 도 5b를 참조하면, 계산된 광전류 결과는 전하중립점에서의 골짜기를 제외하고는 p-p 영역 및 p-n 영역에서의 광전류를 매우 근사하게 나타내는 것을 알 수 있다. FIG. 5B is a graph comparing the calculated value extracted from the * in FIG. 5A with the measured value when -10 V is applied to the first electrode. Referring to FIG. 5B, it can be seen that the calculated photocurrent results are very close to photocurrents in the pp and pn regions, except for valleys at the charge neutral point.
도 5c는 일반 그래핀 pn 접합에서 광전류에 의해 발생한 온도 분포도를 도시한 것이다. 5c shows a temperature distribution diagram generated by a photocurrent in a general graphene pn junction.
도 5d는 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 p-n 접합에서 광전류에 의해 발생한 온도 분포도를 도시한 것이다. FIG. 5D shows a temperature distribution diagram generated by photocurrent in the p-n junction of the microwave detecting element according to the embodiment of the present invention.
상기 도 5c 및 도 5d에서 SL은 제1전극의 제벡 계수, SR 은 제2전극의 제백 계수, SC는 소스 전극 및 드레인 전극의 제벡 계수를 의미한다. 제1 전극 및 제2 전극은 이상적인 히트 싱크(heat sink)로 가정되었고, 상기 제1 전극 및 제2 전극의 온도는 T0로 고정되었다. In FIGS. 5C and 5D, S L denotes a Seebeck coefficient of the first electrode, S R denotes a blanking coefficient of the second electrode, and S C denotes a Seebeck coefficient of the source electrode and the drain electrode. A first electrode and a second electrode was assumed to be an ideal heat sink (heat sink), the first electrode and the temperature of the second electrode was fixed at T 0.
도 5c를 참조하면, 컨택트 도핑이 없다고 가정하였기 때문에 대부분의 핫 캐리어는 p-n 접합의 경계의 중간에서 생성되고, 상기 캐리어는 대칭적으로 좌, 우측으로 확산하여 대칭적인 온도분포를 나타낸다. Referring to FIG. 5C, since it is assumed that there is no contact doping, most of the hot carriers are generated in the middle of the boundary of the p-n junction, and the carriers spread symmetrically to the left and right to show a symmetrical temperature distribution.
도 5d를 참조하면, 도 5d의 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파 검출소자의 p-n 접합에서 광전류에 의해 발생한 온도 분포도는 일측면으로 치우친 온도 분포를 나타내는 것을 알 수 있다. 이는 도 5d의 비대칭적인 온도 프로파일은 컨택 도핑에 의해 생기는 n'-p-0-n' 영역에서, 마이크로파의 흡수는 0 영역에서 일어나고 여기서 발생한 열은 우측의 컨택으로 확산되어 도 5d와 같이 감소하는 프로파일이 나타난다. 반면에, 좌측에는 강한 p-n접합이 컨택에 근접하여 위치하고, 상기 p-n접합은 p-n접합으로 이동하는 핫 일렉트론을 반사시키고, 높은 열 저항에 의해 도 5d와 같은 비대칭적이고, 좌측에서 급격히 온도가 감소하는 온도 프로파일이 나타난다. Referring to FIG. 5D, it can be seen that the temperature distribution generated by the photocurrent in the p-n junction of the microwave detecting element according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 5D shows a temperature distribution shifted to one side. This is because the asymmetric temperature profile of FIG. 5D occurs in the n'-p-0-n 'region caused by the contact doping, the absorption of the microwave occurs in the
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
1000: 마이크로파 검출소자
1100: 기판
1200: 제1전극
1300: 제2전극
1400: 그래핀층
1500: 소스 전극
1600: 드레인 전극
1700: 제1물질1000: Microwave detection element
1100: substrate
1200: first electrode
1300: second electrode
1400: Graphene layer
1500: source electrode
1600: drain electrode
1700: First substance
Claims (5)
상기 기판 상에 서로 이격하여 배치된 제1전극 및 제2전극;
상기 기판, 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 적어도 일부가 이격하여 배치된 그래핀층;
상기 그래핀층에 전기적으로 연결되고, 상기 그래핀층 중 상기 기판, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격된 부분에 상기 그래핀층의 면방향으로 전류를 공급하도록 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 및
상기 기판, 상기 제1전극 및 상기 제2전극상에 배치되어, 상기 기판 및 그래핀층의 적어도 일부가 이격된 공간을 형성하는 제1물질을 포함하는 마이크로파 검출소자.
Board;
A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the substrate;
A graphene layer disposed at least partially apart from the substrate, the first electrode, and the second electrode;
A source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer and arranged to supply current in a plane direction of the graphene layer to a portion of the graphene layer that is spaced apart from the substrate, the first electrode, and the second electrode; And
And a first material disposed on the substrate, the first electrode, and the second electrode, the first material forming a space in which at least a portion of the substrate and the graphene layer are spaced apart.
상기 그래핀층은 그래핀 이중층인 마이크로파 검출소자.
The method according to claim 1,
Wherein the graphene layer is a graphene double layer.
상기 제1물질은 레지스트(resist) 물질을 포함하는 마이크로파 검출소자.
The method according to claim 1,
Wherein the first material comprises a resist material.
상기 기판 상에 서로 이격된 제1전극 및 제2전극을 배치하는 단계;
상기 기판, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 상에 제1물질을 배치하는 단계;
상기 제1물질 상에 그래핀층을 배치하되, 상기 기판, 상기 제1전극 및 상기 제2전극상에 상기 그래핀층 중 적어도 일부를 이격하여 배치하는 단계;
상기 그래핀층에 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 배치하는 단계; 및
상기 제1물질의 적어도 일부를 제거하는 단계;를 포함하는 마이크로파 검출소자의 제조방법.
Preparing a substrate;
Disposing first and second electrodes spaced apart from each other on the substrate;
Disposing a first material on the substrate, the first electrode, and the second electrode;
Disposing a graphene layer on the first material, and disposing at least a portion of the graphene layer on the substrate, the first electrode, and the second electrode;
Disposing a source electrode and a drain electrode electrically connected to the graphene layer; And
And removing at least a portion of the first material.
상기 소스 전극 및 드레인 전극에 전류를 인가함으로써 상기 그래핀층의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 마이크로파 검출소자의 제조방법.
5. The method of claim 4,
And removing impurities of the graphene layer by applying a current to the source electrode and the drain electrode.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20170128508 | 2017-10-02 | ||
| KR1020170128508 | 2017-10-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101940422B1 true KR101940422B1 (en) | 2019-01-21 |
Family
ID=65277494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170165715A KR101940422B1 (en) | 2017-10-02 | 2017-12-05 | Microwave photodetection device and method of manufacturing of microwave photodetection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101940422B1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013127953A (en) * | 2011-11-14 | 2013-06-27 | Keio Gijuku | Light emitting element using graphene, multilayer graphene or graphite, light source and photo coupler |
| JP2014522117A (en) * | 2011-08-02 | 2014-08-28 | フンダシオ インスティチュート デ サイエンセズ フォトニクス | Phototransistor with carbon-based conductor and quantum dots |
| JP2015502658A (en) * | 2011-11-14 | 2015-01-22 | パシフィック インテグレイテッド エナジー， インコーポレイテッド | Devices, systems, and methods for electromagnetic energy collection |
| KR101532311B1 (en) | 2012-04-27 | 2015-06-29 | 삼성전자주식회사 | Photo-detector using graphene and method of manufacturing the same |
| KR20150086996A (en) | 2014-01-21 | 2015-07-29 | (주)와이즈산전 | Infrared ray detector using graphene |
| US20150372159A1 (en) * | 2012-12-07 | 2015-12-24 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Systems and methods for graphene photodetectors |
| JP6073530B2 (en) * | 2015-01-28 | 2017-02-01 | 三菱電機株式会社 | Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector array |
| WO2017145299A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | Electromagnetic wave detector |
-
2017
- 2017-12-05 KR KR1020170165715A patent/KR101940422B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014522117A (en) * | 2011-08-02 | 2014-08-28 | フンダシオ インスティチュート デ サイエンセズ フォトニクス | Phototransistor with carbon-based conductor and quantum dots |
| JP2013127953A (en) * | 2011-11-14 | 2013-06-27 | Keio Gijuku | Light emitting element using graphene, multilayer graphene or graphite, light source and photo coupler |
| JP2015502658A (en) * | 2011-11-14 | 2015-01-22 | パシフィック インテグレイテッド エナジー， インコーポレイテッド | Devices, systems, and methods for electromagnetic energy collection |
| KR101532311B1 (en) | 2012-04-27 | 2015-06-29 | 삼성전자주식회사 | Photo-detector using graphene and method of manufacturing the same |
| US20150372159A1 (en) * | 2012-12-07 | 2015-12-24 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Systems and methods for graphene photodetectors |
| KR20150086996A (en) | 2014-01-21 | 2015-07-29 | (주)와이즈산전 | Infrared ray detector using graphene |
| JP6073530B2 (en) * | 2015-01-28 | 2017-02-01 | 三菱電機株式会社 | Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector array |
| WO2017145299A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | Electromagnetic wave detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7076938B2 (en) | Semiconductor devices containing two-dimensional substances and their manufacturing methods | |
| JP6073530B2 (en) | Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector array | |
| JP6021913B2 (en) | Phototransistor with carbon-based conductor and quantum dots | |
| JP6113372B1 (en) | Electromagnetic wave detector | |
| US8748950B2 (en) | On-demand nanoelectronics platform | |
| US20160172527A1 (en) | Photodetector with Interdigitated Nanoelectrode Grating Antenna | |
| CN207529954U (en) | A kind of two dimension Van der Waals heterojunction photoelectric detector | |
| US20120153119A1 (en) | Active bandgap tuning of graphene for tunable photodetection applications | |
| Liu et al. | Contact printing of horizontally aligned Zn 2 GeO 4 and In 2 Ge 2 O 7 nanowire arrays for multi-channel field-effect transistors and their photoresponse performances | |
| Feng et al. | Giant persistent photoconductivity in rough silicon nanomembranes | |
| US11069868B2 (en) | Semiconductor structure, semiconductor device, photodetector and spectrometer | |
| KR20040012755A (en) | Nanoelectronic devices and circuits | |
| Servati et al. | Scalable silicon nanowire photodetectors | |
| Wang et al. | Photogating-controlled ZnO photodetector response for visible to near-infrared light | |
| KR101940422B1 (en) | Microwave photodetection device and method of manufacturing of microwave photodetection device | |
| Zhou et al. | Hybrid graphene heterojunction photodetector with high infrared responsivity through barrier tailoring | |
| CN108767068B (en) | Two-dimensional material photodetector and manufacturing method thereof | |
| WO2021256018A1 (en) | Electromagnetic wave detector and electromagnetic wave detector assembly | |
| Graham et al. | Scanning photocurrent microscopy in single nanowire devices | |
| KR101821400B1 (en) | Active element based on 2d material | |
| Ho et al. | Effects of asymmetric local joule heating on silicon nanowire-based devices formed by dielectrophoresis alignment across Pt electrodes | |
| KR20200044517A (en) | Image sensor including mixed dimensional photo diode | |
| Aamir et al. | 2D van der waals hybrid: structures, properties and Devices | |
| KR101945231B1 (en) | Active element based on 2d material | |
| Jeong et al. | Dual Mode Photocurrent Generation of Graphene-Oxide Semiconductor Junction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |