[发明专利]光探测

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光探测。特别是，它们涉及利用半导体纳米结构的光探测。

背景技术

光探测器通过将入射到其上的光转换成电流来探测光。

发明内容

根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种装置，包括：半导体膜；以及包括异质结的至少一个半导体纳米结构，被配置为通过帮助光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构转移到所述半导体膜中来调节所述半导体膜的导电性。

所述半导体膜可以为石墨烯。所述异质结可以通过在所述至少一个半导体纳米结构中分离光生载流子来帮助光生载流子转移到所述半导体膜中。所述异质结为II-型异质结。

光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构到所述半导体膜中的所述转移可以产生调节所述半导体膜的导电性的电场。

所述至少一个半导体纳米结构可以包括形成所述异质结的第一和第二半导体纳米材料。

所述第一和第二半导体纳米材料可以相对于所述半导体膜被布置使得从所述第二半导体纳米材料到所述半导体膜转移光生载流子，而不从所述第一半导体纳米材料到所述半导体膜转移光生载流子。

所述第二半导体纳米材料可以与所述半导体膜直接接触。所述第一半导体纳米材料可以不与所述半导体膜接触。所述第一半导体纳米材料可以被包在所述第二半导体纳米材料中。

所述装置可以进一步包括：从所述第二半导体纳米材料到所述半导体膜延伸的电桥。所述电桥可以为或包括金属。所述金属可以为或包括以下中的一个或多个：金、铂、钯、镍或铜。

根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种方法，包括：利用至少一个半导体纳米结构的异质结通过帮助光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构转移到所述半导体膜中来调节半导体膜的导电性。

所述异质结可以通过在所述至少一个半导体纳米结构中分离光生载流子来帮助光生载流子转移到所述半导体膜中。所述异质结可以为II-型异质结。

光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构到所述半导体膜中的所述转移可以产生调节所述半导体膜的导电性的电场。

根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种装置，包括：半金属膜；以及包括异质结的至少一个半导体纳米结构，被配置为通过共振能量转移在所述半金属膜中产生载流子对，并被配置为产生用于在所述半金属膜中分离所述产生的载流子对的外电场。

所述半金属膜可以为石墨烯。所述异质结可以为II-型异质结。所述异质结可以被配置为通过分离光生载流子对产生所述外电场。可以通过来自于所述至少一个半导体纳米结构中的光生载流子对的共振能量转移产生所述半金属中的所述载流子对。

所述装置可以进一步包括在所述至少一个半导体纳米结构和所述半导体膜之间的壁垒(barrier)，可以通过分离由所述壁垒限制在所述至少一个半导体纳米结构中的所述光生载流子对来产生所述外电场。所述外电场可以近似为电偶极场。所述至少一个半导体纳米结构可以被配置为通过帮助光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构转移到所述半金属膜中来产生所述外电场。

所述至少一个半导体纳米结构可以包括形成所述异质结的第一半导体纳米材料和第二半导体纳米材料，所述异质结可以以基本垂直于在所述半金属膜中的产生的载流子对的运动方向的方向延伸。

所述异质结可以通过在所述至少一个半导体纳米结构中分离光生载流子来帮助光生载流子转移到所述半导体膜中。

所述至少一个半导体纳米结构可以包括形成所述异质结的第一和第二半导体纳米材料。所述第一和第二半导体纳米材料可以相对于所述半导体膜被布置使得从所述第二半导体纳米材料到所述半导体膜转移光生载流子，而不从所述第一半导体纳米材料到所述半金属膜转移光生载流子。

所述第二半导体纳米材料可以与所述半金属膜直接接触。所述第一半导体纳米材料可以不与所述半金属膜接触。所述第一半导体纳米材料可以被包在所述第二半导体纳米材料中。

所述装置可以进一步包括：包括进一步的异质结的至少一个进一步的半导体纳米结构，所述进一步的异质结被配置为通过共振能量转移在所述半金属膜中产生进一步的载流子对，并被配置为产生用于在所述半金属膜中分离所述进一步产生的载流子对的进一步的外电场。

所述至少一个半导体纳米结构可以被配置为通过来自于响应于具有等于或高于第一频率阈值的频率的光的接收在所述至少一个半导体纳米结构中产生的光生载流子对的共振能量转移在所述半金属膜中产生载流子对。