[发明专利]电磁波检测器以及电磁波检测器阵列

说明书

电磁波检测器包括基板、设置于基板之上的绝缘层、设置于绝缘层之上的石墨烯层、夹着石墨烯层设置于绝缘层之上的一对电极以及夹在石墨烯层与电极之间并将它们隔离的缓冲层。电磁波检测器阵列包括阵列状地配置的相同或者相互不同的电磁波检测器。

技术领域

本发明涉及将石墨烯用于检测层的电磁波检测器以及电磁波检测器阵列，特别涉及在检测层与电极之间设置有缓冲层的高灵敏度的电磁波检测器以及电磁波检测器阵列。

背景技术

在以往的电磁波检测器中，一般使用半导体材料作为电磁波检测层，但半导体材料由于具有规定的带隙，所以存在只能检测到具有比带隙大的能量的电磁波这样的问题。

因此，作为下一代的检测层的材料，带隙为零或者极小的石墨烯受到关注，例如在引用文献1中提出了如下电磁波检测器，在该电磁波检测器中，在基板上设置栅极氧化膜，在其上堆积石墨烯的沟道层，在沟道层的两端形成源极以及漏极。

现有技术文献

专利文献1:日本特表2013－502735号公报

发明内容

然而，在检测层是石墨烯单体的情况下，电磁波的吸收率为几％，非常低，存在即使能够检测的波长范围变宽，检测灵敏度也变低这样的问题。

因此，本发明的目的在于，提供检测波长范围宽并且检测灵敏度高的将石墨烯用作检测层的材料的电磁波检测器。

本发明涉及一种电磁波检测器，其特征在于，包括：基板；绝缘层，设置于基板之上；石墨烯层，设置于绝缘层之上；一对电极，夹着石墨烯层设置于绝缘层之上；以及缓冲层，夹在石墨烯层与电极之间并将它们隔离。

在本发明中，由于包括石墨烯的检测层与电极之间存在缓冲层，所以妨碍石墨烯与电极之间的电荷的移动，形成与石墨烯主体的狄拉克点(DPg)不同的石墨烯－电极间的狄拉克点(DPe)。因此，在检测光入射的情况下，在电极表面发生电荷的移动以消除入射电场，在石墨烯与电极之间，电荷的移动也增加而DPe消失。由此，石墨烯中的DPg移动，取出电流增大，检测灵敏度变高。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电磁波检测器的俯视图。

图2是图1的电磁波检测器的I－I方向上的剖视图。

图3a是本发明的实施方式1的其他电磁波检测器的剖视图。

图3b是本发明的实施方式1的其他电磁波检测器的剖视图。

图3c是本发明的实施方式1的其他电磁波检测器的剖视图。

图3d是本发明的实施方式1的其他电磁波检测器的剖视图。

图3e是本发明的实施方式1的其他电磁波检测器的剖视图。

图3f是本发明的实施方式1的其他电磁波检测器的剖视图。

图4是对本发明的实施方式1的电磁波检测器有光照射和无光照射的情况下的电气特性。

图5是本发明的实施方式1的电磁波检测器的电路图。

图6是本发明的实施方式2的电磁波检测器的俯视图。

图7是图6的电磁波检测器的V－V方向上的剖视图。

图8是本发明的实施方式3的电磁波检测器的剖视图。

图9是本发明的实施方式4的电磁波检测器的剖视图。

图10是本发明的实施方式5的电磁波检测器的剖视图。

图11是本发明的实施方式5的电磁波检测器的电极的俯视图。