| 1 |
1
기판; 상기 기판 상에 배치되고, 가시광 영역 및 적외선 영역 중 적어도 일부의 광을 흡수하여 광전류를 생성할 수 있는 반도체 재료로 형성된 반도체 박막; 상기 반도체 박막과 접촉하고, 상기 기판 상에서 서로 이격되게 배치된 제1 전극과 제2 전극; 및상기 반도체 박막 내에서 아발란치 캐리어 증폭이 일어나는 최소 전기장인 임계 전기장보다 크고, 상기 반도체 박막의 브레이크다운이 발생하는 브레이크다운 전기장보다 작은 세기의 전기장이 상기 반도체 박막에 인가되도록 상기 제1 및 제2 전극에 전압을 인가하는 전기장 생성기를 포함하는, 광검출 장치
|
| 2 |
2
제1항에 있어서,상기 반도체 박막은 흑린(Black Phosphorus, BP), 이셀레늄화텅스텐(WSe2), 셀레늄화인듐(InSe) 및 이황화몰리브덴(MoS2)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 2차원 반도체 재료로 형성된 것을 특징으로 하는, 광검출 장치
|
| 3 |
3
제2항에 있어서,상기 반도체 박막은 흑린(Black Phosphorus, BP)으로 형성된 것을 특징으로 하는, 광검출 장치
|
| 4 |
4
제1항에 있어서,상기 반도체 박막의 표면 영역 중 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 위치한 채널 영역에 배치된 금속 나노입자들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광검출 장치
|
| 5 |
5
제1항에 있어서,상기 반도체 박막은 p-형 반도체 재료를 포함하고, 상기 금속 나노입자들은 상기 p-형 반도체 재료와의 일함수(work function) 차이로 인해 상기 반도체 박막에 n-형 도핑 효과를 유도할 수 있는 금속 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 6 |
6
제5항에 있어서,상기 반도체 박막은 흑린(BP) 또는 텅스텐셀레나이드(WSe2)를 포함하고,상기 금속 나노입자들은 금(Au) 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 7 |
7
제1항에 있어서,상기 반도체 박막은 n-형 반도체 재료를 포함하고, 상기 금속 나노입자들은 상기 n-형 반도체 재료와의 일함수(work function) 차이로 인해 상기 반도체 박막에 p-형 도핑 효과를 유도할 수 있는 금속 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 8 |
8
제7항에 있어서, 상기 반도체 박막은 인듐셀레나이드(InSe) 또는 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하고,상기 금속 나노입자들은 은(Ag), 팔라듐(Pd) 또는 백금(Pt)의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 9 |
9
제4항에 있어서,상기 금속 나노입자들은 2 내지 250nm의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 10 |
10
제9항에 있어서, 상기 금속 나노입자들은 상기 채널 영역 상에 단일층으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 11 |
11
제4항에 있어서,상기 금속 나노입자들은 금속 코어 입자 및 상기 금속 코어 입자를 피복하고 투명한 산화물로 형성된 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광검출 소자
|
| 12 |
12
기판 상에 2차원 반도체 박막을 전사하는 단계;상기 기판 상에 상기 2차원 박막과 접촉하고 서로 이격된 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계; 및상기 반도체 박막의 표면 영역 중 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 채널 영역에 금속 나노입자 분산 용액을 드롭 캐스팅한 후 20 내지 90℃의 온도에서 30 내지 120초 동안 어닐링하는 단계를 포함하는, 광검출 소자의 제조방법
|
| 13 |
13
제12항에 있어서,상기 금속 나노입자는 금속 코어 입자 및 실리카 쉘을 포함하는 코어쉘 구조를 갖고, 전체 직경이 20 내지 25nm이며, 상기 금속 코어 입자의 직경이 5
|
| 14 |
14
제13항에 있어서,상기 채널 영역에서 상기 금속 나노입자의 밀도는 7×107 내지 5×1010 cm-2인 것을 특징으로 하는, 광검출 소자의 제조방법
|
| 15 |
15
기판; 상기 기판 상에 배치된 반도체 박막; 상기 반도체 박막과 접촉하고, 상기 기판 상에서 서로 이격되게 배치된 제1 전극과 제2 전극; 및 상기 반도체 박막의 표면 영역 중 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 위치한 채널 영역에 배치된 금속 나노입자들을 포함하는 광 검출 장치를 이용하여 광을 검출하는 방법에 있어서, 상기 반도체 박막의 채널 영역에 임계 전기장보다 크고 브레이크다운 전기장보다 작은 전기장을 인가되고 상기 제1 및 제2 전극에 전압을 인가하는 단계; 및상기 전기장이 인가된 상태에서 상기 채널 영역에 입사하는 광을 검출하는 단계를 포함하고,상기 광검출 장치는 상기 전기장의 인가에 의한 아발란치 캐리어 증폭 현상 및 상기 금속 나노입자의 플라즈모닉 현상을 이용하여 광전류를 증폭시키는 것을 특징으로 하는, 광검출 방법
|
