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그래핀(graphene)의 기하학적 특성에 기반하여 유체역학적 전자 수송을 제어하는 응용 소자에 있어서,금속 전극들;상기 금속 전극들 사이에 위치하고, 그래핀(graphene)을 포함하며, 상기 사이의 전후로 비대칭적인 기하학적 구조를 가지고, 상기 비대칭적인 기하학적 구조에 기반하여 상기 사이에서의 전자 수송 흐름을 유체역학적으로 제어하는 전자 수송 제어층을 포함하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 비대칭적인 기하학적 구조에 기반하여 상기 금속 전극들 중 제1 금속 전극으로부터 제2 금속 전극으로의 순방향 바이어스(forward bias)의 제1 전자 수송 흐름과 상기 제2 금속 전극으로부터 상기 제1 금속 전극으로의 역방향 바이어스(reverse bias)의 제2 전자 수송 흐름을 비대칭적으로 제어하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제2항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 제1 전자 수송 흐름에 따른 전류의 크기가 상기 제2 전자 수송 흐름에 따른 전류의 크기보다 크도록 상기 사이에서의 전자 수송 흐름을 유체역학적으로 제어하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제2항에 있어서,상기 비대칭적인 기하학적 구조는 상기 제1 전자 수송 흐름에서 전자들 간의 간섭 발생을 억제하고, 상기 제2 전자 수송 흐름에서 전자들 간의 간섭을 발생시키는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 그래핀(graphene)의 상면을 덮는 차폐 물질 및 상기 그래핀(graphene)의 하면을 덮는 차폐 물질 중 적어도 하나의 차폐 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제5항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 적어도 하나의 차폐 물질을 육방정계 질화붕소(hexagonal Boron Nitride, hBN), MoOX(Molybdenum oxide), HfO2 및 Al2O3 중 어느 하나로 포함하고, 상기 그래핀(graphene)과 상기 적어도 하나의 차폐 물질의 반데르발스 이중접합(van der Waals heterostructure) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제5항에 있어서,상기 금속 전극들은 상기 그래핀(graphene)과 상기 상면을 덮는 차폐 물질과 상기 하면을 덮는 차폐 물질이 사선 모양으로 식각(etching) 된 후 상기 그래핀(graphene)의 전면과 후면에 맞닿도록 상기 사선 모양에 대응되는 사선 모양으로 증착 형성되는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제5항에 있어서,상기 금속 전극들은 상기 상면을 덮는 차폐 물질에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 상기 그래핀(graphene)의 상면 상에 증착 형성되거나 상기 그래핀(graphene), 상기 상면을 덮는 차폐물질 및 상기 하면을 덮는 차폐 물질에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 기판 상에 증착 형성되는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 금속 전극들은 상기 전자 수송 제어층이 상기 그래핀(graphene)의 하면을 덮는 차폐 물질만 포함하거나 차폐 물질을 포함하지 않는 경우, 상기 그래핀(graphene)의 상면 상에 증착 형성되는 것을 특징으로 하는 응용 소자
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제1항에 있어서,기판을 더 포함하고,상기 기판은 반도체 기판과 절연체 기판 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제10항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 기판 상에서 전기적 게이팅(gating)에 기반하여 응용 소자 내 전하 밀도를 제어하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 비대칭적인 기하학적 구조에 기반하여 상기 사이에서의 광학적으로 여기된 전자와 양공의 비대칭적 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 사이에서 상기 비대칭적인 기하학적 구조를 반복적으로 포함하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제13항에 있어서,상기 비대칭적인 기하학적 구조는 그래핀 디랙 유체 테슬라 벨브(graphene dirac fluid tesla valve) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제13항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 전자빔 리소그래피 및 플라즈마 에칭 공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 상기 그래핀(graphene)의 전하 중성점(Charge Neutrality Point)에서 순방향 바이어스(forward bias)의 저항 값과 역방향 바이어스(reverse bias)의 저항 값의 비율에 해당하는 이질성(diodicity)의 값이 상기 전하 중성점(Charge Neutrality Point)에서 상기 전하 중성점(Charge Neutrality Point)을 제외한 나머지 부분에 비교하여 높게 측정되는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 다수 전하 캐리어(majority charge carrier)가 정공(hole)인 경우, 순방향 바이어스(forward bias)의 전류 크기와 역방향 바이어스(reverse bias)의 전류크기가 23% 차이가 존재하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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제1항에 있어서,상기 전자 수송 제어층은 다수 전하 캐리어(majority charge carrier)가 전자(electron)인 경우, 역방향 바이어스(reverse bias)의 전류크기와 순방향 바이어스(forward bias)의 전류 크기가 22% 차이가 존재하는 것을 특징으로 하는응용 소자
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