초록
그래핀을 이용하는 광전소자가 개시된다. n형으로 도핑된 반도체 기판 상에 단일층 그래핀 채널이 형성된다. 그래핀 채널의 일단부는 소스 전극과 연결되고, 드레인 전극과는 물리적으로 분리된다. 게이트 절연층 및 게이트 전극을 통과한 광은 쇼트키 접합을 형성하는 그래핀 채널과 반도체 기판의 계면에서 전자-정공 쌍을 발행하고, 쇼트키 장벽에 의해 광전류를 형성한다. 또한, 인가되는 게이트 전압에 따라 쇼트키 장벽은 변경되고, 일를 통해 광전류는 변경된다.
대표청구항
n형으로 도핑되고, 입사되는 광에 의해 계면에서 전자-정공 쌍이 형성되는 반도체 기판상기 반도체 기판 상에 형성된 소스 절연층상기 소스 절연층 상에 형성되고, 상기 반도체 기판의 가전자대의 경사면을 따라 상기 전자-정공 쌍의 정공이 이동되는 소스 전극상기 소스 절연층 또는 상기 소스 전극과 대향하는 부위에 형성되고, 상기 반도체 기판 상에 형성되어, 상기 반도체 기판의 전도대의 경사면을 따라 상기 전자-정공 쌍의 전자가 이동되는 드레인 전극상기 소스 절연층과 상기 소스 전극 사이에 개입되고, 상기 반도체 기판 상에 형성되어 상기 전자-정공 쌍의 정공이 상기 소스 전극으로 이동하는 채널로 작용하는 그래핀 채널상기 그래핀 채널 상에 형성되고, 광투과성을 가짐을 통해 상기 광이 투과되는 게이트 절연층 및상기 게이트 절연층 상에 형성되고, 광투과성을 가짐을 통해 상기 광이 투과되며, 인가되는 전압을 통해 상기 반도체 기판과 상기 그래핀 채널 사이의 쇼트키 장벽을 조절하는 게이트 전극을 포함하고,상기 광이 상기 그래핀 채널 및 상기 반도체 기판의 계면에 입사되면, 상기 그래핀 채널과 상기 반도체 기판의 접합에 의해 형성된 쇼트키 장벽에 의해 광 전류가 발생되고, 상기 광의 입사에 의해 상기 반도체 기판과 상기 그래핀 채널의 접합 부위의 전도대의 전자는 상기 반도체 기판의 벌크 영역을 통해 상기 드레인 전극으로 이동하고, 상기 반도체 기판과 상기 그래핀 채널의 접합 부위의 가전자대의 정공은 상기 그래핀 채널을 통해 상기 소스 전극으로 이동하는 것을 특징으로 하는 그래핀 광전소자.
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