[发明专利]量子点传感器读出

说明书

一种装置，包括：量子点石墨烯场效应晶体管，其配置成按照入射到其上的光子致使电子空穴对被形成的方式工作；连接器元件，其连接到量子点石墨烯场效应晶体管的背栅；开关元件，其配置成用作输出开关，以便为流过量子点石墨烯场效应晶体管的电流提供输出；其中量子点石墨烯场效应晶体管配置成按照所形成的电子或空穴被捕获在至少一个量子点中并且空穴或电子分别迁移到量子点场效应晶体管的沟道的方式，经由连接到背栅的连接器元件被背栅偏置；以及其中连接到量子点石墨烯场效应晶体管的漏到源电压致使与在量子点处被捕获的空穴或电子的电荷成比例的电流通过电子或空穴在沟道中流动。

技术领域

本申请一般涉及成像传感器。特别地，但并非排他地，本申请涉及成像传感器的读出。特别地，但并非排他地，本申请涉及基于量子点场效应晶体管的传感器的读出。

背景技术

本部分示出有用的背景信息，而并非承认这里描述的任何技术代表当前的技术水平。

用作光电晶体管的石墨烯场效应晶体管(GFET)被用于成像传感器应用中。GFET具有非常高的载流子迁移率，但是先前由于GFET的连续的电流流动，导致难以实现临时信号存储，所以不可能提供可行的传感器，特别是大面积传感器阵列、架构。

先前，通过使用积分跨阻抗放大器将电流变成电压、并且在放大器之后将积分的电荷存储在采样保持电容器中，GFET已经被用于成像传感器中。这样的布置需要分别用于每个像素(即，每个GFET)的放大器布置，从而增加成本和功率要求，尤其是在诸如用于x射线成像的大面积传感器阵列中。

发明内容

本发明的示例的各个方面在权利要求书中阐述。

根据本发明的第一示例方面，提供了一种装置，包括：

量子点石墨烯场效应晶体管，其配置成按照入射到其上的光子致使电子空穴对被形成的方式工作；

连接器元件，其连接到所述量子点石墨烯场效应晶体管的背栅；

开关元件，其配置成用作输出开关，以便为流过所述量子点石墨烯场效应晶体管的电流提供输出；其中

所述量子点石墨烯场效应晶体管配置成按照所形成的电子或空穴被捕获在至少一个量子点中并且空穴或电子分别迁移到所述量子点场效应晶体管的沟道的方式，经由连接到所述背栅的所述连接器元件被背栅偏置；以及其中

连接到所述量子点石墨烯场效应晶体管的漏到源电压致使与在所述量子点处被捕获的空穴或电子的电荷成比例的电流通过电子或空穴在所述沟道中流动。

所述开关元件可以包括场效应晶体管。

积累在所述量子点石墨烯场效应晶体管处的电荷可以被配置成通过经由所述连接器元件到所述背栅的复位脉冲被复位。

根据本发明的第二示例方面，提供了一种系统，包括：

根据第一示例方面的至少一个装置；以及

放大器电路，其连接到所述至少一个装置的输出，并且包括电流到电压转换器或电流到电荷转换器，以及用于对与流过所述至少一个量子点石墨烯场效应晶体管的电流成比例的电压进行采样的电容元件。

所述至少一个装置包括多于一个装置，并且所述放大器电路可以被连接到多于一个装置的输出。

多于一个装置的漏电极可以被共享。

所述至少一个装置可以包括装置的阵列，并且所述阵列中的每行装置可以具有共享的漏电极；并且所述装置还可以包括用于所述阵列中的每列的列选择电极。

所述系统还可以包括使得能够逐个对所述输出进行采样的多路复用器元件。

所述系统还可以包括模拟到数字转换器元件。