[发明专利]电磁波检测器以及电磁波检测器阵列

说明书

对入射到石墨烯层的电磁波进行光电变换而检测的电磁波检测器包括：基板，具有表面和背面；下部绝缘层，设置于基板的表面上；设置于下部绝缘层上的铁电体层、及隔着铁电体层相向配置的一对电极；上部绝缘层，设置于铁电体层上；以及石墨烯层，在下部绝缘层及上部绝缘层上以连接2个电极的方式设置，或者，包括：石墨烯层，设置于下部绝缘层上；以及在石墨烯层上经由上部绝缘层设置的铁电体层、及隔着该铁电体层相向配置的一对电极，与下部绝缘层相反的一侧的石墨烯层的表面是电磁波入射面，由于电磁波，铁电体层的极化值变化，对石墨烯层施加电压。

技术领域

本发明涉及电磁波检测器，特别涉及在光检测层中使用石墨烯的电磁波检测器。

背景技术

在以往的电磁波检测器中，作为电磁波检测层一般使用半导体材料，但半导体材料由于具有预定的带隙，所以存在仅能够检测具有比带隙大的能量的电磁波这样的问题。

因此，作为在下一代的电磁波检测器中使用的电磁波检测层的材料，带隙为零或者极其小的石墨烯得到瞩目，例如，提出了在基板上设置栅极氧化膜、在其上堆积石墨烯的沟道层并在沟道层的两端形成源极以及漏极的电磁波检测器(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013-502735号公报

发明内容

然而，在由石墨烯单体形成电磁波检测器的电磁波检测层的情况下，在石墨烯中电磁波的吸收率非常低到几％，所以存在即使可检测的电磁波的波长域宽，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一种能够高灵敏度地检测宽的波长域的电磁波的电磁波检测器。

本发明是一种电磁波检测器，其特征在于，包括：

基板，具有表面和背面；

下部绝缘层，设置于基板的表面上；

设置于下部绝缘层上的铁电体层、及隔着铁电体层相向配置的一对电极；

上部绝缘层，设置于铁电体层上；以及

石墨烯层，在下部绝缘层及上部绝缘层上，以连接2个电极的方式设置，

与下部绝缘层相反的一侧的石墨烯层的表面是电磁波入射面，

对入射到石墨烯层的电磁波进行光电变换而检测，其中，

由于电磁波，铁电体层的极化值变化，通过该变化，对石墨烯层施加电压。

另外，本发明是一种电磁波检测器，其特征在于，包括：

基板，具有表面和背面；

下部绝缘层，设置于基板的表面上；

石墨烯层，设置于下部绝缘层上；以及

在石墨烯层上经由上部绝缘层设置的铁电体层、及隔着铁电体层相向配置的一对电极，

与下部绝缘层相反的一侧的石墨烯层的表面是电磁波入射面，

对入射到石墨烯层的电磁波进行光电变换而检测，其中，

由于电磁波，铁电体层的极化值变化，通过该变化，对石墨烯层施加电压。

在本发明中，通过入射电磁波的热电效果(pyroelectric effect)，铁电体层的表面的极化值变化，通过该变化施加电压(以下将其称为“极化电压”)。其结果，除了通过电磁波的入射在石墨烯层中发生的光电流以外，通过对石墨烯层施加极化电压，也在石墨烯层中流过电流，能够高灵敏度地检测电磁波。