[发明专利]电磁波检测器、电磁波检测器阵列以及电磁波检测方法

摘要

电磁波检测器包括：受光石墨烯以及参照石墨烯，并排配置于绝缘层之上；第1电极以及第2电极，隔着受光石墨烯以及参照石墨烯而对置配置；栅极电极，对受光石墨烯以及参照石墨烯施加栅极电压；平衡电路，连接于第2电极之间；以及检测电路，受光石墨烯在电磁波入射的情况下由于带内跃迁而产生光载流子，参照石墨烯在电磁波入射的情况下由于泡利阻塞效应而不产生光载流子，在电磁波不入射到受光石墨烯以及参照石墨烯的状态下，平衡电路使第1电极和第2电极成为相同电位，在电磁波入射到受光石墨烯以及参照石墨烯的状态下，检测第2电极之间的电信号。

主权项

1.一种电磁波检测器，将预定的检测波长的电磁波变换为电信号来检测，所述电磁波检测器的特征在于，包括：基板；以及绝缘层，设置于该基板之上，所述电磁波检测器还具有以下的(a)或者(b)的结构：(a)的结构包括：受光石墨烯以及参照石墨烯，并排配置于该绝缘层之上；第1电极以及第2电极，隔着该受光石墨烯以及该参照石墨烯而对置配置，该第1电极为在该受光石墨烯以及该参照石墨烯的一端与双方电连接的1个电极，该第2电极为与该受光石墨烯以及该参照石墨烯的另一端分别电连接的两个电极；栅极电极，对该受光石墨烯以及该参照石墨烯施加栅极电压；平衡电路，连接于两个该第2电极之间；以及检测电路，检测两个该第2电极之间的电信号，在该受光石墨烯中，掺杂有载流子，在具有该检测波长的电磁波入射的情况下由于带内跃迁而产生光载流子，在该参照石墨烯中，掺杂有载流子，在具有该检测波长的电磁波入射的情况下由于泡利阻塞效应而不产生光载流子，在具有该检测波长的电磁波不入射到该受光石墨烯以及该参照石墨烯的状态下，该平衡电路使该第1电极和该第2电极处于相同电位，在该检测波长的电磁波入射到该受光石墨烯以及该参照石墨烯的状态下，该检测电路检测该第2电极之间的电信号，该(a)的结构输出具有该检测波长的电磁波入射的状态的电信号，(b)的结构包括：石墨烯，设置于该绝缘层之上；第1电极以及第2电极，隔着该石墨烯而对置配置，该第1电极与该石墨烯的一端电连接，该第2电极与该石墨烯的另一端电连接；栅极电极，对该石墨烯施加栅极电压；以及检测电路，检测该第1电极与该第2电极之间的电信号，该栅极电压包括：第1栅极电压，将载流子掺杂到该石墨烯，以使得在具有该检测波长的电磁波入射的情况下由于带内跃迁而产生光载流子；以及第2栅极电压，将载流子掺杂到该石墨烯，以使得在具有该检测波长的电磁波入射的情况下由于泡利阻塞效应而不产生光载流子，进而，该栅极电压是在具有该检测波长的电磁波不入射的情况下，在施加该第1栅极电压的状态和施加该第2栅极电压的状态下，使该第1电极与该第2电极之间的电流或者电压成为相同的电压，该(b)的结构输出具有该检测波长的电磁波入射的情况下的施加该第1栅极电压的状态与施加该第2栅极电压的状态的该电信号的差分。