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【 中文摘要 】本发明涉及一种波长可调谐光电探测器及其探测方法,光电探测器包括:衬底层、第一介质层、浮栅层、第二介质层、沟道层、源电极和漏电极;第一介质层位于衬底层的上表面;浮栅层、源电极和漏电极位于第一介质层的上表面;源电极和漏电极分别位于浮栅层的两侧,且均与浮栅层之间具有间隔;第二介质层覆盖在浮栅层的上表面和侧表面;沟道层位于第二介质层的上表面;衬底层的材料为Ge,对红外光负响应;沟道层对可见光正响应。通过衬底层和沟道层对光的吸收完成光探测功能。将光电探测器与电阻R串联,调整栅控电压的大小改变浮栅层和沟道层中的电子分布,从而改变沟道电阻。根据光电探测器的阻值和电阻R的阻值比值的改变,实现波长选择性探测。
【 英文摘要 】The present invention relates to a wavelength-tunable photoelectric detector and a detection method thereof. The photoelectric detector comprises : a substrate layer, a first dielectric layer, a floating gate layer, a second dielectric layer, a channel layer, a source electrode and a drain electrode; A first dielectric layer on the upper surface of the substrate layer; A floating gate layer, a source electrode and a drain electrode on the upper surface of the first dielectric layer; The source electrode and the drain electrode are respectively located at two sides of the floating gate layer, and are spaced from the floating gate layer; The second dielectric layer covers the upper and side surfaces of the floating gate layer; A channel layer on the upper surface of the second dielectric layer; The material of the substrate layer is Ge, which responds negatively to infrared light; The channel layer responds positively to visible light. The light detection function is accomplished by the absorption of light by the substrate layer and the channel layer. The photoelectric detector is connected in series with the resistor R, and the size of the grid control voltage is adjusted to change the electron distribution in the floating grid layer and the channel layer, so as to change the channel resistance. The wavelength selective detection is realized according to the change of the ratio of the resistance value of the photoelectric detector to the resistance value of the resistor R.
测量实验 | 其它测量实验类 | 波长可调谐光电探测器 |
分析方法 | 生化分析 | |
计算控制 | 其它计算控制类 | 目标物识别领域 |
技术功效句 | 实现波长选择性探测; 浮栅层可以使沟道电阻被有效调制为任意稳定状态; 在光电探测器上有效集成了波长选择和探测功能; 从而改变沟道电阻以改变光电探测器的电阻 |
技术功效短语 | 实现选择性探测; 稳定状态; 有效集成选择; 改变道电阻; 改变探测器电阻; 电阻有效 |
技术功效1级 | 探测; 稳定性; 选择; 电阻 |
技术功效2级 | 探测; 稳定性提高; 选择; 电阻改善; 电阻 |
技术功效3级 | 实现选择性探测; 状态稳定性提高; 有效集成选择; 道电阻改善; 探测器电阻改善; 有效电阻 |
技术功效TRIZ参数 | 13-稳定性; |
主分类号 |
|
IPC分类号 | |
CPC分类号 | H10F77/12; H10F30/2823; Y02P70/50; G01J1/42; |
国民经济行业分类 | 制造业 |
国民经济行业(主) | 制造业 |
新兴产业分类 | 太阳能产业 |
新兴产业(主) | 太阳能产业 |
知识密集型分类 | 信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业 |
学科分类 | 工程生命科学与生物医学物理科学 |
清洁能源产业 | 风能产业太阳能产业水力发电产业智能电网产业 |
数字经济核心产业 | 数字产品制造业数字技术应用业 |
2023-08-28
申请日
CN202311094338.3(当前专利)
申请号
2024-01-09
首次公开日
CN117374145A(当前专利)
首次公开号
2043-08-28
预估到期日
计算因素
代理机构 | 西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙) 61230 |
代理人 | 勾慧敏 |
申请语言 | 汉语 |
1.一种波长可调谐光电探测器,其特征在于,包括:衬底层(1)、第一介质层(2)、浮栅层(3)、第二介质层(4)、沟道层(5)、源电极(6)和漏电极(7);
所述第一介质层(2)位于所述衬底层(1)的上表面;
所述浮栅层(3)、所述源电极(6)和所述漏电极(7)位于所述第一介质层(2)的上表面;
所述源电极(6)和所述漏电极(7)分别位于所述浮栅层(3)的两侧,且均与所述浮栅层(3)之间具有间隔;
所述第二介质层(4)覆盖在所述浮栅层(3)的上表面和侧表面;
所述沟道层(5)位于所述第二介质层(4)的上表面;
所述衬底层(1)的材料为Ge;
所述衬底层(1)对红外光负响应;
所述沟道层(5)对可见光正响应。
2.根据权利要求1所述的一种波长可调谐光电探测器,其特征在于,所述衬底层(1)的材料为P型重掺杂的Ge。
3.根据权利要求1所述的一种波长可调谐光电探测器,其特征在于,所述浮栅层(3)的材料包括:石墨烯或金,所述浮栅层(3)的厚度为10~50nm。
4.根据权利要求1所述的一种波长可调谐光电探测器,其特征在于,所述沟道层(5)的材料包括过渡金属硫化物,所述沟道层(5)的厚度为10~50nm。
5.根据权利要求1所述的一种波长可调谐光电探测器,其特征在于,所述第一介质层(2)的材料包括SiO2,所述第一介质层(2)的厚度为300nm。
6.根据权利要求1所述的一种波长可调谐光电探测器,其特征在于,所述第二介质层(4)的材料包括氧化硅SiO2、氧化铪HfO2、氧化铝Al2O3和六方氮化硼hBN中的一种,所述第二介质层(4)的厚度为10~50nm。
7.一种波长可调谐光电探测器的探测方法,其特征在于,适用于如权利要求1~6中任一项所述的光电探测器,所述方法包括:
将权利要求1~6中任一项所述的光电探测器和电阻R串联;
在所述衬底层(1)上施加栅控电压,通过控制所述栅控电压的大小以改变所述浮栅层(3)和所述沟道层(5)中的电子分布,以实现所述光电探测器的阻值改变;
根据所述光电探测器的阻值和所述电阻R的阻值的比值的改变,以实现所述光电探测器对可见光或红外光的光响应度的改变。
8.根据权利要求7所述的一种波长可调谐光电探测器的探测方法,其特征在于,所述电阻R的阻值为1~50MΩ。
9.根据权利要求7所述的一种波长可调谐光电探测器的探测方法,其特征在于,所述光电探测器的阻值和所述电阻R的阻值的比值大于等于10,所述光电探测器对可见光响应;
所述光电探测器的阻值和所述电阻R的阻值的比值小于等于0.1,所述光电探测器对红外光响应;
所述光电探测器的阻值和所述电阻R的阻值的比值大于0.1小于10,所述光电探测器对可见光和红外光响应。
10.根据权利要求9所述的一种波长可调谐光电探测器的探测方法,其特征在于,所述栅控电压为脉冲栅压;
所述脉冲电压为正脉冲电压时,所述光电探测器的阻值增大;
所述脉冲电压为负脉冲电压时,所述光电探测器的阻值减小。
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