JP7505239B2 - 光センサ、及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Description
第1のグラフェン層と、
前記第1のグラフェン層に電界を印加する第2のグラフェン層と、
前記第1のグラフェン層と前記第2のグラフェン層の間に挿入される絶縁層と、
前記第1のグラフェン層に接続されて、前記光センサが受光する光に基づき前記第1のグラフェン層において生成される光電圧または光電流を読み出す第1電極対と、
前記第2のグラフェン層に接続される第2電極対と、
を有する。
図2は、実施形態の光センサ10の基本構成を示す。図2の(A)は、光センサ10の鳥瞰図、図2の(B)は、図2の(A)のI-I'ラインに沿った断面模式図である。
図3は、第1実施形態の光センサ10Aの模式図である。図3の(A)は平面図、図3の(B)は、(A)のX-X'断面図、図3の(C)は、(A)のY-Y'断面図である。
この状態で、光が入射すると、伝導帯に励起された電子は、エネルギーバンドの勾配に沿って移動し、光電流が生じる。この光電流を電流計(図中、「A」の記号で表示されている)で読み取ることで、入射光の光量が得られる。あるいは、電流計を用いずに、直接、発生する光電圧をセンサ電極13及び14で読み取ってもよい。
図8は、第2実施形態の光センサ10Bの模式図である。図8の(A)は平面図、図8の(B)は、(A)のX-X'断面図、図8の(C)は、(A)のY-Y'断面図である。
図9は、第3実施形態の光センサ10Cの模式図である。図9の(A)は平面図、図9の(B)は、(A)のX-X'断面図、図9の(C)は、(A)のY-Y'断面図である。
図10は、実施形態の光センサ10の撮像装置1への適用例を示す。光センサ10(光センサ10A~10Cのいずれであってもよい)を、たとえば、基板11の面内に2次元配置してセンサアレイ20を形成することができる。各光センサ10は画素を構成し、センサアレイ20によって入射光の2次元強度分布情報を得ることができる。
2 光学系
3 画像処理装置
5 出力装置
10、10A~10C 光センサ
11 基板
12 絶縁層
13、14 センサ電極(第1電極対)
15 光検出用のグラフェン層(第1のグラフェン層)
16 絶縁層
17、17-1、17-2 中間ゲート用のグラフェン層(第2のグラフェン層)
19 積層体
20 センサアレイ
21、22 ゲート電極(第2電極対)
21-1、21-2、22-1、22-2 分割されたゲート電極
190 単位構造
Claims (8)
- 光センサであって、
第1のグラフェン層と、
前記第1のグラフェン層に電界を印加する第2のグラフェン層と、
前記第1のグラフェン層と前記第2のグラフェン層の間に挿入される絶縁層と、
前記第1のグラフェン層に接続されて、前記光センサが受光する光に基づき前記第1のグラフェン層において生成される光電圧または光電流を読み出す第1電極対と、
前記第2のグラフェン層に接続される第2電極対と、
を有し、
前記第1のグラフェン層、前記絶縁層、前記第2のグラフェン層で単位構造が形成され、前記単位構造が積層方向に2回以上繰り返され、前記単位構造の間に絶縁層が設けられた周期構造を有する、
光センサ。 - 前記第2のグラフェン層は、前記第1のグラフェン層よりも不純物濃度が高い、請求項1に記載の光センサ。
- 前記第2のグラフェン層は、前記第1のグラフェン層の面内方向で部分的に設けられている、請求項1または2に記載の光センサ。
- 前記第2のグラフェン層は、前記第1のグラフェン層の面内方向で、複数の領域に分割されている、請求項1または2に記載の光センサ。
- 前記第2電極対は、前記第2のグラフェン層の前記複数の領域に対応して分割されており、前記第2のグラフェン層の前記複数の領域に異なる電位が与えられる、請求項4に記載の光センサ。
- 前記第2のグラフェン層の前記複数の領域で不純物濃度が異なる、請求項4に記載の光センサ。
- 前記絶縁層は、六方晶ボロンナイトライドである、請求項1~6のいずれか1項に記載の光センサ。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の光センサの配列を有するセンサアレイと、
前記センサアレイからの出力を処理する画像処理装置と、
前記画像処理装置で処理された画像を出力する出力装置と、
を有する撮像装置。
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