JPH05251719A - 光電子変換装置 - Google Patents
光電子変換装置Info
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- JPH05251719A JPH05251719A JP4191167A JP19116792A JPH05251719A JP H05251719 A JPH05251719 A JP H05251719A JP 4191167 A JP4191167 A JP 4191167A JP 19116792 A JP19116792 A JP 19116792A JP H05251719 A JPH05251719 A JP H05251719A
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- Y10S977/00—Nanotechnology
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- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
Abstract
(57)【要約】
【目的】 極めて高い集積度の通信及び情報処理のシス
テムの基礎の成分として利用する光電子変換装置を提供
する。 【構成】 本発明の光電子変換装置は導体又は半導体を
材料とし、ナノメートルの大きさの２個の電子鏡４，５
の間に配置される量子線条３により構成されるメゾスコ
ピー共振空胴２を備え、線条が感光性材料を挿入する数
10オングストロームの間隙８で中断され、電流を通し得
るように空胴の末端に接触片を備えている。
テムの基礎の成分として利用する光電子変換装置を提供
する。 【構成】 本発明の光電子変換装置は導体又は半導体を
材料とし、ナノメートルの大きさの２個の電子鏡４，５
の間に配置される量子線条３により構成されるメゾスコ
ピー共振空胴２を備え、線条が感光性材料を挿入する数
10オングストロームの間隙８で中断され、電流を通し得
るように空胴の末端に接触片を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に極めて高い集積度
の通信及び情報処理のシステムの基礎の成分として利用
することを目的とする光電子変換装置に関する。
の通信及び情報処理のシステムの基礎の成分として利用
することを目的とする光電子変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光電子
変換装置とは、それが受ける光エネルギー又は静電場に
依存して変り得る電磁インピーダンスを示す成分を言
う。
変換装置とは、それが受ける光エネルギー又は静電場に
依存して変り得る電磁インピーダンスを示す成分を言
う。
【０００３】現在、この種のもっとも小さい（約100 オ
ングストローム）成分には、たとえばガラス球に封じ込
めたＣｄＳ，ＣｄＳx Ｓｅ1-x のようなII／VI族半導体
型の非線形レスポンスを有する材料が含まれる。その色
の変化が組成の変化と量子閉じ込めの両方に基くこれら
の材料は今までのところ必ずしも極めて安定ではないと
いう欠点を示している。
ングストローム）成分には、たとえばガラス球に封じ込
めたＣｄＳ，ＣｄＳx Ｓｅ1-x のようなII／VI族半導体
型の非線形レスポンスを有する材料が含まれる。その色
の変化が組成の変化と量子閉じ込めの両方に基くこれら
の材料は今までのところ必ずしも極めて安定ではないと
いう欠点を示している。
【０００４】同様な材料、又は同じ型の性質を示すＩｎ
ＧａＡｓのような III／Ｖ族型の半導体材料は、ミリメ
ートルの大きさのシステムで最適化することができる。
ＧａＡｓのような III／Ｖ族型の半導体材料は、ミリメ
ートルの大きさのシステムで最適化することができる。
【０００５】その上、J.opt.Soc.Am.B2(1985)1155 及び
Phys.Rev.B36(1987)9293に発表された論文に指摘されて
いるように、非線形特性は寸法の減少（縮少）により増
大することもできることが知られている。しかしなが
ら、それらのシステムはやはり大体数ミリメートルの寸
法を保有する。
Phys.Rev.B36(1987)9293に発表された論文に指摘されて
いるように、非線形特性は寸法の減少（縮少）により増
大することもできることが知られている。しかしなが
ら、それらのシステムはやはり大体数ミリメートルの寸
法を保有する。
【０００６】本発明は、寸法が大体ナノメートルである
光電子変換装置を製作することを目的とする。
光電子変換装置を製作することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は光電子変換装置
を目的とし、その装置は導体又は半導体を材料とし、ナ
ノメートルの大きさの２個の電子鏡の間に配置される量
子線条により構成されるメゾスコピー共振空胴を備えて
おり、前記線条が感光性材料を挿入する数10オングスト
ロームの間隙で遮断され、電流を通し得るように空胴の
末端に接触子を備えることを特徴とする。
を目的とし、その装置は導体又は半導体を材料とし、ナ
ノメートルの大きさの２個の電子鏡の間に配置される量
子線条により構成されるメゾスコピー共振空胴を備えて
おり、前記線条が感光性材料を挿入する数10オングスト
ロームの間隙で遮断され、電流を通し得るように空胴の
末端に接触子を備えることを特徴とする。
【０００８】メゾスコピー共振空胴とは、ナノメートル
の大きさの共振空胴を意味する。
の大きさの共振空胴を意味する。
【０００９】この空胴が作動する原理は、光波による量
子電子線のインピーダンスの変調であって、その目的は
感光性材料の分子に利用し得るエネルギー準位を変更す
ることである。
子電子線のインピーダンスの変調であって、その目的は
感光性材料の分子に利用し得るエネルギー準位を変更す
ることである。
【００１０】感光性材料とは、ローダミンＢのような光
増感剤、アゾ系分子又はシアニン類、チアゾール類、キ
サンテン類のような色素、および既に前記で挙げたII−
VI族若しくはIII −Ｖ族の型の半導体を意味する。
増感剤、アゾ系分子又はシアニン類、チアゾール類、キ
サンテン類のような色素、および既に前記で挙げたII−
VI族若しくはIII −Ｖ族の型の半導体を意味する。
【００１１】感光性材料に吸収された光子は空胴の導電
率を変化させる。
率を変化させる。
【００１２】実施態様の１つとして、前記量子線条は − 100 オングストローム〜5000オングストロームの長
さ、 − 20オングストローム〜500 オングストロームの幅 − ２オングストローム〜10オングストロームの厚さ を示す。
さ、 − 20オングストローム〜500 オングストロームの幅 − ２オングストローム〜10オングストロームの厚さ を示す。
【００１３】前記間隙の長さは５オングストローム〜10
0 オングストロームであってよい。
0 オングストロームであってよい。
【００１４】前記量子線条に印加しやすい電流は、10-8
〜10-16 Ａである。
〜10-16 Ａである。
【００１５】前記量子線条の材料は、金、銀、銅、白
金、金−パラジウム合金、又はあらゆる他の貴金属の中
から選択することができ、ドーピングした珪素若しくは
ＡｓＧａのようなドープ半導体、又は電子伝導高分子と
することも同様にできる。
金、金−パラジウム合金、又はあらゆる他の貴金属の中
から選択することができ、ドーピングした珪素若しくは
ＡｓＧａのようなドープ半導体、又は電子伝導高分子と
することも同様にできる。
【００１６】電子鏡は線条の末端にインピーダンスの遮
断をつくり出すことにより製作される。即ち、 − 材料の交換、たとえば銅から金又はＡｓＧａからＰ
ｔのような交換による。
断をつくり出すことにより製作される。即ち、 − 材料の交換、たとえば銅から金又はＡｓＧａからＰ
ｔのような交換による。
【００１７】− １オングストロームのような僅かの幅
の単純な間隙による。
の単純な間隙による。
【００１８】感光性材料上にもたらされる光エネルギー
は極めて僅かである。それは大体ピコジュールの分数で
ある。このエネルギーは前記の接触子間の空胴のインピ
ーダンスを変化させるには十分である。
は極めて僅かである。それは大体ピコジュールの分数で
ある。このエネルギーは前記の接触子間の空胴のインピ
ーダンスを変化させるには十分である。
【００１９】本発明の変換装置中で散逸するエネルギー
はやはり極めて僅かで、装置は非常に低い温度で支障な
く利用することができる。
はやはり極めて僅かで、装置は非常に低い温度で支障な
く利用することができる。
【００２０】本発明の変換装置は、公知のナノリトグラ
フィーの技術により、シリカ製又は珪素製の絶縁支持体
上に製作することができる。
フィーの技術により、シリカ製又は珪素製の絶縁支持体
上に製作することができる。
【００２１】このような技術については、特に次の論文
に記載されている。
に記載されている。
【００２２】［１］「Nanofabrication 」、H.I.Smith
ら、PHISICS TODAY,1990年２月号、24〜30ページによ
る。
ら、PHISICS TODAY,1990年２月号、24〜30ページによ
る。
【００２３】［２］「Nanolithography with a high re
solution STEM 」、C.P.Umbachら、 IBM J.Res.Develo
p.32 巻, ４号(1988 年７月)454〜461 ページによる。
solution STEM 」、C.P.Umbachら、 IBM J.Res.Develo
p.32 巻, ４号(1988 年７月)454〜461 ページによる。
【００２４】［３］「Nanostructure technology」、T.
H.P.Chang ら、IBM J.Res.Develop.32巻, ４号(1988 年
７月）462 〜487 ページによる。
H.P.Chang ら、IBM J.Res.Develop.32巻, ４号(1988 年
７月）462 〜487 ページによる。
【００２５】［４］「Resolution limits for electron
-beam lithography 」.A.N.Broers,IBM J. Res. Develo
p.32巻, ４号(1988 年７月)502〜512 ページによる。
-beam lithography 」.A.N.Broers,IBM J. Res. Develo
p.32巻, ４号(1988 年７月)502〜512 ページによる。
【００２６】
【実施例】本発明の他の特徴と利点については、以下の
実施態様の説明の中で明らかにするが、それを示すのは
例示であって限定としてではない。添付図面について厚
さ1,000 オングストロームのＳｉＮ4 の膜のようなシリ
カをベースとする支持体１からはじめる。ナノリトグラ
フィーの技術により、金−パラジウムのような貴金属の
メゾスコピー空胴２をつくる。この空胴は5000オングス
トロームの長さ、300 オングストロームの幅及び10オン
グストロームの厚さを有する量子線条３により構成さ
れ、線条３を延長する銅製の２個の鏡４及び５により閉
じられる。金製又は銅製の２個の接触子６及び７は空胴
２に電流を導通するために備えられている。
実施態様の説明の中で明らかにするが、それを示すのは
例示であって限定としてではない。添付図面について厚
さ1,000 オングストロームのＳｉＮ4 の膜のようなシリ
カをベースとする支持体１からはじめる。ナノリトグラ
フィーの技術により、金−パラジウムのような貴金属の
メゾスコピー空胴２をつくる。この空胴は5000オングス
トロームの長さ、300 オングストロームの幅及び10オン
グストロームの厚さを有する量子線条３により構成さ
れ、線条３を延長する銅製の２個の鏡４及び５により閉
じられる。金製又は銅製の２個の接触子６及び７は空胴
２に電流を導通するために備えられている。
【００２７】300kV の電子衝撃により、約50オングスト
ロームの間隔８で量子線条３を遮断する。このようにし
て形成した間隔に、感光性のローダミンＢのような材料
９を挿入する。その方法はこの材料を溶媒中で溶液と
し、ついで含浸して、乾燥させることから成る。このよ
うな材料は波長が0.3 μm 〜0.8 μm であり、10-3ピコ
ジュールのエネルギーを有する光輻射線に感受性であ
る。
ロームの間隔８で量子線条３を遮断する。このようにし
て形成した間隔に、感光性のローダミンＢのような材料
９を挿入する。その方法はこの材料を溶媒中で溶液と
し、ついで含浸して、乾燥させることから成る。このよ
うな材料は波長が0.3 μm 〜0.8 μm であり、10-3ピコ
ジュールのエネルギーを有する光輻射線に感受性であ
る。
【００２８】約700nm の吸収にはスチリル９、590nm に
はローダミンＢ、530nm にはローダミン66、500nm には
クマリン６、450nm にはクマリン102 、400nm にはスチ
ルベン３を使用するのが好ましい。
はローダミンＢ、530nm にはローダミン66、500nm には
クマリン６、450nm にはクマリン102 、400nm にはスチ
ルベン３を使用するのが好ましい。
【００２９】本発明の空胴に接触子６及び７を介して交
流又は直流を導通する場合、感光性分子の照度のあらゆ
る変化により空胴のインピーダンス、従って透過率の変
化を誘起し、その結果電流／電圧比に影響をもたらす。
従って、第２図に示すように、光学的性質の電気的検出
が得られる。図中下記を示した。
流又は直流を導通する場合、感光性分子の照度のあらゆ
る変化により空胴のインピーダンス、従って透過率の変
化を誘起し、その結果電流／電圧比に影響をもたらす。
従って、第２図に示すように、光学的性質の電気的検出
が得られる。図中下記を示した。
【００３０】− 横座標には、入射光波の正規化振幅に
対応する比Ａ／Ａo − 縦座標には、空胴の正規化アドミタンスに対応する
比Ｒ／Ｒo 曲線20は50オングストロームの間隙８に対応するが、曲
線21,22 及び23は同じ種類であるが、それぞれ10オング
ストローム、15オングストローム、100 オングストロー
ムの幅の間隙８を有する空胴に対応する。
対応する比Ａ／Ａo − 縦座標には、空胴の正規化アドミタンスに対応する
比Ｒ／Ｒo 曲線20は50オングストロームの間隙８に対応するが、曲
線21,22 及び23は同じ種類であるが、それぞれ10オング
ストローム、15オングストローム、100 オングストロー
ムの幅の間隙８を有する空胴に対応する。
【００３１】もう１つの実施態様として、間隙８に若干
数のローダミンＢ分子が配置されるようにするためトン
ネル顕微鏡(microscope tunnel) の頭部を使用する。
（非常に精確なその方法には、別に、異なる感光性分子
を多数の空胴に直列又は並列に接続して配列し、種々の
波長に感受性になり得るようにすることができる利点が
ある。）本発明の光電子変換装置の寸法を考慮すると、
１mm2 の支持体上に100,000 以上それを集積することが
可能である。
数のローダミンＢ分子が配置されるようにするためトン
ネル顕微鏡(microscope tunnel) の頭部を使用する。
（非常に精確なその方法には、別に、異なる感光性分子
を多数の空胴に直列又は並列に接続して配列し、種々の
波長に感受性になり得るようにすることができる利点が
ある。）本発明の光電子変換装置の寸法を考慮すると、
１mm2 の支持体上に100,000 以上それを集積することが
可能である。
【００３２】勿論、前記の空胴の材料を他の材料に代え
ることができる。
ることができる。
【００３３】このようにして、支持体１は、厚さ1000オ
ングストロームのドーピングしないＡｌＧａＡｓの膜に
よりそのＧａＡｓを被覆することができる。インジウム
又は燐を用いてＡｌＧａＡｓをドーピングし、更に上記
に示された寸法を有する線条を得ることができる。鏡は
白金製であって、電流の供給部分は金製又は銀製であ
る。
ングストロームのドーピングしないＡｌＧａＡｓの膜に
よりそのＧａＡｓを被覆することができる。インジウム
又は燐を用いてＡｌＧａＡｓをドーピングし、更に上記
に示された寸法を有する線条を得ることができる。鏡は
白金製であって、電流の供給部分は金製又は銀製であ
る。
【００３４】再度もう１つの変形として、膜はドーピン
グしたＡｌＧａＡｓであって、空胴の線条はドーピング
しないＡｌＧａＡｓである。他の同等の配置はすべて考
慮に入り得る。
グしたＡｌＧａＡｓであって、空胴の線条はドーピング
しないＡｌＧａＡｓである。他の同等の配置はすべて考
慮に入り得る。
【図１】本発明の光電子変換装置の略図である。
【図２】入射光の振幅による本発明空胴のアドミタンス
の変化を示す。
の変化を示す。
１ 支持体 ２ 共振空胴 ３ 量子線条 ４、５ 電子鏡 ６、７ 接触子 ８ 間隙 ９ 感光性材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリステイアン・ジヨアシン フランス国、31870・ラガルデル・スー ル・レーズ、ルート・ドウ・トローズ・ 249”ラ・トレイユ"
Claims (10)
- 【請求項１】 導体又は半導体を材料とし、ナノメート
ルの大きさの２個の電子鏡の間に配置される量子線条に
より構成されるメゾスコピー共振空胴を備えており、前
記線条が感光性材料を挿入する数10オングストロームの
間隙で遮断され、電流を通し得るように前記空銅の末端
に接触子を備えたことを特徴とする光電子変換装置。 - 【請求項２】 前記量子線条が − 100 オングストローム〜5000オングストロームの長
さ、 − 20オングストローム〜500 オングストロームの幅、
及び − ２オングストローム〜10オングストロームの厚さ を示すことを特徴とする請求項１に記載の光電子変換装
置。 - 【請求項３】 前記間隙が５オングストローム〜100 オ
ングストロームの幅を有することを特徴とする請求項２
に記載の光電子変換装置。 - 【請求項４】 前記量子線条に印加し得る電流が10-8Ａ
〜10-16 Ａであることを特徴とする請求項１〜３のいず
れか一項に記載の光電子変換装置。 - 【請求項５】 前記量子線条の材料を、金、銀、銅、白
金及び金−パラジウム合金の中から選択することを特徴
とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光電子変換
装置。 - 【請求項６】 前記量子線条の材料をドーピングをした
半導体と電子伝導高分子の中から選択することを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光電子変換装
置。 - 【請求項７】 前記感光性材料をローダミンＢのような
光増感剤、アゾ系分子及びシアニン類、チアゾール類、
キサンテン類のような色素の中から選択することを特徴
とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光電子変換
装置。 - 【請求項８】 前記感光性材料をＣｄＳ、ＣｄＳx Ｓｅ
1-x のようなII−VI族半導体とＩｎＧａＡｓのような I
II−Ｖ族半導体の中から選択することを特徴とする請求
項１〜６のいずれか一項に記載の光電子変換装置。 - 【請求項９】 前記電子鏡が、線条の末端の材料を変え
て、それによりインピーダンスの遮断を規定することに
より製作されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれ
か一項に記載の光電子変換装置。 - 【請求項１０】 前記電子鏡が約１オングストロームの
間隔で線条を単独に中断して、これよりインピーダンス
の遮断を規定することにより製作されることを特徴とす
る請求項１〜８のいずれか一項に記載の光電子変換装
置。
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|---|---|---|---|---|
| KR100806973B1 (ko) * | 1999-10-08 | 2008-02-25 | 제임스 하디 인터내셔널 파이낸스 비.브이. | 섬유 시멘트 또는 석고 적층판 복합건축재료 |
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