KR101561659B1 - Photo-detector and methods for manufacturing and operating the same - Google Patents
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Abstract
개시된 광 검출기는 기판과 기판 상에 마련되고, 복수 개의 그래핀 조각을 포함하는 광 흡수층 및 광 흡수층 상에 마련된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
개시된 광 검출기의 제조 방법은 기판 상에 복수의 그래핀 조각을 포함하는 용액을 코팅하여 광 흡수층을 형성하는 단계와 광 흡수층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The disclosed photodetector may include a light absorbing layer provided on a substrate and a substrate and including a plurality of pieces of graphene, and a source electrode and a drain electrode provided on the light absorbing layer.
The disclosed method of manufacturing a photodetector can include forming a light absorbing layer by coating a solution containing a plurality of graphene pieces on a substrate, and forming a source electrode and a drain electrode on the light absorbing layer.
Description
광 검출기와 그 제조 및 동작 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 환원된 산화 그래핀을 포함하는 광흡수층을 구비하는 광 검출기와 그 제조 및 동작 방법에 관한 것이다.A photodetector, and a method of manufacturing and operating the photodetector. And more particularly, to a photodetector having a light absorbing layer containing reduced oxidized graphene, and a method of manufacturing and operating the photodetector.
그래핀(graphene)은 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집 모양의 배열을 이루면서 원자 한 층의 두께를 가지는 전도성 물질이다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 투명도가 우수한데, 투명 전극인 ITO(indium tin oxide)보다 높은 투명도를 갖는다. 최근, 이러한 그래핀을 이용하여, 광통신 장치, 정밀 측정 장치 등 전자 장치를 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.Graphene is a conductive material with a thickness of one layer of atoms, with the carbon atoms forming a honeycomb arrangement in a two-dimensional fashion. Graphene is structurally and chemically very stable, and is an excellent conductor that has a faster charge mobility than silicon and can conduct more current than copper. Also, graphene is excellent in transparency and has higher transparency than ITO (indium tin oxide), which is a transparent electrode. In recent years, studies for developing electronic devices such as optical communication devices and precision measuring devices using such graphenes have been actively conducted.
광 검출기와 그 제조 및 동작 방법을 제공한다.A photodetector and a method of manufacturing and operating the same.
개시된 광 검출기는The disclosed photodetector
기판;Board;
상기 기판 상에 마련되고, 복수 개의 그래핀 조각을 포함하는 광 흡수층; 및A light absorbing layer provided on the substrate and including a plurality of pieces of graphene; And
상기 광 흡수층 상에 서로 이격되어 마련된 소스 전극 및 드레인 전극;을 포함할 수 있다.And a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other on the light absorption layer.
상기 기판 상에 마련된 절연층을 더 포함할 수 있다.And an insulating layer provided on the substrate.
상기 기판 상에 마련된 게이트 전극을 더 포함할 수 있다.And a gate electrode provided on the substrate.
상기 복수 개의 그래핀 조각은 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함할 수 있다.The plurality of graphene pieces may comprise a reduced graphene oxide piece.
상기 환원된 그래핀 산화물에서 탄소(C)와 산소(O)의 비율(C/O)은 11.0 이하 또는 15.27 이상일 수 있다.The ratio (C / O) of carbon (C) to oxygen (O) in the reduced graphene oxide may be 11.0 or less or 15.27 or more.
상기 소스 전극 및 드레인 전극은 각각 적어도 하나의 돌출부를 더 포함할 수 있다.The source electrode and the drain electrode may each further include at least one protrusion.
상기 소스 전극 및 드레인 전극의 상기 적어도 하나의 돌출부는 서로 교대로 엇갈리게 마련될 수 있다.The at least one protrusion of the source electrode and the drain electrode may be alternated with each other.
개시된 광 검출기의 제조 방법은,A method of manufacturing a photodetector,
복수의 환원된 그래핀 산화물(reduced grapheme oxide) 조각을 포함하는 용액을 준비하고, 기판 상에 상기 용액을 코팅하여 광 흡수층을 형성하고, 상기 광 흡수층 상에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 패터닝하여 서로 이격된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.Preparing a solution containing a plurality of reduced grapheme oxide pieces, coating the solution on the substrate to form a light absorbing layer, forming a metal layer on the light absorbing layer, patterning the metal layer And forming source and drain electrodes spaced apart from each other.
이러한 제조 방법에서 상기 기판 상에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include forming an insulating layer on the substrate. The method may further include forming a gate electrode on the substrate.
상기 용액을 준비하는 과정은,The process of preparing the solution includes:
복수의 그래핀 산화물 조각을 형성하고, 상기 복수의 그래핀 산화물 조각을 환원용액을 사용하여 환원시키고, 상기 환원된 그래핀 산화물 조각을 용매와 혼합하는 과정을 포함할 수 있다.Forming a plurality of graphene oxide fragments, reducing the plurality of graphene oxide fragments using a reducing solution, and mixing the reduced graphene oxide particles with a solvent.
상기 환원용액은 히드라진(hydrazine) 또는 HI-AcOH을 포함할 수 있다.The reducing solution may comprise hydrazine or HI-AcOH.
상기 그래핀 조각을 포함하는 용액은 상기 기판 상에 스핀 코팅될 수 있다.A solution containing the graphene pieces may be spin-coated on the substrate.
상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 과정은,The forming of the source electrode and the drain electrode includes:
상기 소스 전극 및 드레인 전극이 각각 서로 교대로 엇갈리게 마련된 적어도 하나의 돌출부를 구비하도록 패터닝될 수 있다.The source electrode and the drain electrode may be patterned so as to have at least one protrusion alternately staggered with each other.
개시된 광 검출기 동작 방법은,The disclosed method of operating a photodetector,
게이트 전극, 소스, 드레인 및 채널을 포함하는 광 검출기의 동작 방법에 있어서, 상기 채널은 복수의 그래핀 조각을 포함하는 광 흡수층이고, 상기 드레인과 상기 게이트 전극 사이에 동작 전압을 인가하고, 상기 소스 및 상기 드레인 사이에 전위차를 유지하고, 상기 채널에 흐르는 전류 변화를 측정하여 수광 여부를 판단하는 과정을 포함한다.A method of operating a photodetector comprising a gate electrode, a source, a drain and a channel, the channel being a light absorbing layer comprising a plurality of graphene pieces, applying an operating voltage between the drain and the gate electrode, And a step of maintaining a potential difference between the drains and measuring a change in current flowing in the channel to determine whether or not the light is received.
이러한 동작 방법에서, 상기 채널에 흐르는 전류 변화를 측정하여 수광 여부를 판단하는 과정은 광 전류를 측정하는 과정을 포함할 수 있다.In this operation method, the process of measuring the change of the current flowing through the channel to determine whether or not the light is received may include a process of measuring the photocurrent.
상기 게이트 전극에 음의 동작 전압을 인가할 수 있다.A negative operating voltage can be applied to the gate electrode.
개시된 광 검출기는 환원된 그래핀 산화물을 포함하여, 광대역의 빛을 검출할 수 있다. 또한, 개시된 광 검출기는 빛을 흡수하면, 환원된 그래핀 산화물 조각들의 계면으로부터 많은 양의 광 전류가 발생할 수 있다. 따라서, 개시된 광 검출기는 빛에 대한 반응도가 향상될 수 있다.The disclosed photodetector can include a reduced graphene oxide to detect broadband light. In addition, the disclosed photodetectors can absorb a large amount of photocurrent from the interface of the reduced graphene oxide fragments upon absorption of light. Thus, the disclosed photodetector can be improved in response to light.
도 1a는 개시된 광 검출기의 개략적인 단면도이고, 도 1b는 개시된 광 검출기의 개략적인 평면도이다.
도 2a는 개시된 다른 광 검출기의 개략적인 단면도이고, 도 2b는 개시된 다른 광 검출기의 개략적인 평면도이다.
도 3a는 개시된 광 검출기에서 순방향 스윕(forward sweep)으로 측정된 드레인 전류와 광 전류를 도시한 것이고, 도 3b는 광 전류와 드레인 전류 사이의 비를 도시한 것이다.
도 4a는 개시된 광 검출기에서 역방향 스윕(reverse sweep)으로 측정된 드레인 전류와 광 전류를 도시한 것이고, 도 4b는 광 전류와 드레인 전류 사이의 비를 도시한 것이다.
도 5a는 비교예의 광 검출기에서 순방향 스윕(forward sweep)으로 측정된 드레인 전류와 광 전류를 도시한 것이고, 도 5b는 광 전류와 드레인 전류 사이의 비를 도시한 것이다.
도 6a는 비교예의 광 검출기에서 역방향 스윕(reverse sweep)으로 측정된 드레인 전류와 광 전류를 도시한 것이고, 도 6b는 광 전류와 드레인 전류 사이의 비를 도시한 것이다.
도 7a는 환원된 그래핀 산화물 용액의 양에 따른 개시된 광 검출기의 반응도를 도시한 것이다.
도 7b는 그래핀 산화물의 환원 용액에 따른 개시된 광 검출기의 반응도를 도시한 것이다.
도 8a-도 8c는 개시된 광 검출기의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the disclosed photodetector, and FIG. 1B is a schematic plan view of the disclosed photodetector.
Figure 2a is a schematic cross-sectional view of another disclosed photodetector, and Figure 2b is a schematic top view of another disclosed photodetector.
FIG. 3A shows drain current and photocurrent measured in a forward sweep in the disclosed photodetector, and FIG. 3B shows the ratio between photocurrent and drain current.
FIG. 4A shows drain current and photocurrent measured in a reverse sweep in the disclosed photodetector, and FIG. 4B shows the ratio between photocurrent and drain current.
FIG. 5A shows drain current and photocurrent measured in a forward sweep in a comparative photodetector, and FIG. 5B shows a ratio between a photocurrent and a drain current.
6A shows drain current and photocurrent measured in a reverse sweep in the comparative photodetector, and FIG. 6B shows the ratio between photocurrent and drain current.
Figure 7a shows the reactivity of the disclosed photodetector according to the amount of reduced graphene oxide solution.
Figure 7b shows the reactivity of the disclosed photodetector according to a reduced solution of graphene oxide.
8A to 8C are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the disclosed photodetector.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 개시된 광 검출기와 그 제조 및 동작 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서, 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성 요소의 크기는 설명의 명료성과 편의성을 위해서 과장되어 있을 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the disclosed photodetector and its fabrication and operation method will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
도 1a는 개시된 광 검출기(100)의 개략적인 단면도이고, 도 1b는 개시된 광 검출기(100)의 개략적인 평면도이다.FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the disclosed
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 광 검출기(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 마련된 절연층(120), 절연층(120) 상에 마련된 광 흡수층(130) 및 광 흡수층(130) 상에 마련된 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)을 포함할 수 있다.1A and 1B, a
상기 기판(110)은 예를 들어, 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 더 구체적으로 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 p형 불순물 또는 n형 불순물로 도핑될 수도 있으며, 게이트 전극으로 사용될 수 있다.The
상기 절연층(120)은 기판(110) 상에 마련되어, 기판(110)과 광 흡수층(130)을 절연시킬 수 있다. 절연층(120)은 산화물 또는 질화물 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 절연층(120)은 게이트 절연층일 수 있다.The
상기 광 흡수층(130)은 절연층(120) 상에 마련될 수 있으며, 외부로부터 입사된 광을 흡수할 수 있다. 광 흡수층(130)은 그래핀(graphene) 시트(sheet) 또는 환원된 그래핀 산화물(reduced graphene oxide, RGO) 시트를 포함할 수 있다. 또한, 광 흡수층(130)은 복수 개의 그래핀 조각 또는 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 흡수층(130)은 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각이 임의로 적층된 층일 수 있다. 상기 복수 개의 그래핀 조각은 그래핀 시트를 작은 조각으로 분쇄하여 형성될 수 있으며, 상기 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각은 환원된 그래핀 산화물 시트를 작은 조각으로 분쇄하여 형성될 수 있다.The light
광 흡수층(130)은 채널층일 수 있으며, 게이트인 기판(110)에 게이트 전압(VG)을 인가하면, 광 흡수층(130)을 통해서 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 드레인 전류(ID)가 흐를 수 있다. 또한, 광 흡수층(130)은 외부로부터 광을 흡수하면, 광 흡수층(130)을 흐르는 광 전류(photo-current, PC)를 발생시킬 수 있다. 더 구체적으로, 광 흡수층(130)이 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각이 임의로 적층되어 형성된 경우에, 상기 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각들의 계면으로부터 광 전류(PC)가 발생할 수 있다. 따라서, 개시된 광 검출기(100)는 같은 양의 광을 흡수하는 경우, 그래핀 시트로 형성된 광 흡수층보다 더 많은 광 전류(PC)를 발생할 수 있다. 이렇게 광 검출기(100)가 더 많은 광 전류를 발생하면, 광 검출기(100)의 광에 대한 반응도가 향상될 수 있다.The
상기 소스 및 드레인 전극(S, D)은 광 흡수층(130) 상에 서로 이격되어 마련될 수 있다. 소스 및 드레인 전극(S, D)은 서로 대칭적으로 마련될 수 있으며, 서로 마주보는 방향으로 그 폭이 좁아질 수도 있다. 또한, 소스 및 드레인 전극(S, D)은 금속 또는 합금으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 소스 및 드레인 전극(S, D)은 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.The source and drain electrodes S and D may be spaced apart from each other on the
도 2a는 개시된 다른 광 검출기(200)의 개략적인 단면도이고, 도 2b는 개시된 다른 광 검출기(200)의 개략적인 평면도이다.FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of another disclosed
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 광 검출기(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 마련된 절연층(220), 절연층(220) 상에 마련된 광 흡수층(230) 및 광 흡수층(230) 상에 마련된 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)을 포함할 수 있다. 또한, 광 검출기(200)는 기판(210) 상에 마련된 게이트 전극(G)을 더 포함할 수 있다.2A and 2B, the
상기 기판(210)은 예를 들어, 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 더 구체적으로 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(210)은 p형 불순물 또는 n형 불순물로 도핑될 수도 있다.The
상기 게이트 전극(G)은 기판(210) 상에 마련될 수 있다. 게이트 전극(G)에는 게이트 전압(VG)이 인가될 수 있다. 또한, 게이트 전극(G)은 예를 들어, 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.The gate electrode G may be provided on the
상기 절연층(220)은 게이트 전극(G)을 덮도록, 기판(110) 상에 마련될 수 있다. 절연층(220)은 게이트 절연층으로서, 게이트 전극(G)과 광 흡수층(230)을 절연시킬 수 있다. 절연층(220)은 산화물 또는 질화물 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다.The insulating
상기 광 흡수층(230)은 절연층(220) 상에 마련될 수 있으며, 외부로부터 입사된 광을 흡수할 수 있다. 광 흡수층(230)은 그래핀 시트 또는 환원된 그래핀 산화물 시트를 포함할 수 있다. 또한, 광 흡수층(230)은 복수 개의 그래핀 조각 또는 복수 개의 환원된 그래핀 산화물(RGO) 조각을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 흡수층(230)은 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각이 임의로 적층된 층일 수 있다. 상기 복수 개의 그래핀 조각은 그래핀 시트를 작은 조각으로 분쇄하여 형성될 수 있으며, 상기 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각은 환원된 그래핀 산화물 시트를 작은 조각으로 분쇄하여 형성될 수 있다.The
광 흡수층(230)은 채널층일 수 있으며, 게이트 전극(G)에 게이트 전압(VG)을 인가하면, 광 흡수층(230)을 통해서 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 드레인 전류(ID)가 흐를 수 있다. 또한, 광 흡수층(230)은 외부로부터 광을 흡수하면, 광 흡수층(230)을 흐르는 광 전류(photo-current, PC)를 발생시킬 수 있다. 더 구체적으로, 광 흡수층(230)이 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각이 임의로 적층되어 형성된 경우에, 상기 복수 개의 환원된 그래핀 산화물 조각들의 계면으로부터 광 전류(PC)가 발생할 수 있다. 따라서, 개시된 광 검출기(200)는 같은 양의 광을 흡수하는 경우, 그래핀 시트로 형성된 광 흡수층보다 더 많은 광 전류(PC)를 발생할 수 있다. 이렇게 광 검출기(200)가 더 많은 광 전류를 발생하면, 광 검출기(200)의 광에 대한 반응도가 향상될 수 있다.When the gate voltage VG is applied to the gate electrode G, the
상기 소스 및 드레인 전극(S, D)은 광 흡수층(230) 상에 서로 이격되어 마련될 수 있다. 소스 및 드레인 전극(S, D)은 서로 비대칭적으로 마련될 수 있으며, 서로 마주보는 방향으로 그 폭이 좁아질 수도 있다. 또한, 소스 및 드레인 전극(S, D)은 각각 서로 마주보는 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 제1 및 제2돌출부(240, 245)를 포함할 수 있다. 소스 전극(S)의 적어도 하나의 제1돌출부(240)는 드레인 전극(D)의 적어도 하나의 제2돌출부(245)와 서로 교대로 엇갈리게 마련될 수 있다. 즉, 제1 및 제2돌출부(240, 245)는 손가락이 서로 맞물린 형태(interdigitate)로 마련될 수 있다. 이렇게 소스 및 드레인 전극(S, D)이 인터디지테이트 형태로 마련되는 경우, 그 하부에 마련된 광 흡수층(230)과의 접촉 면적이 늘어나, 광 흡수층(230)에서 발생한 광 전류(PC)를 정밀하게 측정할 수 있다. 한편, 소스 및 드레인 전극(S, D)은 예를 들어, 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.The source and drain electrodes S and D may be spaced apart from each other on the
도 3a는 개시된 광 검출기(100)에서 순방향 스윕(forward sweep)으로 측정된 드레인 전류(ID)와 광 전류(PC)를 도시한 것이고, 도 3b는 광 전류(PC)와 드레인 전류(ID) 사이의 비율을 도시한 것이다. 여기에서, 광 검출기(100)의 소스 및 드레인 전극(S, D)은 팔라듐(Pd)으로 형성되었다.3A shows the drain current ID and the photocurrent PC measured in the forward sweep in the disclosed
도 3a에서, "IDoff"는 순방향 스윕(forward sweep) 즉, 게이트 전압(VG)을 낮은 전압부터 높은 전압으로 증가시키면서, 광 검출기(100)에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류를 나타낸다. 그리고 "IDon"은 광 검출기(100)에 광이 입사되는 경우(on)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류를 나타낸다. 또한, "PC"는 광 전류를 나타낸 것으로, 광 전류(PC)는 광이 입사되는 경우(on)의 드레인 전류(IDon)에서 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)를 뺀 값으로 정의될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 개시된 광 검출기(100)는 넓은 대역의 게이트 전압(VG) 예를 들어, 약 -100V 내지 100V의 게이트 전압(VG)에 대해서 광 전류(PC)가 검출될 수 있다.In Fig. 3A, "I Doff " is a source of a case where light is not incident on the photodetector 100 (off) while increasing the forward sweep, i.e., the gate voltage VG from a low voltage to a high voltage. Drain electrodes S and D, respectively. And "I Don " represents a drain current flowing between the source and drain electrodes S and D when light is incident on the photodetector 100 (on). Further, "PC" is intended only to show the photo current, the light current (PC) is the drain current (I Doff) of the case (off) of light on the drain current (I Don) in (on) that are not joined when the light is incident . As shown in Figure 3A, the disclosed
도 3b는 광 검출기(100)에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율의 최대값은 약 3.66%로서, 도 5b에 도시된 비교예의 광 검출기에서의 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율보다 높은 것을 알 수 있다.3B shows the ratio of the photocurrent (PC) to the drain current (I Doff ) when no light is incident on the photodetector 100 (off). As shown in FIG. 3B, the maximum value of the ratio of the photocurrent PC to the drain current I Doff is about 3.66%, which corresponds to the drain current I Doff in the photodetector of the comparative example shown in FIG. 5B Is higher than the ratio of the photocurrent (PC) to the photocurrent (PC).
도 4a는 개시된 광 검출기(100)에서 역방향 스윕(reverse sweep)으로 측정된 드레인 전류(ID)와 광 전류(PC)를 도시한 것이고, 도 4b는 드레인 전류(ID)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다.4A shows the drain current I D and photocurrent PC measured in a reverse sweep in the disclosed
도 4a에서, "IDoff"는 역방향 스윕 즉, 게이트 전압(VG)을 높은 전압부터 낮은 전압으로 감소시키면서, 광 검출기(100)에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류를 나타낸다. "IDon"은 광 검출기(100)에 광이 입사되는 경우(on)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류를 나타낸다. 또한, "PC"는 광 전류를 나타낸 것으로, 광 전류(PC)는 광이 입사되는 경우(on)의 드레인 전류(IDon)에서 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)를 뺀 값으로 정의될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 개시된 광 검출기(100)는 넓은 대역의 게이트 전압(VG) 예를 들어, 약 -100V 내지 100V의 게이트 전압(VG)에 대해서 광 전류(PC)가 검출될 수 있다.In Fig. 4A, "I Doff " is a voltage applied to the source and drain electrodes (off) when light is not incident on the photodetector 100 (off) while reducing the reverse sweep, i.e., the gate voltage V G from a high voltage to a low voltage S, and D, respectively. "I don " represents a drain current flowing between the source and drain electrodes S and D when light is incident on the photodetector 100 (on). Further, "PC" is intended only to show the photo current, the light current (PC) is the drain current (I Doff) of the case (off) of light on the drain current (I Don) in (on) that are not joined when the light is incident . 4A, the disclosed
도 4b는 광 검출기(100)에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율의 최대값은 약 6.05%로서, 도 6b에 도시된 비교예의 광 검출기에서의 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율보다 높다는 것을 알 수 있다.4B shows the ratio of the photocurrent PC to the drain current I Doff when no light is incident on the
도 5a는 비교예의 광 검출기에서 순방향 스윕(forward sweep)으로 측정된 드레인 전류(ID)와 광 전류(PC)를 도시한 것이고, 도 5b는 드레인 전류(ID)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다. 여기에서, 비교예의 광 검출기는 CVD 방법으로 형성된 그래핀을 광 흡수층으로 구비한다.5A shows the drain current I D and the photocurrent PC measured in the forward sweep in the photodetector of the comparative example and FIG. 5B shows the photocurrent PC for the drain current I D. . ≪ / RTI > Here, the photodetector of the comparative example has graphene formed by a CVD method as a light absorbing layer.
도 5a에서, 일점 쇄선은 순방향 스윕(forward sweep) 즉, 게이트 전압(VG)을 낮은 전압부터 높은 전압으로 증가시키면서, 비교예의 광 검출기에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류(IDoff)를 나타낸다. 실선은 비교예의 광 검출기에 광이 입사되는 경우(on)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류(IDon)를 나타낸다. 또한, 점선은 광 전류(PC)를를 나타낸 것으로, 광 전류(PC)는 광이 입사되는 경우(on)의 드레인 전류(IDon)에서 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)를 뺀 값이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 비교예의 광 검출기는 약 -25V 이하의 게이트 전압(VG)에 대해서 광 전류(PC)가 검출될 수 있으며, 개시된 광 검출기(100)보다 좁은 대역의 게이트 전압(VG)에서 광 전류(PC)가 발생할 수 있다.5A, the dot-dashed line represents a forward sweep, that is, the gate voltage VG is increased from a low voltage to a high voltage, while the source and drain electrodes (off) when light is not incident on the comparative photodetector It shows a drain current (I Doff) flows between the S, D). And the solid line represents the drain current I Don flowing between the source and drain electrodes S and D when the light is incident on the comparative photodetector. Also, the dotted line illustrates reulreul photo current (PC), the light current (PC) is a case where the light in the drain current (I Don) in (on) that are not joined when the light is incident (off) the drain current (I Doff of ). 5A, the photodetector of the comparative example can detect a photocurrent PC for a gate voltage V G of about -25 V or less, and can detect a gate voltage V B in a band narrower than the disclosed photodetector 100 V G ), a photocurrent (PC) may occur.
도 5b는 비교예의 광 검출기에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율의 최대값은 약 1% 이하이다. 그리고 게이트 전압(VG)이 -25V 이하가 되면서 광 전류(PC)는 급격히 증가한다.5B shows the ratio of the photocurrent (PC) to the drain current (I Doff ) when no light is incident on (off) the photodetector of the comparative example. As shown in Fig. 5B, the maximum value of the ratio of the photocurrent (PC) to the drain current (I Doff ) is about 1% or less. And the photocurrent (PC) increases sharply as the gate voltage (V G ) becomes less than -25V.
도 6a는 비교예의 광 검출기에서 역방향 스윕(reverse sweep)으로 측정된 드레인 전류(ID)와 광 전류(PC)를 도시한 것이고, 도 6b는 드레인 전류(ID)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다.6A shows the drain current I D and the photocurrent PC measured by a reverse sweep in the comparative photodetector and FIG. 6B shows the photocurrent PC for the drain current I D. . ≪ / RTI >
도 6a에서, 일점 쇄선은 역방향 스윕 즉, 게이트 전압(VG)을 높은 전압부터 낮은 전압으로 감소시키면서, 비교예의 광 검출기에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류(IDoff)를 도시한 것이다. 실선은 비교예의 광 검출기에 광이 입사되는 경우(on)의 소스 및 드레인 전극(S, D) 사이에 흐르는 드레인 전류(IDon)를 도시한 것이다. 또한, 점선은 광 전류(PC)를 나타낸 것으로, 광 전류(PC)는 광이 입사되는 경우(on)의 드레인 전류(IDon)에서 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)를 뺀 값이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 비교예의 광 검출기는 약 -5V 이하의 게이트 전압(VG)에 대해서 광 전류(PC)가 검출될 수 있으며, 개시된 광 검출기(100)보다 좁은 대역의 게이트 전압(VG)에서 광 전류(PC)가 발생할 수 있다.6A, the dot-dashed line indicates the source and drain electrodes S and D when the light is not incident on the photodetector of the comparative example while the reverse sweep, that is, the gate voltage VG is decreased from the high voltage to the low voltage, And a drain current I Doff flowing between the source and drain electrodes. The solid line shows the drain current I Don flowing between the source and drain electrodes S and D when light is incident on the comparative photodetector. Also, the dotted line shows an optical current (PC), the light current (PC) is a case where the light in the drain current (I Don) in (on) that are not joined when the light is incident (off) the drain current (I Doff of ). 6A, the photodetector of the comparative example can detect a photocurrent PC for a gate voltage V G of about -5 V or less and can detect a gate voltage V g narrower than the disclosed photodetector 100 V G ), a photocurrent (PC) may occur.
도 6b는 광 검출기(100)에 광이 입사되지 않는 경우(off)의 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율을 도시한 것이다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 드레인 전류(IDoff)에 대한 광 전류(PC)의 비율의 최대값은 약 1% 이하이다. 게이트 전압(VG)이 -5V 이하일 때, 광 전류(PC)는 급격히 증가한다.6B shows the ratio of the photocurrent PC to the drain current I Doff when no light is incident on the
도 7a는 환원된 그래핀 산화물(RGO) 용액의 양에 따른 개시된 광 검출기의 반응도를 도시한 것이고, 도 7b는 그래핀 산화물(graphene oxide, GO)의 환원 용액에 따른 개시된 광 검출기의 반응도를 도시한 것이다.Figure 7a shows the reactivity of the disclosed photodetector according to the amount of reduced graphene oxide (RGO) solution, and Figure 7b shows the reactivity of the disclosed photodetector according to a reducing solution of graphene oxide (GO) It is.
도 7a를 참조하면, 약 1000㎕ 정도의 환원된 그래핀 산화물(RGO) 용액을 스핀 코팅하여 형성된 광 흡수층을 구비한 광 검출기의 반응도가 약 100㎕의 환원된 그래핀 산화물(RGO) 용액을 스핀 코팅하여 형성된 광 흡수층을 구비하는 광 검출기의 반응도 보다 향상된 것을 알 수 있다. 즉, 스핀 코팅되는 환원된 그래핀 산화물(RGO) 용액의 양이 증가할수록, 광 흡수층의 두께는 두꺼워질 수 있으며, 따라서 환원된 그래핀 산화물(RGO) 조각들의 계면도 증가할 수 있다. 따라서, 더 많은 광 전류(PC)가 발생하여, 입사되는 광에 대한 반응도가 향상될 수 있다.Referring to FIG. 7A, a photoresist having a photoabsorbing layer formed by spin coating a solution of about 1000 .mu.l of a reduced graphene oxide (RGO) solution is spin-coated with about 100 .mu.l of a reduced graphene oxide (RGO) It can be seen that the degree of reactivity of the photodetector having the light absorption layer formed by coating is improved. That is, as the amount of the reduced graphene oxide (RGO) solution to be spin-coated increases, the thickness of the light absorbing layer may become thicker, and thus the interface of the reduced graphene oxide (RGO) pieces may also increase. Therefore, more photocurrent (PC) is generated, and the reactivity to the incident light can be improved.
도 7b를 참조하면, 그래핀 산화물(GO)을 HI-AcOH 용액으로 환원시켜서 형성된 광 흡수층을 구비한 광 검출기의 반응도가 그래핀 산화물(GO)을 히드라진(hydrazine) 용액으로 환원시켜서 형성된 광 흡수층을 구비한 광 검출기의 반응도 보다 향상된 것을 알 수 있다. 즉, 그래핀 산화물(GO)을 환원시키는 용액에 따라서 개시된 광 검출기의 광 흡수층의 반응도가 조절될 수 있다.Referring to FIG. 7B, the degree of reactivity of a photodetector having a photoabsorption layer formed by reducing graphene oxide (GO) with a HI-AcOH solution reduces the graphene oxide (GO) to a hydrazine solution, It can be seen that the response of the photodetector provided is improved. That is, the reactivity of the photoabsorption layer of the disclosed photodetector can be adjusted according to the solution for reducing graphene oxide (GO).
한편, 히드라진으로 환원된 RGO의 경우, 탄소와 산소의 비율(C/O), 곧 그래핀과 산소의 비율은 11.0 이하일 수 있다. 그리고 HI-AcOH로 환원된 RGO의 경우, 탄소와 산소의 비율(C/O)은 15.0 이상, 예컨대 15.27 이상일 수 있다.On the other hand, in the case of RGO reduced to hydrazine, the ratio of carbon to oxygen (C / O), that is, the ratio of graphene to oxygen, may be 11.0 or less. In the case of RGO reduced to HI-AcOH, the ratio of carbon to oxygen (C / O) may be 15.0 or more, for example, 15.27 or more.
다음으로, 개시된 광 검출기의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Next, a manufacturing method of the disclosed photodetector will be described in detail.
도 8a부터 도 8c는 개시된 광 검출기의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.8A to 8C are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the disclosed photodetector.
도 8a를 참조하면, 먼저 기판(110)을 준비하고, 기판(110) 상에 절연층(120)을 형성할 수 있다. 상기 기판(110)은 예를 들어, 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 더 구체적으로 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 p형 불순물 또는 n형 불순물로 도핑될 수도 있으며, 게이트 전극으로 사용될 수 있다. 상기 절연층(120)은 기판(110)과 광 흡수층(130)을 절연시킬 수 있다. 절연층(120)은 산화물 또는 질화물 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 절연층(120)은 게이트 절연층일 수 있다.Referring to FIG. 8A, a
도 8b를 참조하면, 절연층(120) 상에 광 흡수층(130)을 형성할 수 있다. 광 흡수층(130)은 복수의 그래핀 조각 또는 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함하는 용액을 절연층(120) 상에 도포하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 광 흡수층(130)은 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함하는 용액을 절연층(120) 상에 스핀 코팅(spin coating)하고, 열처리를 통해서 용매를 건조하여 형성될 수 있다. 상기 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함하는 용액은 100㎕~1000㎕ 정도를 스핀 코팅할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the
상기 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각은 환원된 그래핀 산화물 시트 또는 환원된 흑연 산화물이 포함된 용액에 초음파를 인가하거나, 플라즈마 충격을 가하여, 상기 환원된 그래핀 산화물 시트 또는 환원된 흑연 산화물을 분쇄하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각은 산화 그래핀 시트 또는 산화 흑연을 가열하여 환원시키고, 상기 산화 그래핀 시트 또는 산화 흑연의 환원된 부분을 절단하여 형성될 수도 있다. 여기에서, 그래핀 시트 또는 흑연의 산화 및 환원 과정은 2회 이상, 여러 번 반복하여 실시될 수 있으며, 이에 따라 그래핀 또는 환원된 그래핀 산화물 조각의 크기와 모양이 조절될 수 있다.The plurality of reduced graphene oxide fragments may be produced by applying ultrasonic waves to a solution containing a reduced graphene oxide sheet or a reduced graphite oxide or applying a plasma impact to crush the reduced graphene oxide sheet or reduced graphite oxide . Further, the plurality of reduced graphene oxide fragments may be formed by heating and reducing an oxidized graphene sheet or graphite oxide, and cutting the oxidized graphene sheet or the reduced portion of graphite oxide. Here, the oxidation and reduction processes of graphene sheet or graphite can be repeated two or more times, whereby the size and shape of graphene or reduced graphene oxide fragments can be controlled.
한편, 원하는 크기의 그래핀 조각은 투석(dialysis)을 통해서 필터링할 수 있다.On the other hand, the desired size of graphene pieces can be filtered through dialysis.
광 흡수층(130)의 두께는 환원된 그래핀 산화물(RGO) 용액의 양에 따라서 조절될 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 스핀 코팅되는 환원된 그래핀 산화물(RGO) 용액의 양이 증가할수록, 광 흡수층의 두께는 두꺼워질 수 있으며, 따라서 환원된 그래핀 산화물(RGO) 조각들의 계면도 증가할 수 있다. 따라서, 더 많은 광 전류(PC)가 발생하여, 입사되는 광에 대한 반응도가 향상될 수 있다.The thickness of the
또한, 광 흡수층(130)의 반응도는 그래핀 산화물(GO)을 환원시키는 용액에 따라서도 조절될 수 있다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 그래핀 산화물(GO)을 HI-AcOH 용액으로 환원시키는 경우가 그래핀 산화물(GO)을 히드라진(hydrazine) 용액으로 환원시키는 경우보다 광 검출기의 반응도가 향상될 수 있다.In addition, the degree of reactivity of the
다음으로, 도 8c를 참조하면, 광 흡수층(130) 상에 금속층(미도시)을 형성하고 이를 패터닝하여, 서로 이격된 소스 및 드레인 전극(S, D)을 형성할 수 있다. 소스 및 드레인 전극(S, D)은 서로 마주보는 방향으로 그 폭이 좁아지도록 패터닝될 수 있다. 또한, 소스 및 드레인 전극(S, D)은 각각 서로 마주보는 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부를 포함하도록 형성될 수도 있다. 소스 및 드레인 전극(S, D)은 예를 들면, 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.Next, referring to FIG. 8C, a metal layer (not shown) may be formed on the
한편, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 게이트 전극(G)을 더 형성할 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2A, a gate electrode G may be further formed on the
다음, 도 8c를 참조하여 개시된 광 검출기의 동작 방법을 설명한다.Next, an operation method of the photodetector disclosed with reference to FIG. 8C will be described.
기판(110)이 게이트 역할을 하는 것으로 간주한다. 드레인(D)과 기판(110) 사이에 동작 전압을 인가한다. 드레인(D)과 소스(S) 사이에 소정의 전위차를 유지한다. 상기 동작 전압의 인가에 따라 채널인 광 흡수층(130)을 통해 전류가 흐르게 된다. 이와 같은 상태에서 광 흡수층(130)에 광이 조사되면, 조사된 광에 광 흡수층(130)이 반응하여 광 흡수층(130)을 통해 흐르는 전류의 양이 변화된다. 곧, 광 조사에 의해 채널에 흐르는 전류의 양이 변화된다. 이와 같은 전류의 변화를 측정함으로써, 수광 여부를 감지할 수 있다. 상기 전류의 변화는 광이 조사되었을 때, 채널에 흐르는 전류(Ion)와 광이 조사되지 않았을 때, 채널에 흐르는 전류(Ioff)의 차를 구하여 측정할 수 있다. 따라서 상기 전류의 변화의 측정은 곧 광 전류를 측정하는 것이 된다.The
기판(110) 상에 별도의 게이트 전극(G)이 구비된 경우, 기판(110)과 드레인(D) 사이에 인가되는 동작 전압은 게이트 전극(G)과 드레인(D) 사이에 인가된다.When an additional gate electrode G is provided on the
기판(110)이나 게이트 전극(G)에 음의 동작전압을 인가하면, 조사되는 광에대한 광 흡수층(130)의 반응도는 더 높아질 수 있다. 곧, 광 전류는 증가될 수 있다.When a negative operating voltage is applied to the
이러한 본 발명인 광 검출기와 그 제조 및 동작 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.The photodetector of the present invention and the method of manufacturing and operating the photodetector of the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings in order to facilitate understanding. However, those skilled in the art will appreciate that various modifications, It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.
100, 200: 광 검출기 110, 210: 기판
120, 220: 절연층 130, 230: 광 흡수층
S: 소스 전극 D: 드레인 전극
G: 게이트 전극100, 200:
120, 220: insulating
S: source electrode D: drain electrode
G: gate electrode
Claims (18)
상기 기판 상에 마련된 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 서로 이격되어 마련된 소스 전극 및 드레인 전극;을 포함하고,
상기 광 흡수층은 복수의 그래핀 시트 조각 또는 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함하는 광 검출기.Board;
A light absorbing layer provided on the substrate; And
And a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other on the light absorption layer,
Wherein the light absorbing layer comprises a plurality of graphene sheet pieces or a plurality of reduced graphene oxide pieces.
상기 기판과 상기 광 흡수층 사이에 마련된 절연층을 더 포함하는 광 검출기.The method according to claim 1,
And an insulating layer provided between the substrate and the light absorbing layer.
상기 기판과 상기 광 흡수층 사이에 마련된 게이트 전극을 더 포함하는 광 검출기.The method according to claim 1,
And a gate electrode provided between the substrate and the light absorbing layer.
상기 소스 전극 및 드레인 전극은 서로 마주하는 면으로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부를 더 포함하는 광 검출기.The method according to claim 1,
Wherein the source electrode and the drain electrode further comprise at least one protrusion protruding from a face facing each other.
상기 소스 전극 및 드레인 전극의 상기 적어도 하나의 돌출부는 서로 교대로 엇갈리게 마련된 광 검출기.6. The method of claim 5,
Wherein the at least one protrusion of the source electrode and the drain electrode are alternately staggered with respect to each other.
상기 환원된 그래핀 산화물에서 탄소(C)와 산소(O)의 비율(C/O)은 11.0 이하 또는 15.0 이상인 광 검출기.The method according to claim 1,
Wherein the ratio (C / O) of carbon (C) to oxygen (O) in the reduced graphene oxide is 11.0 or less or 15.0 or more.
기판 상에 상기 용액을 코팅하여 광 흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광 흡수층 상에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 패터닝하여 서로 이격된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 광 검출기의 제조 방법.Preparing a solution comprising a plurality of reduced graphene oxide fragments;
Coating the solution on a substrate to form a light absorbing layer; And
Forming a metal layer on the light absorption layer, and patterning the metal layer to form source and drain electrodes spaced apart from each other.
상기 기판과 상기 광 흡수층 사이에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광 검출기의 제조 방법.9. The method of claim 8,
And forming an insulating layer between the substrate and the light absorbing layer.
상기 기판과 상기 광 흡수층 사이에 게이트 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 광 검출기의 제조 방법.9. The method of claim 8,
And forming a gate electrode between the substrate and the light absorbing layer.
상기 용액을 준비하는 단계는,
복수의 그래핀 산화물 조각을 형성하는 단계;
상기 복수의 그래핀 산화물 조각을 환원용액을 사용하여 환원시키는 단계; 및
상기 환원된 그래핀 산화물 조각을 용매와 혼합하는 단계;를 포함하는 광 검출기의 제조 방법.9. The method of claim 8,
The step of preparing the solution comprises:
Forming a plurality of graphene oxide pieces;
Reducing the plurality of graphene oxide fragments using a reducing solution; And
And mixing the reduced graphene oxide particles with a solvent.
상기 환원용액은 히드라진(hydrazine) 또는 HI-AcOH을 포함하는 광 검출기의 제조방법.12. The method of claim 11,
Wherein the reducing solution comprises hydrazine or HI-AcOH.
상기 그래핀 조각을 포함하는 용액은 상기 기판 상에 스핀 코팅되는 광 검출기의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the solution containing the graphene pieces is spin-coated on the substrate.
상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계는
상기 소스 전극 및 드레인 전극이 각각 서로 교대로 엇갈리게 마련된 적어도 하나의 돌출부를 구비하도록 패터닝되는 광 검출기의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein forming the source and drain electrodes comprises:
Wherein the source electrode and the drain electrode are patterned so as to have at least one protrusion alternately staggered with respect to each other.
상기 채널은 광 흡수층이고,
상기 드레인과 상기 게이트 전극 사이에 동작 전압을 인가하고, 상기 소스 및 상기 드레인 사이에 전위차를 유지하는 단계; 및
상기 채널에 흐르는 전류 변화를 측정하여 수광 여부를 판단하는 단계;를 포함하고,
상기 광 흡수층은 복수의 그래핀 시트 조각 또는 복수의 환원된 그래핀 산화물 조각을 포함하는 광 검출기의 동작방법.A method of operating a photodetector comprising a gate electrode, a source, a drain and a channel,
The channel is a light absorbing layer,
Applying an operating voltage between the drain and the gate electrode, and maintaining a potential difference between the source and the drain; And
And determining whether the light is received by measuring a change in current flowing in the channel,
Wherein the light absorbing layer comprises a plurality of graphene sheet pieces or a plurality of reduced graphene oxide pieces.
상기 채널에 흐르는 전류 변화를 측정하여 수광 여부를 판단하는 단계는,
광 전류를 측정하는 단계를 포함하는 광 검출기의 동작 방법.16. The method of claim 15,
The step of determining whether light is received by measuring a current change in the channel,
And measuring the photocurrent.
상기 게이트 전극에 음의 동작 전압을 인가하는 광 검출기의 동작 방법.16. The method of claim 15,
And applying a negative operating voltage to the gate electrode.
상기 환원된 그래핀 산화물에서 탄소(C)와 산소(O)의 비율(C/O)은 11.0 이하 또는 15.0 이상인 광 검출기의 동작 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the ratio (C / O) of carbon (C) to oxygen (O) in the reduced graphene oxide is 11.0 or less or 15.0 or more.
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