KR101598779B1 - 그래핀 핫 전자 나노 다이오드 - Google Patents

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박정영
이영근
이효선
이창환
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기초과학연구원
한국과학기술원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 나노 다이오드는 핫 전자 기반 나노 다이오드이며, 광에 의해 핫 전자가 생성 및 증폭되는 그래핀 층; 그래핀 층과 쇼트키 접합을 이루는 반도체층;을 포함한다.

Description

그래핀 핫 전자 나노 다이오드{Graphene Hot electron Nano-diode}
본 발명은 핫 전자 나노 다이오드에 관한 것으로, 상세하게, 광에 민감하며, 우수한 광전 에너지 변환 효율을 가지면서도, 극히 간단한 구조 및 저가의 물질로 이루어져 우수한 상업성을 갖는 그래핀 핫 전자 나노 다이오드에 관한 것이다.
화석 에너지의 고갈과 이의 사용에 의한 지구 환경적인 문제를 해결하기 위해 태양에너지, 풍력, 수력과 같은 재생 가능하며, 청정한 대체 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이 중에서 태양 빛으로부터 직접 전기적 에너지를 변화시키는 태양전지에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 여기서 태양전지란 태양빛으로부터 광 에너지를 흡수하여 전자와 정공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전류-전압을 생성하는 전지를 의미한다.
n-p형 다이오드 기반 반도체 태양전지가 실제 상용화되고 있으나, 도체 기반의 태양전지는 고효율화를 위하여 매우 고순도로 정제한 소재가 필요하므로 원소재의 정제에 많은 에너지가 소비된다. 또한 원소재를 이용하여 단결정 혹은 박막화 하는 과정에 고가의 공정 장비가 요구되어 태양전지의 제조비용을 낮게 하는 데에는 한계가 있어 대규모적인 활용에 걸림돌이 되어왔다.
이에 대한 대안으로, 염료감응형 태양전지, 유기태양전지, 무기양자점 기반 태양전지등 다양한 전지가 연구 개발되고 있으나, 그 효율, 원료 및 제조 공정상의 비용 절감, 및 안정성 측면에서 반도체 기반 태양전지를 대체하기 어려운 실정이다.
한편, 전하 증폭(carrier multiplication)은 에너지 전환과정을 통해 여기된 하나의 전자가 에너지 손실과정 중에 충격 이온화(Auger relaxation, impact ionization)를 통해 두 개 이상의 다중 광전자(multiple electron)들이 생성시키는 현상을 말한다. 반도체에서의 전하 증폭 관련 연구가 많이 진행되어져 왔으나, 많은 연구 결과들을 통해 반도체의 밴드갭 존재로 인해 반도체에서는 전하 증폭 현상이 비효율적인 것으로 알려져 있다.
본 출원인은 대한민국 공개특허 제2014-0003682호와 같이, 핫 전자 기반 신소자에 대한 연구를 지속적으로 수행한 결과, 극히 저 비용의 간단한 구조로, 민감한 광 감응도를 가지며, 우수한 에너지 전환 효율을 가져, p-n 졍션이나, 염료 감응 또는 양자점 감응형의 종래 태양전지의 대안으로 활용 가능한 새로운 구조의 나노 다이오드를 개발하여 본 발명을 출원하기에 이르렀다.
대한민국 공개특허 제2014-0003682호
본 발명의 목적은 광에 민감하며 우수한 광 에너지 변환 특성을 가지며, 저 비용으로 생산 가능하여, 상업성이 매우 우수한 나노 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드는 광에 의해 핫 전자가 생성 및 증폭되는 그래핀 층; 그래핀 층과 쇼트키 접합을 이루는 반도체층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드는 그래핀 층과 오믹 접합을 이루는 제1전극 및 반도체층과 오믹 접합을 이루는 제2전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에 있어, 제1전극 및 반도체층은 절연성 기판 상 서로 이격 대향할 수 있고, 그래핀 층은 제1전극과 반도체층 상에, 제1전극의 일부와 상기 반도체층의 일부를 덮도록 위치할 수 있으며, 제2전극은 그래핀 층으로 덮이지 않은 반도체층 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에 있어, 그래핀 층은 단일층, 이중층 또는 N(N≥3인 자연수)층 그래핀일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에 있어, 쇼트키 접합에 의한 쇼트키 장벽의 크기는 0.5 내지 0.9 eV일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에 있어, 반도체층은 산화물 반도체, 질화물 반도체; 4족 반도체; 3-5족 반도체; 2-6족 반도체; 4-6족 반도체; 또는 이들의 적층체일 수 있다.
본 발명은 상술한 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 광 검출 소자를 포함한다.
본 발명에 따른 나노 다이오드는 제로 밴드갭인 그래핀이 광을 수광하여, 핫 전자를 생성하고, 충격 이온화(impact ionization)에 의해 다중 광전자(다중 핫전자)를 생성하여, 광 전류를 증폭함과 동시에, 그래핀과 쇼트키 접합을 이루는 반도체로 이러한 다중 광전자를 수집함에 따라, 다이오드의 광 전류가 현저하게 증가하여 검출 민감도를 향상시킬 수 있으며, 에너지 변환 소자로 활용시 우수한 에너지 변환 효율을 가질 수 있으며, 제1전극, 제2전극, 그래핀층 및 반도체층이라는 극히 간단한 구조를 가지며, 금속, 반도체, 그래핀의 물질로 이루어짐에 따라, 저 비용으로 에너지 변환 효율이나 광 검출 감도가 우수한 광학용 나노 다이오드를 단시간에 대량 생산 가능하여 상업성이 우수하며, 장기간 안정적인 수명을 가질 수 있고, 플렉시블 에너지 변환 소자에 적합한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노다이오드의 에너지 밴드 다이어그램(도 1(a)), 사시도(도 1(b)) 및 단면도(도 1(c))를 도시한 일 예이며,
도 2는 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 그래핀의 라만 분석 결과를 도시한 도면이며,
도 3은 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 전류-전압(I-V) 측정 결과를 도시한 도면이며,
도 4는 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 쇼트키 장벽을 측정 도시한 도면이며,
도 5는 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 광전류를 측정 도시한 도면이며,
도 6은 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 조사되는 광의 에너지별 IPCE(incident photons to current conversion efficiency)를 측정 도시한 도면 및 파워 팩터를 도시한 도면이며,
도 7은 할로겐-텅스텐 램프를 이용하여, 조사되는 광의 강도에 따른 그래핀 나노다이오드의 광 민감도를 측정 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 핫 전자 나노다이오드를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 출원인은 광을 검출하는 광 센서 또는 광 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 에너지 소자에 활용 가능한, 핫 전자 기반 다이오드에 대해 심도깊은 연구를 수행한 결과, 제로 밴드갭인 그래핀을 이용하여, 광에 의해 생성된 핫 전자의 충격 이온화(impact ionization)에 의한 다중 광전자(다중 핫전자)를 생성하고, 그래핀과 쇼트키 접합을 이루는 반도체로 이러한 다중 광전자를 수집하는 기작에 의해, 다이오드의 광 전류가 현저하게 증가하여 검출 민감도를 향상시킬 수 있으며, 에너지 변환 소자로 활용시 우수한 에너지 변환 효율을 가질 수 있음을 발견하여, 본 발명을 출원하기에 이르렀다.
상술한 발견에 기반 한, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드는 광에 의해 핫 전자가 생성 및 증폭되는 그래핀 층; 그래핀 층과 쇼트키 접합을 이루는 반도체층;을 포함할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에서, 그래핀 층과 반도체층 접합 영역에서의 에너지 밴드 다이어그램을 도시한 모식도로, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드는 그래핀 층과 반도체층이 적층되어 쇼트키 접합된 영역인 쇼트키 영역을 포함하며, 그래핀 층은 광(외부 광)을 수광하여, 핫 전자의 생성 및 충격 이온화에 의한 핫 전자의 증폭이 발생할 수 있다. 그래핀 층에서 생성 및 증폭된 핫 전자(도 1(a)에서 붉은색 구로 도시)는, 쇼트키 장벽(Esc)을 넘어, 그래핀과 쇼트키 접합되는 반도체층으로 수집되어, 광전류를 형성할 수 있다.
상세하게, 그래핀에 외부의 광 에너지가 입사되면 그래핀은 광에너지를 흡수하게 된다. 이 때 광자(photon) 하나의 흡수에 의해 그래핀에서 생성된 여기된 하나의 전자(여기 전자)가 가진 초과(excess) 에너지는 충격 이온화(impact ionization)를 통해서 두 개 이상의 여기된 전자를 생성시킬 수 있다. 이러한 과정을 통해서 광자(photon)하나당 두 개 이상의 여기된 전자가 생성되게 되고 이러한 현상에 의해, 제로 밴드갭을 갖는 그래핀 기반의 다이오드가 광 에너지에 매우 민감한 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드는 제로 밴드갭을 갖는 그래핀을 이용하여 광을 감응하고 광 전자를 증폭함에 따라, 그래핀 층 이외의 별도의 외부 에너지 감응 부재(염료, 반도체 양자점, 유기 또는 무기 P-N 정션등)가 구비되지 않을 수 있으며, 단지 쇼트키 결합을 이루는 그래핀 층과 반도체층의 접합 구조로도, 높은 광전류가 생성되며, 매우 우수한 에너지 변환효율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어, 핫 전자는 금속과 같이 에너지 금지대가 존재하지 않는 물질에서 1-3 eV의 운동에너지를 가지는 여기된 전자를 의미할 수 있다. 이러한 핫 전자는 평균자유행로가 10nm 이내고, 수 피코초(picosecond) 이하의 짧은 시간동안 존재할 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어, 그래핀 층을 이루는 그래핀은 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 N(N≥3인 자연수)층인 다층 그래핀일 수 있으며, 구체적으로 1층 내지 4층의 그래핀일 수 있다. 좋게는 그래핀 층을 이루는 그래핀은 이중층 내지 4중층 그래핀일 수 있다. 이러한 다층 구조의 그래핀은 단일층의 그래핀에 존재하는 결함 또는 접착(기 설계된 소자 영역으로의 이송)시 발생하는 불균일한 응력 분포등에 의한 전기적 특성 감소를 방지하여, 그래핀 본래의 전기적 특성이 안정적으로 발휘될 수 있다.
제조방법 측면에서, 그래핀은 기계적 박리법(흑연으로부터의 기계적 박리), 화학기상증착법(CVD를 이용한 그래핀 합성), 에피텍셜 합성법(SiC 웨이퍼로부터 Si의 선택적 승화) 또는 화학적 박리법(흑연의 화학적 산화/환원 반응 이용)과 같은 통상적으로 알려진 방법으로 제조된 것일 수 있다. 상업적인 측면을 고려할 때, 저가로 대면적의 제조가 가능한 화학기상증착법으로 제조된 그래핀일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어, 그래핀 층의 그래핀은 인트린직 그래핀, n형 그래핀 또는 p형 그래핀일 수 있다. n형 그래핀은 전자가 전하를 운반하는 그래핀을 의미할 수 있으며, p형 그래핀은 정공이 전하를 운반하는 그래핀을 의미할 수 있으며, 인트린직 그래핀은 인위적인 도핑이 수행되지 않은 그래핀을 의미할 수 있다. 이때, 그래핀 층의 p형 그래핀은 인위적인 도핑에 의한 p형 그래핀 뿐만 아니라, 인위적인 도핑이 수행되지 않은 상태에도 불순물등의 흡착에 의해 p형을 띠는 그래핀을 포함할 수 있다.
구체적으로, 그래핀은 제조 후, 인위적인 도핑이 수행되지 않고도 산소 및 수분과 같은 불순물의 흡착에 의해 p형 특성을 가질 수 있다. 또한, 이와 독립적으로, 그래핀은 기 알려진 방법을 이용하여 그래핀을 화학적(chemical) 또는 전기적(electrostatic)으로 n형 또는 p형 도핑하여 제조된 것일 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, p형 그래핀은 HNO3, AuCl3, HAuCl4, H2SO4, HCl, Au, Bi, 니트로 메탄(Nitro-methane)등의 물질들로 도핑된 그래핀을 들 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, n형 그래핀은 NH3, NH2NH2, C5H5N, C4H5N, CH3CN, NaBH4, LiAl4, 수소등의 물질들로 도핑된 그래핀을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 핫 전자 나노다이오드는 그래핀이 광을 수광하여, 핫 전자 및 핫 전자의 충격 이온화(impact ionization)에 의해 다중 광전자(다중 핫전자)를 생성하며, 그래핀과 쇼트키 접합을 이루는 반도체로 이러한 다중 광전자를 수집하는 기작을 가짐에 따라, 쇼트키 장벽의 크기는 그래핀에서 생성된 다중 광전자의 수집에 주 영향을 미칠 수 있다.
그래핀과 반도체간의 쇼트키 장벽이 너무 낮은 경우, Voc(open circuit voltage)의 저하가 발생하여 핫 전자의 수집 효율이 감소할 위험이 있고, 쇼트키 장벽가 너무 높은 경우, 그래핀에서 발생된 다중 광전자가 쇼트키 장벽을 넘어 반도체층으로 이동하기 어려워진다. 쇼트키 장벽의 크기는 그래핀 층의 도핑 형태(n형 또는 p형), 도핑 농도 및/또는 반도체층의 물질을 통해 조절될 수 있고, 쇼트키 장벽의 크기는 0.5 내지 0.9eV일 수 있다.
상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에 있어, 쇼트키 접합에 의한 쇼트키 장벽의 크기는 그래핀 층의 도핑 타입(n형 또는 p형), 그래핀 층의 도핑 농도 및 반도체층의 물질에서 하나 이상 선택된 인자를 통해 제어할 수 있다. 구체적으로, 그래핀 층의 도핑 타입을 조절하여, 그래핀의 일함수를 제어함으로써, 쇼트키 장벽의 크기를 제어할 수 있다. 또한, 이와 독립적으로, 반도체층의 물질을 조절하여 n형 반도체물질의 전자친화도를 조절함으로써, 쇼트키 장벽의 크기를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어, 반도체층은 그래핀과 쇼트키 접합을 형성하며 전자의 이동이 가능한 n형 반도체 물질 층일 수 있다. 구체적인 일 예로, 반도체층은 그래핀의 일함수(work function)보다 작은 전자친화도(electron affinity)를 갖는 n형 반도체물질일 수 있다. 이에 따라, 반도체층은 그래핀과의 접합에 의해, 그래핀의 일함수에서 n형 반도체물질의 전자친화도를 뺀 값에 해당하는 쇼트키 장벽(Schottky barrier)를 형성할 수 있다.
반도체층의 물질은 상술한 범위로 쇼트키 장벽을 형성하며 전자 이동 경로를 제공하는 n형 반도체라면 사용 가능하다. 구체적인 일 예로, 반도체층은 산화물 반도체, 질화물 반도체; 4족 반도체; 3-5족 반도체; 2-6족 반도체; 4-6족 반도체; 또는 이들의 적층체일 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 산화물 반도체는 타이타늄 산화물(TiO2) 또는 세륨 산화물(CeO2)을 포함할 수 있고, 질화물 반도체는 갈륨나이트라이드(GaN)을 포함할 수 있으며, 4족 반도체는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 또는 실리콘게르마늄(SiGe)을 포함할 수 있고, 3-5족 반도체는 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP) 또는 갈륨인(GaP)을 포함할 수 있으며, 2-6족 반도체는 황화카드뮴(CdS) 또는 텔루르화아연(ZnTe)을 포함할 수 있고, 4-6족 반도체는 황화납(PbS)을 포함할 수 있다. 이때, 산화물 반도체, 질화물 반도체; 4족 반도체; 3-5족 반도체; 2-6족 반도체; 4-6족 반도체; 또는 이들의 적층체는 그래핀 층과 0.5 내지 0.9eV 크기의 쇼트키 장벽을 형성하며, 전자의 원활한 이동이 이루어질 수 있도록, 해당 반도체 물질에 익히 알려진 n형 도핑 물질로 도핑된 상태일 수 있음은 물론이다.
이때, 반도체층이 서로 상이한 물질층이 적층된 적층체인 경우, 적어도, 그래핀과 접하여 계면을 형성하는 측의 반도체층(제1반도체층)은 그래핀에 대해 상술한 범위로 쇼트키 장벽을 형성하는 물질층인 것이 좋고, 적층체에서 그래핀으로부터 제1반도체층으로 주입되는 광전자(핫전자)가 이웃하는 반도체층으로 자발적 이동이 가능하도록, 점차적으로 전도대(conduction band) 최소 에너지 레벨이 낮아지는 구조를 가질 수 있다.
도 1(b) 및 도 1(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노다이오드의 사시도 및 단면도를 도시한 일 예이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노다이오드는 광을 조사받는 그래핀층(100) 및 적어도 일부가 그래핀층(100) 하부에 위치하여, 그래핀층(100)과 쇼트키 접합을 이루는 반도체층(200)을 포함할 수 있다. 이때, 그래핀층(100)은 광을 수광하여 광에 의해 핫 전자를 생성하고 충격 이온화에 의해 핫 전자를 증폭하는 역할을 수행함에 따라, 표면으로 노출된 표면층일 수 있다.
도 1(b) 및 도 1(c)에 도시한 일 예와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노다이오드는 그래핀층(100)과 오믹 접합을 이루는 제1전극(300) 및 반도체층(200)과 오믹 접합을 이루는 제2전극(400)을 더 포함할 수 있다. 제1전극(300) 및 제2전극(400)은 외부와의 전기적 접속을 가능하게 하는 연결 단자의 역할을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 그래핀층(100)은 광을 수광하여 핫 전자를 생성 및 증폭하는 역할을 수행함에 따라, 광의 수광을 최대화하기 위해 표면층으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 반도체층(200)의 일부가 그래핀층(100) 하부에 위치하여 반도체층(200)과 그래핀층(100)이 쇼트키 접합을 이루는 접합 영역(schottky junction)이 형성될 수 있다.
이러한 표면 그래핀층의 구조에 따라, 제1전극(300) 및 반도체층(200)은 서로 이격 대향할 수 있고, 그래핀층(100)은 제1전극(300)과 반도체층(200) 상에, 제1전극(300)의 일부와 반도체층(200)의 일부를 덮도록 위치할 수 있으며, 제2전극(400)은 그래핀 층으로 덮이지 않은 n형 반도체층(200) 상에 위치할 수 있다.
구체적으로, 제1전극(300) 및 반도체층(200)은 절연성 기판(500) 상 서로 이격 대향할 수 있고, 그래핀층(100)의 일 단이 반도체층(200)의 일 단 상부에 적층되어 접합 영역(schottky junction)을 형성할 수 있으며, 그래핀층(100)의 다른 일 단이 제1전극(300) 상부에 적층되도록 위치하며 제1전극(300)과 오믹 접합을 형성할 수 있다. 제2전극(400)은 접합 영역(schottky junction) 이외의 반도체층(200)과 접하도록 형성될 수 있는데, 구체적으로, 반도체층(200)의 다른 일 단 상부를 덮도록 위치할 수 있다. 반도체층(200) 상에 제2전극(400)이 적층된 구조는 외부와의 전기적 접속을 위한 단자의 용이한 형성 및 소형화 측면에서 보다 좋다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노다이오드는 절연성 기판(500)을 더 포함할 수 있으며, 절연성 기판(500)은 제1전극(300), 제2전극(400), 그래핀층(100) 및 반도체층(200)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 절연성 기판(500)의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에텔에텔케톤, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리이미드등의 유연성 유기 기판 또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 유리등의 무기 기판일 수 있다. 두 접속 전극과, 쇼트키 접합을 이루는 반도체층과 그래핀이라는 극히 간단하고 초박형의 단순한 구조에 의해, 외부 광을 검출하거나, 광 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있음에 따라, 플렉시블 광 검출 소자 또는 플렉시블 에너지 변환 소자에 특히 적합하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노다이오드는 제1전극(300)과 반도체층(200)간의 이격거리, 구체적으로, 제1전극(300)과 접합 영역(schottky junction)간의 이격 거리를 조절하여, 외부 광 에너지가 인가되는 그래핀층(100)의 활성(수광) 면적을 조절할 수 있다. 그래핀층(100)이 표면층을 이룸에 따라, 활성 면적은 그래핀의 면적과 유사 내지 동일할 수 있다. 그래핀의 면적은 흡수되는 광량, 제조 비용등을 고려하여 적절히 설계 변경 될 수 있다. 일 예로, 그래핀층(100)의 면적은 서로 이격 대향하는 제1전극과 제2전극의 이격 방향을 길이 방향으로 하고, 길이 방향에 수직인 방향을 폭 방향으로 하여, 수백 μm 내지 수십cm의 길이 및 수백μm 내지 수십cm의 폭을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 핫 전자 기반 나노 다이오드의 용도 및 사용 환경등에 따라 적절히 조절 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 그래핀층(100)은 일 단이 제1전극(300) 상부로 접하며 오믹 접합을 형성하고, 다른 일 단이 반도체층(200) 상부로 접하며 쇼트키 접합을 형성함에 따라, 제1전극(300)의 두께와 반도체층(200)의 두께에 의해 표면 단차를 가질 수 있다. 과도하게 큰 표면 단차(제1전극의 두께나 반도체층의 두께에 상응함)는 절연성 기판(500)과 그래핀층(100)간의 안정적인 밀착을 저해할 수 있으며, 그래핀층(100)에 국부적인 응력을 야기할 수 있어 그 전기적 특성에 악영향을 줄 수 있다. 또한, 반도체층(200)의 두께가 너무 두꺼운 경우, 재결합에 의한 전류 손실이 발생할 수 있다. 그러나, 반도체층(200)의 두께가 너무 얇아지는 경우, 반도체 내의 밴드 밴딩이 제대로 발생하지 않아 효율이 감소할 위험이 있다. 이에 따라, 제1전극(300)의 두께는 50nm 내지 100μm일 수 있고, 반도체층(200)의 두께는 20nm 내지 100μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드에 있어, 반도체층(200)은 상술한 바와 같이, 전자의 원활한 이동이 가능하며, 그래핀과 쇼트키 접합되는 물질, 좋게는 그래핀과의 접합에 의해 0.5 내지 0.9eV의 쇼트키 장벽이 형성되는 물질일 수 있다. 이러한 반도체층의 물질은 그래핀층의 도핑 여부, 도핑 농도등을 고려하여 그래핀의 일함수와 반도체 물질들의 기 알려진 전자친화도를 기반으로 설계될 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 그래핀이 인위적인 도핑이 수행되지 않고 산소나 수분과 같은 불순물의 흡착에 의해 자연적인 p형 특성을 갖는 그래핀인 경우, 반도체층은 타이타늄 산화물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핫 전자 나노 다이오드는 그래핀층(100)에 의한 광의 수광, 광의 수광에 의한 그래핀층(100)에서의 핫 전자(광 전자) 생성, 그래핀층(100)에서 생성된 핫 전자의 충격 이온화에 의한 다중 핫전자(다중 광전자) 생성), 그래핀층(100)과 쇼트키 접합하는 반도체층(200)에 의한 핫 전자(광 전자)의 수집이라는 작동 기작에 의해, 입사되는 광 에너지에 대한 핫 전자의 생성 정도를 의미하는 파워 팩터(powder factor, η)가 4 이상, 구체적으로 4.5 이상일 수 있다.
본 발명은 상술한 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 광 검출 소자를 포함한다. 구체적인 일 예로, 본 발명은 상술한 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 광학 센서를 포함할 수 있으며, 광학 센서는 광 검출 센서, 또는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 에너지 변환 소자를 포함한다. 구체적인 일 예로, 본 발명은 상술한 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 태양전지를 포함할 수 있다. 핫 전자 나노 다이오드는 그 자체로, 태양전지 모듈의 단위 셀을 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 다이오드는 제1전극, 제2전극, 그래핀층 및 반도체층이라는 극히 간단한 구조를 가지며, 금속, 반도체, 그래핀의 물질로 이루어짐에 따라, 저 비용으로 에너지 변환 효율이나 광 검출 감도가 우수한 광학용 나노 다이오드를 단시간에 대량 생산가능하며, 종래의 반도체 공정에서 일반적으로 사용하는 공정에 의해 제조 가능함에 따라 새로운 공정의 구축이 불필요하여 상업화에 매우 유리하며, 척박한 환경에서도 장기간 안정적인 수명을 가질 수 있는 장점이 있다. 나아가, 초 박형으로 제조될 수 있음에 따라, 플렉시블 광학 소자, 플렉시블 에너지 변환 소자에 매우 적합한 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 다이오드는 쇼트키 접합을 형성하는 그래핀층과 반도체층, 그래핀층에 접속된 제1전극, 반도체층에 접속된 제2전극이라는 극히 간단한 구조를 가짐에 따라, 종래에 알려진 금속 박막 제조 공정, 무기(반도체) 박막 제조 공정, 그래핀 이송 및 접합 공정을 사용하여 제조될 수 있음은 물론이며, 이는 증착이나 물질을 도포하여 막을 형성하는 모든 관련 분야의 종사자에게 주지의 사실이다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 제1전극(300) 또는 제2전극(400)은 공지의 증착 또는 인쇄에 의해 형성될 수 있고, 증착은 스퍼터링법(Sputtering), 열 증착법(thermal evaporation), 유기금속화학기상증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapour Deposition) 또는 분자빔에피택시법(MBE; molecular beam epitaxy), 원자층 증착법(ALD; Atomic layer deposition)등의 물리적 증착(physical vapor deposition) 또는 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있으며, 인쇄는 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 바-코팅, 그라비아-코팅, 블레이드 코팅, 롤-코팅등을 이용하여 수행될 수 있다.
반도체층은 반도체 박막을 제조할 수 있는 공지의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 멀티타겟 스퍼터링법(multitarget sputtering), 플라즈마 도움 화학기상증착법(plasma-enhanced CVD), 진공 증착법(vacuum evaporation), 전자빔 증발법(electron beam evaporation) 또는 원자층 증착법(ALD)를 이용하여 제조될 수 있다.
이때, 상술한 전극, 반도체층의 형성시 기 설계된 영역에만 물질의 증착 또는 도포가 이루어지도록 적절한 마스크를 이용할 수 있음은 물론이다.
상술한 방법으로, 절연성 기판 상 서로 이격 대향하는 제1전극과 반도체층이 형성되고, 기 설계된 접합 영역 이외의 반도체층 영역을 덮도록 제2전극을 형성한 후, 그래핀의 이송 및 접합이 이루어질 수 있다.
상세하게, 절연성 기판 상, 제1전극과 반도체층이 형성된 후, 제1전극의 일부를 덮으며, 기 설계된 접합 영역까지 연장되어 위치하도록, 그래핀을 이송 및 접합할 수 있다. 그래핀의 이송 및 접합은, 희생층(일 예로, 폴리메틸메타크릴레이트, PMMA)과 그래핀을 접합하고, 그래핀을 소정의 위치에 위치시킨 후 희생층을 습식 에칭하여 제거하는 통상의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이때, 알려진 바와 같이, 희생층이 접합된 그래핀을 소정의 위치에 위치시킨 후 그래핀과 기판, 그래핀과 제1전극 및/또는 그래핀과 반도체층 간의 안정적인 결합을 위해, 100 내지 120℃ 정도의 열처리가 수행될 수 있음은 물론이며, 습식 에칭에 의해 희생층이 제거된 후, 그래핀에 잔류하는 희생층 잔류 물질의 제거를 위한 열처리(일 예로, PMMA의 경우 350℃ 정도)가 수행될 수 있음은 물론이다. 그러나, 그래핀의 이송 및 접합 시, 그래핀을 소정의 위치에 이송 및 밀착 시킬 수 있는 알려진 어떠한 방법을 사용하여도 무방함은 물론이다.
(실시예)
도 1과 유사한 구조의 나노 다이오드를 제조하였다. 상세하게, 500 nm 두께의 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 기판으로 이용하였다. 알루미늄 마스크를 이용하고 전자빔 증착을 이용하여, 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼상 Ti를 150 nm 증착하였다. 그 후에 TiO2의 n 형 반도체를 만들기 위해 470℃로 2시간 15분 동안 열처리를 수행하였다. 그 다음에는 두 개의 전극(제1전극 및 제2전극) 증착을 위해 또 다른 마스크를 이용하여 Ti 50 nm 및 Au 150 nm를 순차적으로 증착을 하였다. 이 때 Ti는 Au와 실리콘 산화막 사이에 접합을 위함이다. TiO2 위와 제1전극 사이에 CVD로 성장된 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀을 위치시켰다.
(비교예)
그래핀이 아닌, Au를 증착한 후 열처리한 것을 제외하고, 실시예와 동일하게 수행하여 나노 다이오드를 제조하였다. 이때, Au는 실시예의 그래핀과 동일한 위치에 10nm 두께로 증착되었다.
도 2는 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 그래핀의 라만 분석 결과를 도시한 도면으로, 라만 분석은 514 nm 레이저를 이용하여 수행되었다. 도 2에 도시한 바와 같이, 2D 밴드와 G 밴드의 피크비(2D peak 강도/G peak 강도)를 통해, 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀의 그래핀층이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 3은 실시예에서 제조된 나노 다이오드(이하, 그래핀 나노 다이오드로 칭함)와 비교예에서 제조된 나노 다이오드(이하, Au 나노 다이오드로 칭함)의 정류 특성을 시험한 전류-전압(I-V) 측정 결과를 도시한 도면이다. 도 3에서, SLG/TiO2, BLG/TiO2 또는 TLG/TiO2는 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀이 구비된 그래핀 나노다이오드의 결과를 의미하며, 10nm Au/TiO2는 비교예에서 제조된 Au 나노 다이오드의 결과를 의미한다. 도 3에서 알 수 있듯이, 단일층(SLG), 이중층(BLG) 또는 삼중층(TLG) 그래핀이 구비된 그래핀 나노다이오드 모두, 확연한 정류 특성을 확인할 수 있다.
도 4는 열 방출 피팅(thermionic fitting)을 이용하여 산출된 그래핀 나노 다이오드 및 Au 나노 다이오드의 쇼트키 장벽을 측정 도시한 것으로, 도 4에서, SLG, BLG 또는 TLG은 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀이 구비된 그래핀 나노다이오드의 결과를 의미하며, 10nm Au는 비교예에서 제조된 Au 나노 다이오드의 결과를 의미한다.
도 5는 실시예에서 제조된 나노 다이오드의 광특성을 측정 도시한 도면으로, 도 5에서 SLG, BLG 또는 TLG은 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀이 구비된 그래핀 나노다이오드를 의미한다. 도 5에서 알 수 있듯이 그래핀 층이 단일층에서 삼중층으로 증가함에 따라 그래핀 자체의 흡광도가 증가하여 광전류가 증가하는 것을 알 수 있으며, 그래핀층이 단일층 내지 삼중층과 같이 다층의 그래핀이라하더라도, 전하 증폭(carrier multiplication)에 의해 광전류의 증폭이 관측되는 것을 알 수 있다.
도 6은 그래핀 나노 다이오드(도 6(b)) 및 Au 나노 다이오드(도 6(a))에서 조사되는 광의 에너지별 IPCE(incident photons to current conversion efficiency)를 측정 도시한 도면 및 이의 Fowler's fitting을 통해 산출되는 파워 팩터(power factor, 도 6(c)))를 도시한 도면이다 도 6(a) 및 도 6(b)에서 SBH는 쇼트키 장벽(도 1(a)의 Esc)를 의미하며, hν는 그래핀 또는 Au에 조사되는 광의 포톤 에너지를 의미한다. 도 6(b)에서 SLG/TiO2, BLG/TiO2 또는 TLG/TiO2는 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀이 구비된 그래핀 나노다이오드의 결과를 의미하며, 도 6(c)에서, SLG, BLG 또는 TLG은 단일층 그래핀, 이중층 그래핀 또는 삼중층 그래핀이 구비된 그래핀 나노다이오드의 결과를 의미하며, Au는 비교예에서 제조된 Au 나노 다이오드의 결과를 의미한다.
도 6을 통해, Au 나노다이오드의 경우, 파워 팩터가 3정도의 수치를 보이는 반면, 실시예에서 제조된 그래핀 나노다이오드의 경우, 단일층, 이중층 또는 삼중층 그래핀이 구비되는 경우 모두, 파워 팩터가 4이상의 수치를 가짐을 알 수 있다. 이는 그래핀 나노 다이오드에서 충돌 이온화를 통해 핫 전자가 증폭된 것을 의미한다. 도 6의 결과는 그래핀에서의 전하 증폭(carrier multiplication) 현상을 핫 전자의 증폭현상으로 관찰한 것으로, 그래핀 나노 다이오드가 광에 대해 매우 민감한 특성을 가지며, 광 센서나 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 소자로 활용될 수 있는 가능성을 보여주는 결과이다.
도 7은 할로겐-텅스텐 램프를 이용하여, 조사되는 광의 강도에 따른 그래핀 나노다이오드의 광 민감도를 측정 도시한 도면으로, 도 7에서 알 수 있듯이, 그래핀 나노다이오드가 Au 나노다이오드보다 약한 광에서 보다 우수한 광 민감도를 가짐을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 광에 의해 핫 전자가 생성되고, 핫 전자의 충격 이온화에 의해 다중 광전자가 생성되어, 전자가 증폭되는 그래핀 층;
    상기 그래핀 층과 쇼트키 접합을 이루는 반도체층;
    상기 그래핀 층과 오믹 접합을 이루는 제1전극; 및
    상기 반도체층과 오믹 접합을 이루는 제2전극을 포함하는 핫 전자 나노 다이오드.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 반도체층은 절연성 기판 상 서로 이격 대향하며,
    상기 그래핀 층은 상기 제1전극과 상기 반도체층 상에, 상기 제1전극의 일부와 상기 반도체층의 일부를 덮도록 위치하며,
    상기 제2전극은 상기 그래핀 층으로 덮이지 않은 상기 반도체층 상에 위치하는 핫 전자 나노 다이오드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 그래핀 층은 단일층, 이중층 또는 N(N≥3인 자연수)층 그래핀인 핫 전자 나노 다이오드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 쇼트키 접합에 의한 쇼트키 장벽의 크기는 0.5 내지 0.9eV인 핫 전자 나노 다이오드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체층은 산화물 반도체, 질화물 반도체; 4족 반도체; 3-5족 반도체; 2-6족 반도체; 4-6족 반도체; 또는 이들의 적층체인 핫 전자 나노 다이오드.
  7. 제 1항, 또는 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 광 검출 소자.
  8. 제 1항, 또는 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 핫 전자 나노 다이오드를 포함하는 에너지 변환 소자.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190067625A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 기초과학연구원 3차원 핫전자 에너지 소자
KR101998586B1 (ko) * 2018-02-26 2019-07-10 (주) 디엔디이 그래핀 기반의 쇼트키 접합 태양전지 및 이의 제조 방법
KR102019599B1 (ko) * 2018-04-06 2019-09-06 경희대학교 산학협력단 그래핀 기반의 포토 다이오드 및 그 제조방법
KR20230041228A (ko) * 2021-09-17 2023-03-24 연세대학교 산학협력단 강유전성 2차원 재료 기반의 광전 소자 및 이의 제조 방법
KR20240036821A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 국립금오공과대학교 산학협력단 이종 접합 광 센서

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120129242A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 한국과학기술원 핫 전자 기반의 금속-반도체 나노다이오드 광촉매소자
KR20140003682A (ko) 2012-06-22 2014-01-10 한국과학기술원 탠덤형 유기/무기 나노다이오드 및 이를 이용한 태양전지
KR20140095553A (ko) * 2011-11-14 2014-08-01 퍼시픽 인테그레이티드 에너지, 인크. 전자기 에너지 수집 장치, 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120129242A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 한국과학기술원 핫 전자 기반의 금속-반도체 나노다이오드 광촉매소자
KR20140095553A (ko) * 2011-11-14 2014-08-01 퍼시픽 인테그레이티드 에너지, 인크. 전자기 에너지 수집 장치, 시스템 및 방법
KR20140003682A (ko) 2012-06-22 2014-01-10 한국과학기술원 탠덤형 유기/무기 나노다이오드 및 이를 이용한 태양전지

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NANO LETTERS 학술지 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190067625A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 기초과학연구원 3차원 핫전자 에너지 소자
KR102467133B1 (ko) 2017-12-07 2022-11-16 기초과학연구원 3차원 핫전자 에너지 소자
KR101998586B1 (ko) * 2018-02-26 2019-07-10 (주) 디엔디이 그래핀 기반의 쇼트키 접합 태양전지 및 이의 제조 방법
KR102019599B1 (ko) * 2018-04-06 2019-09-06 경희대학교 산학협력단 그래핀 기반의 포토 다이오드 및 그 제조방법
KR20230041228A (ko) * 2021-09-17 2023-03-24 연세대학교 산학협력단 강유전성 2차원 재료 기반의 광전 소자 및 이의 제조 방법
KR102658035B1 (ko) * 2021-09-17 2024-04-15 연세대학교 산학협력단 강유전성 2차원 재료 기반의 광전 소자 및 이의 제조 방법
KR20240036821A (ko) * 2022-09-14 2024-03-21 국립금오공과대학교 산학협력단 이종 접합 광 센서
KR102667753B1 (ko) 2022-09-14 2024-05-22 국립금오공과대학교 산학협력단 이종 접합 광 센서

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