KR101760444B1

KR101760444B1 - 초광대역광원 기반의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 분석시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101760444B1
Application number: KR1020160032171A
Authority: KR
Inventors: 최현용; 김재석; 차순영
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-07-21

Abstract

본 발명은, 스펙트로스코피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 프로브 광으로서 원적외선, 중적외선, 근적외선, 가시광 대역을 포함하는 초광대역광원을 사용하는 광펌프-광프로브 측정방법을 통해, 이종접합에 의해 형성되는 새로운 전도대-가전자대 에너지 대역을 선택적으로 프로브하는 것이 가능하여, 전자 정공 분리현상을 직접적으로 측정할 수 있고, 이러한 초광대역 광원의 사용으로 다양한 물질의 광여기 특성에 적합한 광원을 선택적으로 입사시킴으로써 측정범위를 넓힐 수 있는 장점을 갖는다.

Description

초광대역광원 기반의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 분석시스템 및 방법{A spectroscopic system for electron-hole pair separation at hetero junction structure using ultrabroadband probe pulses, and an analyzing method therewith}

본 발명은, 스펙트로스코피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 프로브 광으로서 원적외선, 중적외선, 근적외선, 가시광 대역을 포함하는 초광대역광원을 사용하는 광펌프-광프로브 측정방법을 통해, 이종접합에 의해 형성되는 새로운 전도대-가전자대 에너지 대역을 선택적으로 프로브하는 것이 가능하여, 전자 정공 분리현상을 직접적으로 측정할 수 있고, 이러한 초광대역 광원의 사용으로 다양한 물질의 광여기 특성에 적합한 광원을 선택적으로 입사시킴으로써 측정범위를 넓힐 수 있는 장점을 갖는 분석시스템 및 방법에 관한 것이다.

초박막 물질들을 적층하여 이종 접합 구조를 구성하는 경우, 계면에는 빌트인 전위차가 발생하며, 계면근처에서 입사된 에너지는 전자정공쌍을 발생시키며, 조건에 따라 전자정공쌍분리현상을 야기한다.

전자정공쌍분리현상으로 인해 발생되는 광전류를 측정하는 방법으로서, 종래에는, 광전류측정법 및 광루미네선스 방법이 존재하였다.

광전류측정법은, 이종 접합 물질 양단에 메탈 컨택을 적층하고, 전류-전압 측정 장비를 이용하여 전압인가 후, 전류량을 측정하는 방식으로서, 빛이 입사하였을 때 형성되는 전자정공쌍 및 이의 분리로 인해 이동하는 전자 및 정공의 총량을 메탈 컨택을 통해 흘러가는 전류량으로서 측정한다는 것이다. 이 방식에 의하면, 전기적 신호로 변환된 전자 및 정공의 총량만을 측정하므로, 전자 및 정공의 분리현상의 속도를 측정할 수는 없다.

광루미네선스 방법은, 해당 물질의 밴드갭 이상의 에너지를 갖는 빛을 입사 후, 전도대역 최소 에너지에 위치한 전자와 가전자대 최대 에너지에 위치한 정공이 재결합하면서 밴드갭에 해당하는 파장의 빛을 방출하는 현상을 이용하여 측정하며, 밴드갭보다 큰 에너지를 갖는 빛을 입사시키면 밴드갭에 해당되는 발광이 나타나므로, 에너지에 따른 광발광크기로 측정하는 경우, 해당 물질의 밴드 갭 부근의 에너지 영역에서 최대값을 갖는 스펙트럼 특성을 나타낸다. 그런데, 두 이종물질의 접합 시, 서로 다른 물질간의 전하 정공 분리현상은 비발광의 재결합 현상과 관련되므로, 이러한 방식으로 측정할 수 없다. 다만, 이종 접합시 각각의 물질에서 나타나는 광 발광 스펙트럼의 크기값이 감소하는 것을 통해 이종물질간 전하 정공 결합을 간접적으로 확인할 수 있지만, 직접적이지는 않으며, 시간에 따른 전자 정공 분리 현상은 확인할 수 없다.

대한민국 등록특허 제 0784417호(발명의 명칭 : 광검출 소자 및 광검출 소자의 제어 방법, 이하 종래기술 1이라 함)에서는, 광원으로부터 조사된 광을 수신하고, 수광량에 따라 수(數)가 변하는 전자 및 정공을 생성하는 감광부, 분리용 제어 전극을 가지고, 상기 분리용 제어 전극에 인가되는 전위를 제어하여 상기 감광부에서 생성된 전자 및 정공을 목적 캐리어 및 비목적 캐리어로 분리하는 캐리어 분리부로서, 상기 목적 캐리어는 전자 및 정공 중 하나이고 상기 비목적 캐리어는 상기 전자 및 정공 중 다른 하나인, 캐리어 분리부, 재결합 제어 전극을 가지고, 상기 재결합 제어 전극에 인가되는 전위를 제어하여 점등 기간 동안 상기 감광부에서 생성된 목적 캐리어와 소등 기간 동안 상기 감광부에서 생성된 비목적 캐리어를 재결합시키는 재결합부로서, 상기 점등 기간은 상기 광원이 작동하고 있는 기간이고 상기 소등 기간은 상기 광원이 작동하고 있지 않은 기간인, 재결합부 및 상기 재결합부에서의 재결합 후에 잔류하고 있는 목적 캐리어를 인출하는 출력부를 포함하는 광검출 소자에 대하여 개시되어 있다.

KR 10-0784417 B1

종래기술 1은, 전자-정공쌍이 분리되어 전기적 신호로 변화된 총량만 측정하므로, 그 과정에서 손실되는 전하량이 존재하며, 전하분리 현상의 속도를 측정할 수 없다는 제1문제점, 이종접합체 내부에서 발생하는 전자-정공쌍 분리현상을 분리하여 측정할 수 없다는 제2문제점을 갖는다.

상기와 같은 문제점 및 과제를 해결하기 위해 안출되는 본 발명은, 소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부, 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부, 광튜닝부의 출력의 일부를 입력받고, 이종접합체에 대한 여기에너지를 조사하는 펌프광을 형성하는 펌프광조절부(30) 및 광튜닝부의 출력 중 펌프광조절부(30)에 입력된 부분에 대한 나머지를 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부를 포함하고, 초광대역광원은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 측정시스템은, 소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부;

소스레이저를 입력받고, 이종접합체에 대하여 여기에너지를 조사하는 펌프광을 형성하는 펌프광조절부(30), 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부, 광튜닝부의 출력을 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부를 포함하고, 초광대역광원은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상을 측정하는 방법은, 첫째, 이종접합체에 대하여, 펌프-프로브 분광방법에 적합한 펌프광 및 프로브광의 파장대역 또는 주파수대역를 결정하는 단계, 둘째, 결정된 파장대역 또는 주파수대역에 속하는 펌프광 및 프로브광을 생성하기 위해 소스레이저발생부의 작동변수 또는 테라헤르츠광생성부, 가시광생성부, 근적외선생성부, 및 상기 중적외선생성부 중 하나 이상의 작동변수를 결정하는 단계, 셋째, 전단계에서 결정된 소스레이저발생부 또는 광튜닝부의 작동변수에 따라 펌프광 및 프로브광이 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이종접합체의 초고속 전자-정공쌍 분리 현상을 이용하는 광검출디바이스는, 소정의 크기 이상의 여기에너지를 갖는 검출대상 광이 입력되면 전자-정공쌍 분리 현상이 야기되는 이종접합소자, 소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부, 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부, 광튜닝부의 출력을 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부를 포함하고, 초광대역광원은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 광펌프-광프로브 측정방법을 통해, 이종접합에 의해 형성되는 새로운 전도대-가전자대 에너지 대역을 선택적으로 프로브하는 것이 가능하여, 전자 정공 분리현상을 직접적으로 측정할 수 있다는 제1효과, 이러한 초광대역 광원의 사용으로 다양한 물질의 광여기 특성에 적합한 광원을 선택적으로 입사시킴으로써 측정범위를 넓힐 수 있다는 제2효과, 초고속 소스레이저를 이용하여, 매우 짧은 시간동안 일어나는 전자 정공 분리현상을 시간분해하여 관찰할 수 있다는 제3효과를 갖는다. 아울러, 스펙트로스코피에 쓰이는 광원의 파장이 많은 대역을 커버 할수록 정확도 높은 스펙트로스코피를 행할 수 있는데, 본 발명은 이를 가능케하는 초광대역광원(21)을 생성할 수 있다는 제4효과도 구비하는 것이 된다.

본 발명의 실시예에 따르면 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은, 본 발명의 측정시스템의 광튜닝부의 일실시예에 따른 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 측정시스템의 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 측정시스템의 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 측정시스템의 소스레이저생성부의 구성의 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 광검출디바이스의 이종접합소자의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 6은, 본 발명의 광검출디바이스의 이종접합소자의 구조를 나타내는 사진이다.
도 7은, 본 발명의 펌프-프로브 측정법에 따른 신호의 decay time관련 정보를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 본 발명의 펌프-프로브 측정법에 따라 이종접합체에서의 전자-정공쌍 분리 현상을 분석한 그래프이다.
도 9은, 본 발명의 광검출디바이스의 이종접합소자가 새롭게 형성하여 나타내는 에너지 준위를 설명하는 그래프이다.
도 10은, 이종접합체 간에 새롭게 형성되는 에너지 준위를 설명하는 모식도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은, 초광대역 광원과 이를 이용하는 광펌프-광프로브장치로 구성되며, 초광대역 광원은, 소스레이저와 이러한 소스레이저를 측정조건에 맞게 튜닝하는 기능을 갖는 모듈들로 구성되는데, 소스레이저를 펌프광으로 직접 사용하는지에 여부에 따라, 두 가지의 실시유형으로 구분할 수 있다.

<실시유형 1>

도 2를 참조할 때, 실시유형 1은, 펌프광 및 프로브광 모두가 광튜닝부의 출력으로부터 생성되는 유형이다.

본 발명의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템은, 소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부, 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원(21)을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부, 광튜닝부의 출력의 일부를 입력받고, 이종접합체에 대한 여기에너지를 조사하는 펌프광을 형성하는 펌프광조절부(30), 광튜닝부의 출력 중 펌프광조절부(30)에 입력된 부분에 대한 나머지를 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템에 대하여, 각 구성요소별로 설명하기로 한다.

도 4를 참조하여 설명하자면, 소스레이저발생부는 소스레이저를 발생하시키는 기능을 수행하는데, 본 발명이 분광작업을 목적으로 한다는 것을 고려할 때, 소스레이저로는 연속형 레이저가 아닌 펄스형 레이저로 한정될 것이다. 펄스형 레이저로서는 고출력 펨토초레이저(펨토초 모드락 레이저) 뿐만 아니라, 다양한 파장대역의 레이저를 모두 포함할 수 있으며, 펨토초레이저의 변수로서의 펄스폭, 반복률, 펄스당 에너지 등은 가변가능한 것을 적용한다. 구체적으로는 50fs의 펄스폭, 250kHz의 반복율, 8마이크로줄의 펄스 당 에너지를 갖는 티타늄:사파이어 소스레이저를 사용할 수 있으나, 이러한 예에 한정할 것은 아니다.

구체적으로, 소스레이저발생부는, 레이저 펄스를 최초발생시키는 공지의 공진기(12)(오실레이터) 및 발생된 펄스를 증폭하는 기능을 구비할 수 있다. 펄스의 증폭 방식으로는 여러가지 공지의 방법을 적용할 수 있으며, 바람직하게는, 펄스의 처프(chirp)를 조절하는 방식을 채택할 수 있는데, 이는 펄스를 순차적으로 압축, 증폭 및 확장하여 강도를 크게 할 수 있다는 원리를 이용한 것이다.

소스레이저발생부(10) 구현의 일실시예로서, 공진기(12)의 출력인 펄스를 확장(에너지 상태는 유지)하는 기능을 구비하는 파형확장기(13)(stretcher), 파형확장기(13)의 출력을 증폭하는 기능을 구비하는 증폭기(14)(amplifier), 및 증폭기(14)의 출력을 압축(펄스폭 감축, 에너지 상태는 유지)하는 기능을 구비하는 파형압축기(15)(compressor)를 포함할 수 있다.

도1을 참조하여, 광튜닝부는, 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원(21)을 형성하는 기능을 구비하는데, 이 때의 초광대역광원(21)은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함한다.

광튜닝부는, 소스레이저를 입력받아 테라헤르츠광을 생성하는 테라헤르츠광생성부, 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 가시광생성부, 소스레이저를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 근적외선생성부 및 근적외선생성부의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 중적외선생성부를 포함한다.

테라헤르츠광생성부(22)는, 다양한 공지의 방법을 구현한 디바이스를 채택하여 구현할 수 있다. 테라헤르츠광은 원적외선 대역의 광일 수 있다.

테라헤르츠광을 생성하기 위하여, 광전도 방법, 광정류 방법(Optical rectification) 및 레이저의 주파수 차이를 이용한 광혼합방법(photomixing)과 반도체 물질내부에서 나타나는 준준위(intersubband) 천이를 이용한 양자층계레이저(quantum cascade laser)를 이용한 방법들을 적용할 수 있으나, 이러한 예에 한정할 것은 아니다.

광전도 방법(Photoconductive method)은, 광전도현상을 이용하며 반도체 매질의 짧은 전하 수명시간(carrier lifetime)을 이용하여 테라헤르츠 전자기파를 발생시킨다. 반도체 매질의 광전도성을 이용하기 위해 안테나를 형성하고, 테라헤르츠 전자기파의 방출(radiation)이 크게 발생할 수 있도록 안테나에 직류전압을 가한 후 소스레이저(레이저펄스)를 입사시킨다. 이 때, 사용되는 반도체로는 GaAs, InP와 같은 Ⅲ-Ⅴ족의 반도체를 사용할 수 있으나, 이러한 예에 한정할 것은 아니다. 광전도 방법에 의해 형성되는 테라헤르츠파는, 광전도 매질의 종류, 안테나의 형태와 크기, 안테나에 걸어주는 전압의 크기, 및 소스레이저의 펄스폭 등의 조건에 의해 그 특성이 결정된다.

광정류 방법(Optical rectification)은, 강한 빛에 의해 발생하는 비선형 광학 특성을 이용한 것으로 광신호원을 받아들일 때 생기는 시간 의존적인 편광화(time-dependent polarization)현상을 이용하는 방식이다. 이러한 방식으로 테라헤르츠 전자기파를 발생시키려면 광전도 매질에, 편광이 되어 있는 렌즈를 이용하여 소스레이저(레이저펄스)를 집중(focusing)시켜 입사한다. 그러면, 입사된 부분은 레이저에 의한 편광화 현상이 나타난다. 이러한 편광화 현상은 소스레이저(레이저펄스)에 의해 발생되므로 시간 의존적이고, 아주 짧은 시간동안 지속되는 전기장을 형성하는데, 이로 인해 매질의 내부에 있는 전자들이 가속도 운동을 하며 테라헤르츠 전자기파를 방출한다. 이 방법을 통해, 소스레이저(레이저 펄스)의 성질을 조절하여 테라헤르츠 전자기파의 특성을 변형시킬 수 있어 상대적으로 다양한 테라헤르츠 전자기파를 발생시킬 수 있다. 조절가능한 소스레이저 특성들은 펄스의 지속성(pulse duration), 각 펄스당 에너지, 빔스폿사이즈(beam diameter) 등이다.

가시광생성부는, 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 기능을 구비한다. 나아가 이러한 가시광생성부는, 가시광 대역의 초연속광원(white light supercontinuum)을 생성하는 초연속광원생성부일 수 있다. 초연속광원이란 일반적인 레이저에서 방출되는 단색의 빛과는 달리 넓고 연속적인 스펙트럼에 걸쳐 방출되는 빛이다.

초연속광원생성부는, 매우 높은 첨두출력을 갖는 소스레이저를 매질에 집광시키고, 이러한 매질에서의 비선형작용을 이용할 수 있는 구성을 취할 수 있다. 구체적으로는, 비선형 광자결정의 광섬유(nonlinear photonic crystal fiber)를 적용할 수 있다. 예컨대, 800nm 파장을 갖는 펨토초레이저펄스를 입력하는 경우, 비선형 광자결정의 광섬유의 출력은, 400nm 내지 1000nm 파장대역의 초광대역 초연속 스펙트럼을 발진시키게 된다. 구체적으로는, 대물렌즈를 이용하여 펨토초레이저 펄스를 비선형 광자결정의 광섬유에 집광시키는데, 이때 대물렌즈와 광섬유 사이에 PZT장치를 둘 수 있으며, 나아가, 펨토초레이저펄스가 광섬유 단면에서 반사되는 문제상황의 경우에 대비하기 위해 아이솔레이터를 대물렌즈와 소스레이저 사이에 설치할 수 있을 것이다.

근적외선생성부(26)는, 소스레이저를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 기능을 구비한다. 일례로, 800nm 파장대의 펨토초레이저 펄스를 입력받아 1 내지 2.5 마이크로미터 파장대역을 갖는 근적외선 광을 생성할 수 있다. 근적외선생성부(26)는 공지의 광 파라메트릭 증폭기(OPA, optical parametric amplifier)를 이용할 수 있다. 이는 매질의 광학적인 비선형성을 이용한 동조가능한 광증폭기인데, 소스레이저 펄스를 증폭하기 위한 여기광을 발진하는 여기광원과, 여기광과 소스레이저 펄스가 각각 입사하는 비선형결정체를 포함하여 이루어진다. 광 파라메트릭 증폭은, 비선형 결정체에 있어서의 2차의 비선형 광학효과를 이용한 증폭방식이며, 또한 소스레이저 펄스와 여기광을 위상 정합조건을 충족하도록 비선형 결정체에 입사시키는 구성을 구비한다. 구체적으로는, 여기광의 에너지가 출력과 아이들러광(idler light)로 분배되는 과정에 의하여 소스레이저 펄스가 증폭되는 것이라고 할 수 있다. 여기광은 평행광, 수렴광, 발산광 중 하나일 수 있는데, 발산광 또는 수렴광인 경우, 파라메트릭 증폭의 위상 정합조건을 충족하는 파장을 확대할 수 있다. 위상 정합조건은, 소스레이저 펄스 및 여기광의 입사방향과 비선형 결정체의 결정축간의 각도와 소스레이저와 여기광의 상대각도(교차각)으로 결정된다. 일례로, 비선형 결정체로서 베타 붕산 바륨(BBO) 결정을 이용한 경우, 여기광 파장은 527nm이며, 소스레이저의 파장을 800nm이라고 하면, 여기광 및 소스레이저의 비선형 결정체로의 입사방향과 비선형 결정체의 결정축의 각도(위상 정합각)가 약 24°가 되도록 하고, 또한, 여기광과 소스레이저의 각도(교차각)가 약 2.5°가 되도록 광축 조정을 행하면, 소스레이저는, 여기광이 비선형 결정체 내부를 통과하는 동안에 증폭되어 출력된다.

중적외선생성부는, 근적외선생성부(26)-일례로, 광 파라메트릭 증폭기(OPA)의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 기능을 수행한다. 중적외선생성부는, 공지의 차주파수생성기(DFG, Difference Frequency Generator)일 수 있다. 일실시예 의하면, 800nm파장대역의 펨토초레이저 펄스를 OPA에 입력시켜 얻은 출력(근적외선대역, 1~2.5마이크로미터)을 DFG에 입사시키는 경우, 3~7마이크로미터 대의 중적외선을 얻을 수 있다.

차주파수생성기(DFG)는, 이차 비선형 매질에 여기광과 소스레이저를 혼합하여, 이차 비선형성에 의한 3광파 상호 작용에 의하여 두 입사광의 주파수 차이만큼에 해당되는 새로운 변환광을 얻는 원리를 이용한 것인데, 크게 이차 비선형매질에 소스레이저와 함께 여기광을 직접 입사시켜 차주파수에 해당하는 변환광을 얻는 직접적 차주파수 생성방법과, 여기광에 대하여 이차 조화파 생성에 의하여 주파수가 배가된 여기광을 발생시킨 후, 이러한 여기광의 이차 조화파와 입사된 소스레이저 간의 상호작용에 의하여 차주파수에 해당하는 변환광을 얻는 순차적 차주파수 생성방법이 있다.

전술한 바와 같은 광튜닝부가 형성하는 초광대역광원(21)은, 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부(초연속광원생성부), 근적외선생성부(26) 및 중적외선생성부 중 선택되는 둘 이상의 출력의 합성으로 될 수 있다. 이러한 합성광은, 프로브광으로서 사용되는 경우, 넓은 대역에서 스펙트로스코피를 행할 수 있어, 그 효과가 높다. 합성은 하나이상의 렌즈 또는 회절격자 등 공지의 구성을 통해 구현할 수 있다.

다만, 광튜닝부가 형성하는 초광대역광원(21)은, 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부, 근적외선생성부(26) 및 중적외선생성부 중 선택되는 하나 이상의 조합으로 출력될 수 있는데, 이는 합성광을 형성하지 않고, 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부(24), 근적외선생성부(26) 및 중적외선생성부 중 선택되는 하나에 대한 출력을 선택적으로 이용하거나, 이들 중 선택되는 둘 이상에 대한 출력을 분리된 상태로 이용하는 것을 의미한다. 이러한 실시예는, 다양한 이종접합체의 측정에 가장 적합한 프로브파장을 선택할 수 있는 가능성을 극대화할 수 있는 구성임을 의미한다.

본 발명의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템은, 광튜닝부의 출력(초광대역광원(21))의 일부를 입력받고, 이종접합체에 대한 여기에너지를 조사하는 펌프광을 형성하는 펌프광조절부(30), 광튜닝부의 출력 중 상기 펌프광조절부(30)에 입력된 부분에 대한 나머지를 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부를 포함할 수 있다. 즉 이러한 실시예에서는, 소스레이저(펨토초 레이저)를 튜닝하여 초광대역광원(21)을 형성하되, 이러한 초광대역광원(21)에는 펌프광(31)과 프로브광 둘 다 포함되도록 할 수 있고, 펌프-프로브 스펙트로스코피의 실행 시, 펌프광(31)과 프로브광을 분리하여 활용할 수 있다. 일례로, 초광대역광원(21)을 생성한 뒤, 이를 스플릿하여 각각 펌프광(31)과 프로브광으로 활용할 수 있다는 것이다.

또한, 프로브광조절부는, 입력된 광튜닝부의 출력 중 펌프광조절부(30)에 입력된 부분에 대한 나머지에 대해 시간위상지연시키는 기능을 수행하는 시간위상천이부를 포함할 수 있다.

시간위상천이부(42)는, 공지의 가동 미러에 의한 광로 길이를 조정하기 위한 광학계를 이용하여 구성할 수 있으며, 이러한 구성을 통해 펌프광(31)에 대해 지연시간을 갖는 프로브광을 생성할 수 있게 된다. 광로 길이의 가변 범위는 일반적으로는 30cm 정도이며, 펌프광(31)과 프로브광 사이에 수 나노초의 지연시간의 설정범위를 부여할 수 있다.

프로브광을 시료에 입사하기 위해서는, 조사가이드부가 필요할 수 있으며, 이러한 조사가이드부는, 펌프광(31) 및 프로브광을 시료 표면에 인도하는 하나 이상의 미러 및 렌즈, 편광판, 1/2파장판(half wave plate) 등으로 이루어지는 광학계로 구성할 수 있으나, 구체적인 구성에 한정할 것은 아니며, 공지의 구성 어느 것이든 적용할 수 있다.

시료에 입사된 펌프광(31) 및 프로브광으로 인한 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상을 측정하기 위하여 다양한 구성요소를 조합하여 이용할 수 있다. 포토디텍터는, 입사된 광의 강도를 측정할 수 있으며, Si 제의 다이오드를 이용할 수 있고, 나아가 pin타입의 포토디텍터를 이용할 수 있으나, 이러한 예에 한정할 것이 아님은 자명하다. 또한, 록인앰프(lock-in amplifier)는 위상 민감 검출 수단으로서 활용되는데, 기존 공지의 구성을 채택할 수 있다. 기타 chopper, delay stage, monochrometer, current preamplifier, bandpass filter등의 요소들을 결합하여 공지의 측정시스템을 구성할 수 있음은 물론이다.

<실시유형 2>

도 3을 참조할 때, 실시유형 2는, 프로브광만 광튜닝부의 출력(초광대역광원(21))으로부터 생성되는 유형이다. 펌프광(31)은, 소스레이저를 직접 활용하여 생성한다.

이하, 실시유형 1과 중복되는 부분은 설명을 생략하기로 한다.

이러한 실시유형2에서의 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템은, 소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부(10), 소스레이저를 입력받고, 이종접합체에 대하여 여기에너지를 조사하는 펌프광(31)을 형성하는 펌프광조절부(30), 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원(21)을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부, 광튜닝부의 출력을 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부를 주요 구성요소로 갖는다. 초광대역광원(21)은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함한다.

광튜닝부(20)는, 소스레이저를 입력받아 테라헤르츠광을 생성하는 테라헤르츠광생성부(22), 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 가시광생성부(24), 소스레이저를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 근적외선생성부(26), 및 근적외선생성부(26)의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 중적외선생성부(28)를 포함하여 이루어진다.

또한, 일실시예에 따르면, 광튜닝부(20)가 형성하는 초광대역광원(21)은, 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부(24), 근적외선생성부(26) 및 중적외선생성부(28) 중 선택되는 둘 이상의 출력의 합성으로 될 수 있으며, 다른 실시예에 의하면, 광튜닝부(20)가 형성하는 초광대역광원(21)은, 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부(24), 근적외선생성부(26) 및 중적외선생성부(28) 중 선택되는 하나 이상의 출력의 조합으로 출력될 수 있다.

프로브광조절부(40)는, 입력된 광튜닝부(20)의 출력에 대하여 시간위상지연시키는 기능을 수행하는 시간위상천이부(42)를 포함할 수 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 측정시스템을 이용하여 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상을 측정하는 방법에 대하여 각 단계별로 설명하기로 한다.

첫째, 상기 이종접합체에 대하여, 펌프-프로브 분광방법에 적합한 펌프광(31) 및 프로브광(41)의 파장대역 또는 주파수대역를 결정한다.

둘째, 첫째 단계에서 결정된 파장대역 또는 주파수대역에 속하는 펌프광(31) 및 프로브광(41)을 생성하기 위해 소스레이저발생부(10)의 작동변수 또는 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부(24), 근적외선생성부(26), 및 중적외선생성부(28) 중 하나 이상의 작동변수를 결정한다. 소스레이저발생부(10), 또는 테라헤르츠광생성부(22), 가시광생성부(24), 근적외선생성부(26), 및 중적외선생성부(28)의 작동변수 및 이러한 작동변수를 변화시킴에 따른 각 부의 출력 간의 관계는 미리 정리해 둔 표 또는 프로그램으로서 관리할 수도 있고, 이들 간의 관계를 나타내는 소정의 수식의 세트를 마련해 두고, 그때그때 계산에 의하여 결정할 수도 있을 것이다.

셋째, 둘째 단계에서 결정된 펄스레이저발생부 또는 상기 광튜닝부(20)의 작동변수에 따라 상기 펌프광(31) 및 상기 프로브광(41)이 생성된다.

넷째, 상기와 같이 생성된 펌프광(31) 및 프로브광(41)을 소정의 방식으로 시료에 입사시킨 후, 발생하는 물리현상을 측정하는 것은 여타의 공지의 방법을 따를 수 있다.

본 발명의 이종접합체의 초고속 전자-정공쌍 분리 현상을 이용하는 광검출디바이스는, 소정의 크기 이상의 여기에너지를 갖는 검출대상 광이 입력되면 광전류를 발생시키는 이종접합소자, 소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부(10), 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원(21)을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부(20), 광튜닝부(20)의 출력을 입력받고, 측정을 위한 프로브광(41)을 생성하는 프로브광조절부(40)를 주요 구성요소로 갖는다. 이때의 초광대역광원(21)은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함한다. 또한, 광튜닝부(20)는, 소스레이저를 입력받아 테라헤르츠광을 생성하는 테라헤르츠광생성부(22), 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 가시광생성부(24), 소스레이저(11)를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 근적외선생성부(26) 및 근적외선생성부(26)의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 중적외선생성부(28)를 포함할 수 있다.

또한, 일실시예로서, 이종접합소자는 황화몰리브덴 및 황화텅스텐을 포함하여 이루어질 수 있으나, 이러한 예에 한정할 것은 아니다.

구체적으로는, 이종접합소자에 소정의 크기 이상의 여기에너지를 갖는 검출대상 광이 입사되면, 이러한 검출대상 광은 이종접합소자에 대해 전자-정공쌍의 분리 현상을 야기하며, 마치 펌프광(31)처럼 작용하게 된다. 이 때, 일정한 크기의 지연시간을 갖는 프로브광(41)을 입사시키고, 소멸되는 신호의 decay time을 산출하여 전자-정공쌍 분리 현상의 속도를 시간분해 분석할 수 있다.

도 7을 참조하면, pump-probe 측정 예시로써, x축은 pump pulse 입사 후, probe pulse가 입사하기까지의 pump-probe delay를 의미한다. 물질의 밴드갭 이상의 에너지를 갖는 Pump pulse가 입사하게 되면 동시에, 물질 내부의 전자-정공 쌍이 생성되게 되고 전자-정공 쌍의 생성량은 pump pulse의 입사량과 물질의 흡수 특성에 의해 좌우된다. 생성된 전자-정공 쌍으로 인해 probe-pulse에 대한 Pauli blocking이 일어나 equilibrium 상태의 투과도 T0에 대해 변화된 투과도 ΔT가 나타나게 된다. X축의 pump-probe delay 가 0 ps 인 지점은 pump pulse 입사 직후 내부 전자-정공 쌍이 형성되어 전하 농도가 최대가 되었을 시 투과도 변화량 ΔT가 가장 크게 나타나는 지점을 나타내며, 이후 생성된 전자-정공 쌍이 decay 되면서 신호가 점점 사라지게 된다. 따라서, Pump-probe 측정의 최대값에서 신호가 사라질 때까지의 decay time을 이용하여 물질 특성에 좌우되는 전하 분리현상을 직접적으로 시간 분해하여 관찰할 수 있다.

이종접합체-화학적 에너지 준위가 다른 서로 다른 두 종류의 단원자층 물질을 접합하여 제조한 이종접합 구조-에서는, 이종접합내 원자 단위에서 매우 짧은 pn접합이 만들어지며, 광여기로 형성된 전자-정공쌍이 매우 빠른 시간 내에 pn 접합의 영향을 받아 펨토초 수준에서 분리되는 현상- 기존 실리콘 소자 대비 수천~수만배 빠른 분리 현상-이 발생한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 분리된 전자 및 정공은 서로 다른 단원자층 물질 내에 존재하게 되며, 이렇게 분리된 전자 및 정공이 존재하는 준위의 상호작용- 광학적 활성-에 의해, 기존 단원자층 물질의 밴드갭보다 낮은 에너지의 새로운 준위를 생성하게 된다. 약 1.6eV의 에너지 영역에 존재하는 이러한 준위는 광학적으로 활성화되어 있으므로, 광 검출이 용이하다는 특성을 갖는다.

도 8을 참조하면, 이종 접합 구조에서 새롭게 나타나는 전도대-가전자대 대역간의 전하 분리 현상의 (interlayer transition) pump-probe 측정 예시이다. 상당히 빠른 전하 분리 시간(수 피코초)으로 분해하여 관찰할 수 있으며, 삽입 (inset) 그림에서와 같이 입사하는 pump-pulse의 광량에 따른 신호의 크기를 추가로 관찰하였다. 관찰 결과 해당 광량의 범위에서는 신호의 선형적 증가가 나타났으며, 물질의 특성에 따라 비선형 증가가 나타나기도 한다.”

도 9는, pump-probe 측정방법을 이용하여, 특정 pump-probe delay에서 에너지 대역 별 투과도 변화량 ΔT 을 측정한 결과이다. Interlayer transition이 일어나는 probe photon energy 1.6 eV에서 가장 큰 신호가 나타나므로, 해당 대역의 interlayer transition 이 존재한다는 직접적인 증거가 된다.”

<실험예>

본 발명의 측정시스템 및 측정방법을 이용하여 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상을 측정하였다.

[이종접합체 소자의 제조]

도 5 및 도 6을 참조하면, 초고속 전자-정공쌍 분리 현상을 관측하기 위해 vertical stacking growth공법으로 합성된 MoS2-WS2 이종접합 소자를 제조함. 이러한 소자는 각각의 삼각형 모양의 단결정들이 이종접합 정션(junction)을 가지고 있으며, 여러 개의 단결정을 동시에 측정하기 위해, 100마이크로미터 크기의 핀홀을 이용하였다.

[펌프광 프로브광의 파장대역 선정]

상기 MoS2-WS2 이종접합 소자에 대하여, 적합한 펌프광(31) 및 프로브광(41)의 파장대역을 선정한 결과, 펌프광(31)으로는, 3.1eV의 에너지를 보유 한 펨토초레이저(소스레이저(11))를, 프로브광(41)으로서는, 상기 입력(펨토초레이저)에 대한 초연속광원생성부의 출력광-넓은 가시광 영역의 파장대역의 광-을 이용하기로 결정하였다.

[펌프-프로브 측정]

측정하고자 하는 시료(50)를 위치시킨 후, 소스레이저(11)로는, 50fs의 펄스폭, 250kHz의 반복율을 갖는 티타늄:사파이어 레이저를 사용하고, 상기 레이저를 펌프광(31)으로서 시료(50)의 상대적으로 넓은 영역에 입사시키고, 이러한 펌프광(31)이 여기시킨 소자에 야기된 전자-정공쌍 분리현상을 측정하기 위해, 펌프광(31)에 대하여 소정의 지연시간을 갖는 프로브광열을 입사하면서, 프로브광열의 투과도 변화를 시간차이와 파장에 따라 측정함으로써 소자 내에서 일어나는 초고속 광반응을 고분해능으로 측정할 수 있었다. 도 7 및 도 8을 참조하여 볼 때, 구체적으로는, 소멸되는 신호의 decay time을 산출하여, 전자-정공쌍 분리현상의 속도를 시간분해하여 직접적으로 관찰할 수 있었다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

10 : 소스레이저발생부
11 : 소스레이저
12 : 공진기
13 : 파형확장기
14 : 증폭기
15 : 파형압축기
20 : 광튜닝부
21 : 초광대역광원
22 : 테라헤르츠광생성부
23 : 테라헤르츠광
24 : 가시광생성부
25 : 가시광선 대역의 광
26 : 근적외선생성부
27 : 근적외선 대역의 광
28 : 중적외선생성부
29 : 중적외선 대역의 광
30 : 펌프광조절부
31 : 펌프광
40 : 프로브광조절부
41 : 프로브광
42 : 시간위상천이부
50 : 시료

Claims

이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템에 있어서,
소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부;
상기 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부;
상기 광튜닝부의 출력의 일부를 입력받고, 상기 이종접합체에 대한 여기에너지를 조사하는 펌프광을 형성하는 펌프광조절부; 및
상기 광튜닝부의 출력 중 상기 펌프광조절부에 입력된 부분에 대한 나머지를 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부;
를 포함하고,
상기 초광대역광원은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 광튜닝부는,
상기 소스레이저를 입력받아 테라헤르츠광을 생성하는 테라헤르츠광생성부,
상기 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 가시광생성부,
상기 소스레이저를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 근적외선생성부, 및
상기 근적외선생성부의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 중적외선생성부,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 광튜닝부가 형성하는 상기 초광대역광원은, 상기 테라헤르츠광생성부, 상기 가시광생성부, 상기 근적외선생성부 및 상기 중적외선생성부 중 선택되는 둘 이상의 출력의 합성으로 되는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 광튜닝부가 형성하는 상기 초광대역광원은, 상기 테라헤르츠광생성부, 상기 가시광생성부, 상기 근적외선생성부 및 상기 중적외선생성부 중 선택되는 하나 이상의 출력의 조합으로 출력되는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 근적외선생성부는 광 파라메트릭 증폭기(optical parametric amplifier)인 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 중적외선생성부는 차주파수생성기(Difference Frequency Generator)인 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 가시광생성부는, 가시광 대역의 초연속광원(white light supercontinuum)을 생성하는 초연속광원생성부인 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 테라헤르츠광은 원적외선 대역의 광인 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 소스레이저발생부는, 공진기, 상기 공진기의 출력을 확장하는 기능을 구비하는 파형확장기, 상기 파형확장기의 출력을 증폭하는 기능을 구비하는 증폭기, 및 상기 증폭기의 출력을 압축하는 기능을 구비하는 파형압축기,를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 프로브광조절부는, 상기 입력된 광튜닝부의 출력 중 펌프광조절부에 입력된 부분에 대한 나머지에 대해 시간위상지연시키는 기능을 수행하는 시간위상천이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템에 있어서,
소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부;
상기 소스레이저를 입력받고, 상기 이종접합체에 대하여 여기에너지를 조사하는 펌프광을 형성하는 펌프광조절부;
상기 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부; 및
상기 광튜닝부의 출력을 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부;
를 포함하고,
상기 초광대역광원은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 광튜닝부는,
상기 소스레이저를 입력받아 테라헤르츠광을 생성하는 테라헤르츠광생성부,
상기 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 가시광생성부,
상기 소스레이저를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 근적외선생성부, 및
상기 근적외선생성부의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 중적외선생성부,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
삭제
청구항 11에 있어서,
상기 프로브광조절부는, 상기 입력된 광튜닝부의 출력에 대하여 시간위상지연시키는 기능을 수행하는 시간위상천이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상의 측정시스템.
청구항 1의 측정시스템을 이용하여 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상을 측정하는 방법에 있어서,
i) 상기 이종접합체에 대하여, 펌프-프로브 분광방법에 적합한 펌프광 및 프로브광의 파장대역 또는 주파수대역를 결정하는 단계;
ii) 상기 i)단계에서 결정된 파장대역 또는 주파수대역에 속하는 펌프광 및 프로브광을 생성하기 위해 상기 소스레이저발생부의 작동변수 또는 상기 테라헤르츠광생성부, 상기 가시광생성부, 상기 근적외선생성부, 및 상기 중적외선생성부 중 하나 이상의 작동변수를 결정하는 단계;
iii) 상기 ii) 단계에서 결정된 상기 소스레이저발생부 또는 상기 광튜닝부의 작동변수에 따라 상기 펌프광 및 상기 프로브광이 생성되는 단계;
를 포함하는 이종접합체의 전자-정공쌍 분리 현상 측정방법.
이종접합체의 초고속 전자-정공쌍 분리 현상을 이용하는 광검출디바이스에 있어서,
소정의 크기 이상의 여기에너지를 갖는 검출대상 광이 입력되면 전자-정공쌍 분리 현상이 야기되는 이종접합소자;
소스레이저를 발생시키는 소스레이저발생부;
상기 소스레이저를 입력받아 튜닝하여 초광대역광원을 형성하는 기능을 구비하는 광튜닝부;
상기 광튜닝부의 출력을 입력받고, 측정을 위한 프로브광을 생성하는 프로브광조절부;
를 포함하고,
상기 초광대역광원은 테라헤르츠대역, 원적외선, 중적외선, 근적외선 및 가시광선 대역을 포함하고,
상기 광튜닝부는,
상기 소스레이저를 입력받아 테라헤르츠광을 생성하는 테라헤르츠광생성부,
상기 소스레이저를 입력받아 가시광선 대역의 광을 생성하는 가시광생성부,
상기 소스레이저를 입력받아 근적외선 대역의 광을 생성하는 근적외선생성부, 및
상기 근적외선생성부의 출력을 입력받아 중적외선 대역의 광을 생성하는 중적외선생성부,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광검출디바이스.
청구항 15에 있어서,
상기 이종접합소자는, 황화몰리브덴(MoS2) 및 황화텅스텐(WS2)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광검출디바이스.
삭제