KR102047867B1 - 전하 캐리어의 수집 및 전도를 촉진하는 부재를 포함하는 활성영역을 구비하는 유기 포토다이오드 - Google Patents

전하 캐리어의 수집 및 전도를 촉진하는 부재를 포함하는 활성영역을 구비하는 유기 포토다이오드 Download PDF

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Abstract

제1 전극(104) 및 제2 전극 사이에 위치하는 적어도 하나의 활성영역을 포함하는 포토 다이오드에 있어서, 상기 활성영역은 상기 전극들 사이에서 확장하는 가늘고 긴 도전성 또는 반도체 구성요소들을 포함하여, 상기 활성영역 내에서 전하 캐리어의 수집 및 수송을 촉진하도록 디자인되는 것을 특징으로 한다.

Description

전하 캐리어의 수집 및 전도를 촉진하는 부재를 포함하는 활성영역을 구비하는 유기 포토다이오드{Organic photodiode provided with an active zone comprising means for promoting charge carrier collection and conduction}
본 출원은 광자를 엑시톤으로 변환하기 위한 활성영역을 구비하는 포토다이오드와 관련된 것으로서, 특히 하나 이상의 반도체 폴리머 물질들에 기초한 활성영역을 구비하는 포토다이오드와 관련된 것이고, 전하 캐리어의 수집 및 수송이 향상된 활성영역을 구비한 포토다이오드 구조 및 그러한 구조를 제작하는 방법에 관한 것이다.
이미지 센서에서, 포토다이오드들은 휘도 레벨로 대표되는 광자의 양을 이에 비례하는 전기적인 크기로 변환하도록 고안된 소자이다.
이러한 변환은 포토다이오드의 영역(2)에서 일어나고, 영역(2)는 일반적으로 "활성" 영역으로 지칭되고 전극(4)과 전극(6) 사이에 위치한다.
활성영역(2)은 전자 도너인 제1 n형 반도체 물질에 기반한 제1 구역(3) 및 전자 억셉터인 제2 p형 물질에 기반한 제2 구역(5) 사이의 연결 일 수 있다. (도 1a)
하나 이상의 반도체 물질로 형성되는 활성영역을 가진 포토 다이오드들이 있고, 이러한 활성영역은 하나 이상의 폴리머 반도체 물질로 형성될 수 있다.
특히, 이러한 포토 다이오드들은 적어도 하나의 전자 억셉터 폴리머 및 적어도 하나의 전자 도너 폴리머를 포함하는 폴리머들의 혼합에 기반하는 활성영역(2)들을 형성하여 제조될 수 있다고 알려져 있다.
이러한 물질과 광자들의 상호작용은 엑시톤들, 즉 전자-정공쌍을 형성하고, 전자과 정공은 분리되어 전류를 생성한다.
도 1b은 종래 기술에 의한 유기 포토다이오드의 일 실시예를 도시한다. 포토 다이오드는 예를 들어, ITO (Indium Tin Oxide) 및 PEDOT:PSS에 기반한 애노드(12)로 커버되는 기판(10) 상에 형성되고, 이러한 경우 애노드는 도너 폴리머 및 억셉터 폴리머 물질을 포함하는 폴리머 물질의 혼합으로 형성되는 활성층(12)에 의하여 커버되고, 활성층(12) 자체는 캐쏘드(16)에 의하여 커버된다.
이러한 활성층 물질로 인해, 엑시톤들의 수명과 전하 캐리어들의 이동도는 낮다. 따라서, 광자에 의하여 생성되는 작은량의 전자-정공쌍만이 포토-커런트(Phote-Current)를 생성하는데 유효하게 기여한다.
광전자가 변환되는 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency, EQE)은 활성층(12) 내의 물질의 성능을 정량화하는 수단이다.
문제는 향상된 외부 양자 효율을 가진 폴리머 물질에 기반하는 활성 영역을 구비한 포토다이오드를 구현하는데 있다.
본 발명은 특히 전극들과 적어도 하나의 활성영역을 구비하는 소자, 특히 다이오드와 우선적으로 관련되고, 적어도 하나의 활성 영역은 적어도 하나의 주어진 반도체 물질로 형성되는 전극들 사이에 있고, 상기 활성 영역은 전극들 사이의 주어진 반도체 물질 내에, 상기 주어진 물질과 상이한 도전성 또는 반도체 물질에 기반하는 하나 이상의 구성요소들을 포함한다.
상기 도전성 또는 반도체 구성요소들은 전극들로부터 0이 아닌 각도를 가진 방향을 따라서 상기 활성영역의 주어진 물질 내의 전극들 사이로 연장되는 가늘고 긴 영역들로 형성된다.
상기 다이오드는 포토다이오드, 바람직하게 유기 포토 다이오드이고, 상기 활성영역은 광자를 흡수한 후에 엑시톤들을 생성할 수 있다.
상기 구성요소들 중에서, 정공의 전도를 촉진하는 물질에 기반하는 하나 이상의 제1 구성요소들이 있을 수 있다.
상기 구성요소들은 전자들의 전도를 촉진하는 물질에 기반하는 하나 이상의 제2 구성요소들을 포함할 수 있다.
상기 다이오드의 활성영역의 물질에 위치하는 상기 도전성 또는 반도체 구성요소들은 전극들에 의한 전하 수집 및 광자-전자 변환의 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 이러한 구성요소들로 인하여 활성영역에서의 전하들의 수집이 향상될 수 있다.
특히, 이러한 구성요소들은 전극들에 수직한 방향으로 확장할 수 있다.
바람직하게는 도전성 또는 반도체 구성요소들은 전극들과 접촉하지 않게 배열된다.
도전성 또는 반도체 구성요소들은 막대기들 또는 가늘고 긴 트랙 또는 직사각형의 트랙으로 형성될 수 있다.
그러한 구성요소로 인하여, 특히 전극들 간의 긴 거리, 예를 들어 수 밀리미터 오더의 거리를 가진 디바이스들의 전하들의 배출(drainage)이 향상될 수 있다.
그러한 구성요소로 인하여, 유기 또는 폴리머 반도체 물질에 기반한 활성영역들에서 특히 전하들의 배출(drainage)이 향상된다.
따라서, 도전성 또는 반도체 구성요소들은 이들이 접촉하는 활성영역의 구역들에서 사용되는 물질과 상이한 물질에 기반할 수 있고, 그러한 도전성 구성요소들의 물질은 활성영역에서 전하들의 수송을 촉진한다.
따라서, 도전성 또는 반도체 구성요소들은 상기 활성영역 내의 물질의 전도성 보다 좋은 전도성, 특히 활성영역의 물질의 전도성의 적어도 두 배의 전도성을 가지도록 디자인될 수 있다.
하나의 특정 배열에 따르면, 도전성 또는 반도체 구성요소들은 전자들의 전도를 촉진하는 트랙 및 정공들의 전도를 촉진하는 트랙을 교번적으로 배치하는 패턴으로 배열되는 한 세트의 트랙을 형성할 수 있다.
따라서, 접합 면적은 캐소드로의 전자들 및 애노드로의 정공들의 수송을 위한 도너/억셉터 네트워크를 사용하여 증가된다.
일 실시예에 따르면, 정공들의 전도를 촉진하는 트랙들 및 전자들의 전도를 촉진하는 트랙들은 교차하는 빗(interdigitated comb)의 형상으로 배열될 수 있다.
이러한 배열로 인하여, 전극들로의 캐리어들의 수집 및 전도는 제한된 규격에서도 더욱 향상된다.
제1 전극은 애노드로 동작할 수 있고, 제2 전극은 캐소드로 동작할 수 있다. 이러한 경우, 정공들의 전도를 촉진하는 제1 구성요소(들)은 정공들의 수집을 향상시키기 위하여 캐소드보다 애노드에 더 가까이 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정공들의 전도를 촉진하는 구성요소(들)은 애노드로부터 d1의 거리에 있을 수 있고, 캐소드로부터 △1의 거리에 있을 수 있다. (여기서, d1/△1 = 10)
전자들의 전도를 촉진하는 구성요소들은 전자들의 수집을 촉진하기 위하여 애노드보다 캐소드에 더 가까이 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자들의 전도를 촉진하는 제2 구성요소들은 캐소드로부터 d2의 거리에 있고, 애노드로부터 △2의 거리에 있을 수 있다.(여기서, d2/△2 = 10)
일 실시예에 따르면, 상기 도전성 또는 반도체 구성요소들의 전체 외부표면적은 빛의 방사에 노출될 수 있고, 이러한 방사에 노출되는 활성영역의 외부표면적보다 10배 작게 디자인 될 수 있을 것이다.
따라서, 기생 반사 현상들을 줄일 수 있다.
빛 방사에 노출된 구성요소들의 두께는 100나노미터와 작거나 같도록 선택될 수 있고, 바람직하게는 20 나노미터와 작거나 같도록 선택될 수 있다.
따라서, 기생 반사 현상들을 줄일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은 2극성(ambipolar) 물질에 기반할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은 이러한 물질 내의 전하 캐리어들의 이동성(mobility)이 이러한 구성요소들이 위치하는 활성영역 내의 물질 내의 전하 캐리어의 이동성보다 더 높게 되도록, 특히 두 배가 되도록, 선택되는 반도체 물질 또는 2극성 물질에 기반할 수 있다.
상기 주어진 물질은 반도체 폴리머 물질일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은 폴리머 도전성 물질에 기반할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은 SAM(self assembled monolayer) 레이어와 같은 금속의 일함수를 변경할 수 있는 레이어로 커버된 금속에 기반할 수 있다.
다이오드의 일 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은 Au, ITO, Cu, Ni, Ag, Pd, PEDOT:PSS 중에서 선택된 P형 도전성 물질에 기반하는 하나 이상의 제1 구성요소(들)을 포함할 수 있다.
다이오드의 일 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은 Ca, Al 에서 선택된 N 형 도전성 물질에 기반하는 하나 이상의 제2 구성요소들을 포함할 수 있다.
다이오드의 일 실시예에 따르면, 상기 구성요소들은, PFBT 또는 펜타플루오로벤젠테올(pentafluorobenzenethiol) 층과 같은 P 형 SAM 레이어에 의하여 커버된 금속에 기반하는 하나 이상의 구성요소들
및 / 또는
4MTP 또는 메톡시티올페놀(methoxythiolphenol) 레이어와 같은 N형 SAM 레이어로 커버된 금속에 기반하는 하나 이상의 제1 구성요소들을 포함할 수 있다.
활성영역의 일 실시예에 따르면, 활성영역은 상기 제1 폴리머 물질에 기반한 제1 구역 및 상기 제2 폴리머 물질에 기반하고 제1 구역에 인접하는 제2 구역으로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 상기 구성요소들은 제1 구역 및 제2 구역을 관통하는 금속 영역에 기반할 수 있고, 금속 영역은 제1 구역 내에서 상기 금속의 일함수를 증가시킬 수 있는 레이어에 의하여 커버되고, 금속 영역은 상기 제2 구역에서 상기 금속의 일함수를 줄일 수 있는 레이어로 커버된다.
일 실시예에 따르면, 소자의 활성영역은 전자들의 제1 폴리머 반도체 물질 도너 및 전자들의 제2 폴리머 반도체 물질 억셉터의 혼합으로부터 형성된다.
소자의 활성영역은 폴리머 반도체 물질 및 유기 반도체 물질의 혼합으로부터 형성될 수 있다.
다이오드의 일 실시예에 따르면, 활성영역은 바람직하게, PCBM 및 P3HT의 혼합으로부터 형성되고, 상기 구성요소들은 P3HT 기반의 SAM 레이어로 커버된 Au에 기반하는 제1 구성요소들 및 4MTP의 레이어로 커버된 제2 Au 기반의 구성요소들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 빛 방사에 노출될 수 있는 구성요소들의 총 외부표면적은 상기 빛 방사에 노출되는 활성영역의 외부 표면적의 20% 오더일 수 있다.
본 발명은 외부부하에 연결되는 상기 도전성 구성요소들 상에 한정되는 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 마이크로 전자 장치를 포함할 수 있다. 이러한 외부 부하들은 축압기(accumulator)를 형성하는 부재들 또는 적어도 하나의 캐패시터를 형성할 수 있고, 이러한 외부 부하들은 다이오드에 의하여 생성되는 전류 및 도전성 또는 반도체 구성요소들에서 순환하는 전류를 통하여 재충전된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 권리를 한정하기 위해서가 아니고 순수히 설명을 위한 목적으로 제시되는 실시예의 구체적인 설명을 읽은 후에 더 잘 이해가 될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 포토 다이오드 소자를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 폴리머들에 기반하는 활성영역과 그 활성영역내의 전하 캐리어의 수집과 수송을 촉진하는 구성요소들을 구비하는 포토 다이오드의 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 전하 캐리어들의 이동성을 촉진하는 구성요소가 활성영역에 배열되고, U자 형태로 배열되는 포토다이오드의 다양한 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 전자들의 이동성을 촉진하는 구성요소들 및 정공들의 이동성을 촉진하는 구성요소들을 교번적으로 배치하는 활성영역을 포함하는 포토 다이오드의 다양한 실시예를 도시한다.
도 5는 정공들의 수집과 수송을 촉진하는 구성요소 및 전자들의 수집과 수송을 촉진하는 구성요소가 교차하는 빗(interdigitated comb) 모양으로 형성되는 활성영역을 포함하는 포토다이오드의 다양한 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5의 빗(comb) 모양의 다양한 배열을 도시한다.
도 7은 포토 다이오드에서 전하 캐리어의 이동성을 향상시키도록 디자인된 발명에 따른 포토다이오드의 활성영역을 관통하는 구성요소들의 특정 실시예를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 한 스택의 레이어를 형성하는 유기 포토다이오드의 실시예를 도시한다.
도 9는 활성영역에서 배열되고, 이 활성영역에서 전하들의 수송을 촉진하는 도전성 트랙들을 구비하는 본 발명에 따른 포토다이오드가 포함되고, 그 포토다이오드는 상기 도전성 또는 반도체 트랙에 연결되는 외부 장치로 전류를 주입할 수 있는 장치를 도시한다.
도 10은 정공의 수집 및 수송을 촉진하는 수직 구성요소들 및 전자의 수집 및 수송을 촉진하는 수직 구성요소들을 포함하는 활성영역을 구비한 본 발명에 따른 포토 다이오드들의 다른 실시예를 도시힌다.
다른 구성의 동일, 유사 또는 동일성 있는 부분은 한 구성과 다른 구성간의 비교를 용이하게 하도록 동일한 참조부호를 가진다.
그 구성의 다른 부분은 그러한 구성을 보다 쉽게 읽을 수 있도록 하기 위하여, 반드시 동일한 스케일(Scale)를 가지도록 도시되지 않는다.
본 발명에 따른 예시적인 다이오드가 도 2A, 도 2B 및 도 3을 참조하여 설명된다.
이러한 다이오드는 전극(104) 및 전극(106) 사이에 위치하고, 광자를 엑시톤으로 변환하는 "활성영역"이라고 칭하는 영역(102)를 포함한다. 제1 전극(104)은 애노드로 동작하도록 디자인 되고, 제2 전극(106)은 캐소드로 동작하도록 디자인 된다.
예를 들어, 캐소드(106)는 Al 또는 Au 또는 Au 및 Ti의 합금 또는 인듐 또는 칼슘(Ca)과 은(Ag)에 기반한 합금 또는 BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 은의 합성물에 기반할 수 있다.
예를 들어, 애노드(104)는 Mn 또는 Cr 또는 Ar 또는 인듐 또는 칼슘 및 은 합금 또는 금 및 백금 합금, 또는 ITO (Indium Tin Oxide)를 기반으로 할 수 있다.
활성영역(102)는 적어도 하나의 반도체 물질(103)로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 반도체 폴리머를 포함할 수 있다.
가능한 실시예에서, 활성영역(102)내의 물질(103)은 적어도 하나의 전자 억셉터 폴리머 및 적어도 하나의 전자 도너 폴리머를 포함하는 폴리머들의 혼합으로부터 형성될 수 있다(도 2a).
다른 실시예에 따르면(도 2B), 물질(103)은 적어도 하나의 전자 억셉터 폴리머로 구성되는 제1 구역(102a) 및 적어도 하나의 전자 도너 폴리머에 기반하고 제1 구역(102a)에 인접하는 제2 구역(102b)으로부터 형성될 수 있다.
폴리머 물질(103)은 폴리(3-헥실티오펜)((poly 3-hexylthiophene)) 또는 폴리(3- 헥실티오펜-2.5-디일)((poly 3-hexylthiophene-2,5-diyl))과 같은 통상적으로 "P3HT"로 불리는 폴리머와 같은 P형 폴리머 및 폴리머가 그래프트된 메틸 [6,6]-페닐-C61-부타노에이트(methyl [6,6]-phenyl-C61-butanoate) 와 같은 통상적으로 'PCBM'로 불리는 폴리머와 같은 N형 폴리머의 혼합일 수 있다.
도전성 또는 반도체 구성요소들(111, 113)은 전극들(104, 106)사이에 활성영역(102)의 물질(103)에 포함되어 전하 캐리어들의 수집과 순환을 향상시킨다.
구성요소들(111, 113)은 특히, 활성영역 내의 전하 캐리어의 수송을 향상시키고, 대응하는 전극들(104, 106)에 공급되는 물질로 디자인된다.
이러한 구성요소들(111, 113)은 활성영역(102)의 물질(103)내에서 확장되고, 가늘고 긴 모양의 트랙 또는 막대 형태 또는 직사각형의 트랙 또는 막대 형태일 수 있다. 따라서, 대응하는 전극들(104, 106)에 공급되는 활성영역내의 전하 캐리어들의 수집은 향상된다.
정공들의 전도를 촉진하는 제1 물질(112)에 기반하는 제1 구성요소(111)는 활성영역(102)의 일부를 관통하고, 전극들(104, 106) 사이의 (도 2A에서 직교 좌표계 [O;
Figure 112013117246852-pct00001
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Figure 112013117246852-pct00002
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Figure 112013117246852-pct00003
] 의 벡터
Figure 112013117246852-pct00004
와 평행한 방향으로 정의되는) 길이 L1의 방향으로 확장한다. 제1 구성요소(111)는 물질(103)에 기반하고 종래의 기술에 따라서 응용되는 활성영역보다 정공들의 수집을 빠르고 효율적으로 할 수 있다.
전자들의 전도를 촉진하는 제2 물질(114)에 기반하는 제2 구성요소(113)는 활성영역(102)의 일부를 관통하고, 전극들(104, 106) 사이의 (도 2A에서 직교 좌표계 [O;
Figure 112013117246852-pct00005
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Figure 112013117246852-pct00006
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Figure 112013117246852-pct00007
] 의 벡터
Figure 112013117246852-pct00008
와 행한 방향으로 정의되는) 길이 L2의 방향으로 확장한다. 제2 구성요소(113)는 물질(103)에 기반하고 종래의 기술에 따라서 응용되는 활성영역보다 전자들의 수집을 더 빠르고 효율적으로 할 수 있다.
제1 구성요소(111) 및 제2 구성요소(113)은 10 나노미터 및 100 마이크로미터 사이의 길이 L1 및 L2 에 대응하는 연장된 영역 또는 트랙 또는 막대의 형태일 수 있다.
도 2A의 예에서, 제1 구성요소(111) 및 제2 구성요소(113)는 전극들(104 및 106)과 0도가 아닌 각도 특히, 90도 방향으로 확장한다.
제1 구성요소(111)는 애노드(104)의 근처에 위치하는, 예를 들어, 수 나노미터와 10 마이크로미터 사이에 (직교 좌표계 [O;
Figure 112013117246852-pct00009
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Figure 112013117246852-pct00010
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Figure 112013117246852-pct00011
]의 벡터
Figure 112013117246852-pct00012
와 평행한 방향으로 정의되는) 예를 들어, 거리 d1만큼 애노드로부터 이격되는 영역 또는 단부(111a)를 포함할 수 있다.
정공의 전도를 촉진하는 제1 구성요소(111)는 애노드(104)로부터의 거리보다 캐소드(106)으로부터의 거리가 더 멀도록 배열될 수 있다. 제1 구성요소(111)는 거리 D1 만큼 캐소드(104)로부터 더 멀 수 있으며, 예를 들어 1 마이크로 미터 및 100 마이크로 미터 사이일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 캐소드(104)로부터의 제1 구성요소(111)의 거리는 D1 와 같고 적어도 d1의 열 배일 수 있고, 예를 들어, d1 은 1 ㎛ 이고, D1 는 10 ㎛ 이거나, d1 은 2 ㎛ 이고, D1 는 20 ㎛ 일 수 있다.
제2 구성요소(113)는 캐소드(106)의 근처에 위치하는, 예를 들어, 수 나노미터와 10 마이크로미터 사이에 (직교 좌표계 [O;
Figure 112013117246852-pct00013
;
Figure 112013117246852-pct00014
;
Figure 112013117246852-pct00015
]의 벡터
Figure 112013117246852-pct00016
와 평행한 방향으로 정의되는) 예를 들어, 거리 d2만큼 캐소드(106)로부터 이격되는 영역 또는 단부(111a)를 포함할 수 있다. 전자의 전도를 촉진하는 제2 구성요소(113)는 캐소드(106)로부터의 거리보다 애노드(104)으로부터의 거리가 더 멀도록 배열될 수 있다. 제2 구성요소(113)는 거리 D2 만큼 애노드(104)로부터 더 멀 수 있으며, 예를 들어 1 마이크로 미터 및 100 마이크로 미터 사이일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 구성요소(113)는 애소드(104)로부터 D2 거리에 위치할 수 있고, 이는 적어도 d2의 열 배일 수 있고, 예를 들면, d2 은 1 ㎛ 이고, D2 는 10 ㎛ 이거나, d2 은 2 ㎛ 이고, D2 는 20 ㎛ 일 수 있다.
제1 구성요소(111)는 전극(104) 및 전극(106)의 어느것과도 접촉하지 않는다. 유사하게, 제2 구성요소(113)은 전극(104) 및 전극(106)의 어느것과도 접촉하지 않는다.
반사 현상을 최소화하기 위하여, 제1 구성요소(111) 및 제2 구성요소(113)는 활성영역 내부로 침투하는 빛 방사의 통과를 위하여 얇게 선택될 수 있고, 100 나노 미터 이하의 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는 20 나노 미터 이하의 두께를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 두께는 치수 L1 과 같은 치수가 아니고, 방사가 평면 [O;
Figure 112013117246852-pct00017
;
Figure 112013117246852-pct00018
]에 평행하는 활성영역(102)의 표면을 관통할 것으로 예상되고, 그리고 / 또는 평면 [O;
Figure 112013117246852-pct00019
;
Figure 112013117246852-pct00020
]에 평행하는 활성영역(102)의 표면을 관통할 것으로 예상될 때에는 벡터
Figure 112013117246852-pct00021
와 직교하는 방향을 따라서 측정된다.
반사 현상을 줄이기 위하여, 제1 구성요소(111) 및 제2 구성요소(113)는 빛 방사에 노출될 수 있는 면적이 빛 방사에 노출될 수 있는 활성영역의 면적보다 최소 10배 작도록 디자인될 수 있다.
정공의 전도를 촉진하는 물질(112)은 활성영역에서 물질(들)(103)의 전공들의 전도성(σ')보다 높은 전도성(σ1)을 가지도록 선택될 수 있다. 물질(112)의 전도성(σ1)은 바람직하게는 σ1 ≥2σ' 의 관계에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 정공들의 전도를 촉진하는 물질(112)은 예를 들어, 6,13-비스(트리이소프로필실릴에타닐)(6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)) TIPS pentacene(펜타센)과 같은 P형 반도체 물질일 수 있고, 물질(112) 내에서 정공들의 이동성(μ1)이 활성영역(102)의 나머지에서 물질(103) 내에서 정공들의 이동성보다 적어도 두배가 되도록 물질(112)은 선택될 수 있다.
정공들의 전도를 촉진하는 물질(112)는 예를 들어, Au, Ni, Pt 또는 ITO (Indium Tin Oxide), 또는 주석 도핑된 인듐 산화물과 같은 금속성 물질 또는 예를 들면 Si 도핑된 P와 같은 P 형 반도체일 수 있다.
물질(112)는 N 형 및 P형으로 도핑된 Si 와 같은 2극성 물질일 수 있다.
물질(112)는 예를 들어, 정공들에 대한 상기 금속의 일함수를 높이도록 디자인된 SAM(self assembled monolayer) 레이어로 커버된 Au와 같은 금속일 수 있고, 이들은 PFBT 또는 펜타플루오로벤젠티올(pentafluorobenzenethiol)와 같은 폴리머에 기반할 수 있다.
물질(112)는 PEDOT 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))와 같은 전자 도너 폴리머일 수 있다.
전자들의 전도를 촉진하는 물질(114)는 그 전도성(σ2)이 활성영역(102)의 물질(103)의 전자 전도성(σ)을 초과하도록 선택될 수 있다. 전자들의 전도를 촉진하는 물질(114)의 전도성(σ 2 )은 바람직하게는 σ 2 ≥2σ이 되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 전자들의 전도를 촉진하는 물질(114)은 예를 들어, 디이미 드 페릴리펜(diimide perylidene)와 같은 N형 반도체 물질 또는 N 및 P 도핑된 2극성의 Si 일 수 있고, 물질(114) 내에서 전자들의 이동성(μ2)이 활성영역의 나머지의 물질(103) 내의 전자들의 이동성보다 최소한 2배가 되도록 선택할 수 있다.
전자들의 전도를 촉진하는 물질(114)은 예를 들어, Al, Cu, ITO (Indium Tin Oxide)와 같은 금속성 물질 또는 예를 들어 N 도핑된 Si와 같은 N형 반도체에 기반할 수 있다.
물질(114)는, 예를 들어, 금속의 일함수를 줄이도록 디자인된 SAM (self assembled monolayer) 레이어로 커버된 Au 와 같은 금속에 기반할 수 있고, 예를 들어, 4 MTP 또는 4-메틸티오페놀(4-methylthiophenol)에 기반할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 물질(114)는, 예를 들어, N 또는 P로 도핑된 Si와 같은 2극성 물질에 기반할 수 있고, 또는, 예를 들어, PSS 폴리(스티렌 술포네이 트)(poly (styrene sulfonate))와 같은 전자 억셉터 폴리머에 기반할 수 있다.
도 2b에 도시된 다양한 실시예에 따르면, 폴리머 기반 활성영역(202)은 전자 억셉터 폴리머에 기반하는 제2 구역(202b)과 인접하는 전자 도너 폴리머에 기반하는 제1 구역(202a)으로 형성될 수 있다.
광자들이 활성층(202)에 의하여 흡수되는 경우, 엑시톤들 또는 전자-정공 쌍들이 발생하고 분리된다. 제1 구성요소(111)는 애노드(104)로 정공들의 전도를 촉진하고, 제2 구성요소(113)은 캐소드(106)로 전자들의 전도를 촉진한다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 포토다이오드의 다른 실시예를 포함한다.
이러한 예에서, 제1 구성요소(211)는 2개의 가지를 구비한 빗모양 또는 U자 모양이고, 제1 구성요소(211)는 전극들(104, 106) 사이의 활성영역(102)에 위치한 정공들의 전도를 촉진하는 물질(112)에 기반하는 한편, 전자들의 전도를 촉진하는 물질(114)에 기반하는 U형 제2 구성요소(213)는 전극들(104, 106) 사이에서 활성영역(102)의 일부를 관통할 수 있다.
제1 구성요소(211)는 애노드(104)를 따라서 확장하고 애노드(104)에 근접하는 트랙형태의 영역(211a), 및 캐소드(104)를 따라서 확장하는 다른 트랙들(221b, 211c)을 포함한다. 제2 구성요소(213)는 캐소드(106)를 따라서 확장하고 애노드(104)에 근접하는 트랙형태의 영역(213a), 및 애노드(106)를 향하여 확장하는 다른 트랙들(213b, 213c)을 포함한다.
제1 구성요소(211)는 제2 구성요소(213)와 대비하여, 제2 구성요소의 트랙(211b)이 전극들 사이에서 확장하는 제2 구성요소(213)의 트랙들(213b, 213c) 사이에 위치 하고, 전극들 사이로 확장하는 제1 구성요소(211)의 트랙들(211b, 211c) 사이에 제2 구성요소(213)의 트랙(213a)이 배열되도록 위치할 수 있다.
활성영역(102)은 정공의 전도를 촉진하는 트랙들 및 전자들의 전자들의 전도를 촉진하는 트랙들이 교번적으로 배치될 수 있다.
그러한 배열은 작은 사이즈를 유지하면서도 전하 캐리어들의 수송을 촉진한다.
활성층(102)의 부피에서 구성요소들(211, 213)의 개수는 전하들의 수집을 향상시키기 위하여 증가될 수 있다. 도 4에 도시된 포토 다이오드 상의 폴리머 물질의 활성층(102)는 도 3의 장치보다 많은 구성요소들(211, 213)을 가질 수 있고, 특히 2개의 U자형의 구성요소들(211)는 전자들의 전도를 촉진하고, 다른 두개의 U자형의 구성요소들은 정공들의 수송을 촉진한다.
도 5의 예에서, 포토 다이오드는 제1 빗모양 내에 배열된 도전성 트랙들로부터 형성되어, 활성영역(102)의 물질의 정공의 전도를 촉진하는 제1 구성요소(311) 및 제2 빗모양 내에 형성된 도전성 트랙들로부터 형성되어, 전자들의 전도를 촉진하는 제2 구성요소(313)를 포함한다.
제1 구성요소(311)는 애노드(104)에 평행하고 근접하게 배열되고, 전극들(104, 106)에 직교하는 캐쏘드(106)의 방향으로 확장하는 트랙들(311b, 311c, 311d, 311e)에 연결되는 가늘고 긴 트랙(311a)을 포함한다.
제2 구성요소(313)는 캐소드(106)에 평행하고 근접하게 배열되고, 전극들(104, 106)에 직교하는 애노드(106)를 향하여 확장하는 트랙들(313b, 313c, 313d, 313e)에 연결되는 가늘고 긴 트랙(313a)을 포함한다.
제1 및 제2 빗은 교차하여 제2 구성요소(313)의 트랙들(313b, 313c, 313d)은 제1 구성요소(311) 사이에 이(teeth)과 같이 삽입될 수 있다.
도 6은 빗들의 형태인 구성요소들(311 및 313)의 방향이 도 5의 배열과는 상이한 다양한 배열을 도시한다.
제1 빗을 형성하는 제1 구성요소(311)는 애노드(104)에 평행하고 근접하게 확장하는 빗 이(comb tooth)를 형성하는 트랙을 포함하고, 제2 빗을 형성하는 제2 구성요소(313)는 캐소드(106)에 평행하고 근접하게 확장하는 빗 이(tooth)를 형성하는 트랙을 포함한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라서, 전자 억셉터 폴리머에 기반하는 제2 구역(202b)에 인접하는 전자 도너 폴리머에 기반하는 제1 구역(202a)으로부터 형성되는 두 전극들(미도시) 사이에 위치하는 도 3의 장치와 같이 동일한 유형의 활성영역(202)를 포함하는 마이크로 전자 장치의 다른 실시예를 도시한다.
구성요소들(411)은 전하 캐리어들의 수집을 촉진하는 활성영역(202)에 포함된다. 이러한 구성요소들(411)는 제1 구역(202a) 및 제2 구역(202b)을 관통하고, 상기 제1 구역(202a)으로 정공들에 대한 상기 금속의 일함수를 증가시킬 수 있는 레이어(412b)에 의하여 커버된 금속 영역(412a)으로부터 형성되고, 금속 영역(412a)은 상기 제2 구역(202b)에서 상기 금속의 일함수를 줄일 수 있는 다른 레이어(412c)에 의하여 커버될 수 있다.
레이어들(412b, 412c)은 SAM (self assembled monolayer) 형 레이어들일 수 있다. 레이어들(412b)는 예를 들어, 퍼플루오로벤젠티올(perfluorobenzenethiol)에 기반할 수 있고, 레이어(412c)는 예를 들어, Au에 형성되는 4-메틸티오페놀(4-methylthiophenol)에 기반할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 다이오드의 레이어들의 스택을 도시한다.
제1 레이어(501)은 예를 들어, ITO에 기반할 수 있고, 경질 일 수 있고(rigid), 예를 들면, 유리로 만들어지거나 또는 유연하거나 예를 들면, 폴리머에 기반하는 기판으로 형성될 수 있고, 투명한 애노드(502)를 형성할 수 있다. 애노드에 주입을 향상시키도록 디자인된 다른 레이어(503)는 예를 들어, PEDOT-PSS에 기반할 수 있고, 50 nm 오더의 두께일 수 있고, 제1 레이어(501) 상에 형성될 수 있다.
활성층(502)은 예를 들어, 용매에서 PZZ 및 PCBM의 혼합물에 기반하여 형성될 수 있다. 활성층(502)은 몇몇 디포짓(deposit)으로 예를 들어, 잉크 제트 또는 스핀 코팅에 의하여 형성될 수 있고, 단순히 의료용 블레이드에 의하여 디포짓될 수 있다.
활성 물질의 제1 디포짓은 레이어(503) 상에 제작될 수 있다. 활성 물질에서 정공들의 전도를 촉진하는 하나 이상의 도전성 또는 반도체 구성요소들(511)이 형성된다. 그리고, 활성 물질의 제2 디포짓이 만들어지고, 그리고 하나 이상의 도전성 또는 반도체 구성요소들(513)이 만들어져 활성물질의 디포짓된 레이어들 상의 전자들의 전도를 촉진한다.
다른 단계는 구성요소들(513)을 커버하는 활성물질의 또 다른 디포짓을 만드는 것이다.
그리고, 레이어(506)가 형성되어 캐소드를 형성한다. 레이어(506)은 예를 들어, 알루미늄에 기반할 수 있고, 200 nm 두께의 오더일 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 외부장치 예를 들어 캐패시터 또는 축압기를 충전하기 위하여 사용될 수 있다.
도 5를 참고하여 도 9의 실시예에서 이전에 설명된 구조는 예를 들어, 축압기를 충전하기 위하여 사용될 수 있다.
제1 빗으로 배열된 도전성 트랙들로 형성되고 정공의 전도를 촉진하는 제1 구성요소(311)는 부하(load)를 형성하는 부재(400)의 제1 전극과 연결되어 있고, 제2 빗으로 배열된 도전성 트랙들과 전자들의 전도를 촉진하는 제2 구성요소(313)는 부재들(400)의 제2 전극에 연결된다. 이러한 구성으로, 포토다이오드의 전극들(104 및 106)은 플로팅이 유지 되고, 다른 장치에 연결되지 않는다.
포토 다이오드는 조명하에 위치되어 부재들(400)까지 순환할 수 있는 전하들을 생성한다. 부재들(400)은 예를 들어, 구성요소들(311, 313) 내에서 순환하고 활성영역 내에서 생성되는 전류에 의하여 충전되는 적어도 하나의 캐패시터 또는 하나 이상의 축압기(accumulator) 일 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 포토 다이오드의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 포토 다이오드는 활성영역(602)이 있는 캐소드(604)에 의하여 커버된 기판(600) 상에 형성되고, 활성영역(602)는 무기 반도체 물질, 예를 들어, Ni 산화물 및 인듐 산화물에 기반하고 애노드(606)로 커버된다.
정공들의 전도를 촉진하는 구성요소들(611) 및 전자들의 전도를 촉진하는 구성요소들(613)은 수평 방향을 따라서 확장하는 전극들과 영이 아닌 각도를 가지는 수직 방향을 따라서 활성영역(602)내에서 배열된다.

Claims (20)

  1. 제1 전극 및 제2 전극 사이에 위치하는 활성영역를 포함하는 다이오드에 있어서,
    상기 활성영역은 적어도 하나의 반도체 물질로 형성되고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 접촉하며,
    상기 활성영역은 상기 전극들과 0이 아닌 각도를 이루는 방향을 따라서 상기 활성영역의 물질 내에서 상기 전극들 사이에서 확장하는 도전성 영역들을 형성하는 하나 이상의 도전성 또는 반도체 구성요소들을 더 보유(contain)하고,
    상기 구성요소들은 상기 전극들과 연결되지 않고, 상기 구성요소들 중 하나 이상의 제1 구성요소들은 정공들의 전도를 촉진하는 제1 물질에 기반하고, 상기 구성요소들 중 하나 이상의 제2 구성요소들은 전자들의 전도를 촉진하는 제2 물질에 기반하고,
    상기 제1 물질 및 상기 제2 물질은 상기 제1 구성요소들 및 상기 제2 구성요소들이 접촉하는 상기 활성영역의 구역들 내에 상기 물질과는 상이한 물질에 기반하고,
    상기 제1 물질은 상기 활성영역 내의 상기 물질의 정공 전도성 보다 높은 정공 전도성을 가지고,
    상기 제2 물질은 상기 활성영역 내의 상기 물질의 전자 전도성 보다 높은 전도성을 가지고 전자의 전도를 촉진하며,
    적어도 하나의 상기 구성요소들은 금속의 일함수를 변경할 수 있는 레이어로 커버된 금속에 기반하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성영역은 적어도 하나의 반도체 폴리머 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구성요소들은 상기 활성영역 내의 상기 반도체 물질보다 높은 전자 또는 정공 전도성을 가진 물질에 기반하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구성요소들은 전하 캐리어들의 이동성이 상기 활성영역 내의 상기 적어도 하나의 반도체 물질에서의 전하 캐리어들의 이동성의 적어도 두 배가 되는 물질에 기반하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 구성요소들은 도전성 폴리머 물질에 기반하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 구성요소들은 2극성 물질에 기반하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구성요소들은,
    Au, ITO, Cu, Ni, Ag, Pd 및 PEDOT:PSS 중에서 선택되는 P형 도전성 물질에 기반하는 하나 이상의 제1 구성요소들;
    Ca 및 Al 중에서 선택되는 N형 도전성 물질에 기반하는 하나 이상의 제2 구성요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 도전성 또는 반도체 구성요소들은,
    PFBT 또는 펜타플루오로벤젠티올(pentafluorobenzenethiol)에 기반하는 P형 SAM 레이어에 의하여 커버된 금속에 기반하는 하나 이상의 제1 구성요소들; 또는
    4MTP 또는 메톡시티올페놀(methoxythiolphenol)에 기반하는 N형 SAM 레이어에 의하여 커버된 금속에 기반하는 하나 이상의 제2 구성요소들; 또는
    4MTP 또는 메톡시티올페놀(methoxythiolphenol)에 기반하는 N형 SAM 레이어에 의하여 커버된 금속에 기반하는 하나 이상의 제2 구성요소들 및 PFBT 또는 펜타플루오로벤젠티올(pentafluorobenzenethiol)에 기반하는 P형 SAM 레이어에 의하여 커버된 금속에 기반하는 하나 이상의 제1 구성요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 활성영역은 제1 폴리머 물질에 기반하는 제1 구역 및 제2 폴리머 물질에 기반하고 상기 제1 구역에 인접하는 제2 구역으로부터 형성되고, 적어도 하나의 상기 구성요소들은 상기 제1 구역 및 상기 제2 구역을 관통하는 금속 영역에 기반하고, 상기 금속 영역은 상기 제1 구역 내에서 상기 금속의 출력(output work)을 증가시킬 수 있는 레이어에 의하여 커버되고, 상기 금속 영역은 상기 제2 구역 내에서 상기 금속의 상기 출력(output work)을 줄일 수 있는 레이어에 의하여 커버되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 활성영역이 제1 폴리머 물질 및 제2 폴리머 물질의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  12. 제1항에 있어서, 상기 활성영역이 PCBM 및 P3HT의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  13. 제1항에 있어서, 구성요소들은 한 세트의 트랙들로 형성되고, 상기 활성영역 내의 상기 구성요소들의 배열은 정공의 전도를 촉진하는 트랙들과 전자의 전도를 촉진하는 트랙들이 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  14. 제13항에 있어서, 전자들의 전도를 촉진하는 트랙들과 정공들의 전도를 촉진하는 트랙들이 교차하는 빗(interdigitated comb) 모양으로 배열되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드로 동작하고, 상기 제2 전극은 캐소드로 동작하고, 정공의 전도를 촉진하는 구성요소들은 애노드보다 캐소드에 더 근접하여 배치되고, 전자의 전도를 촉진하는 구성요소들은 캐소드 보다 애노드에 더 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  16. 제15항에 있어서, 정공들의 전도를 촉진하는 구성요소들은 캐소드로부터 d1 의 거리에 배열되고, 애노드로부터 △1의 거리에 배열되고(여기서, d1/△1 ≤ 10), 그리고 / 또는 전자들의 전도를 촉진하는 구성요소들은 애노드로부터 d2의 거리 이하로 배열되고, 캐소드로부터 최소한 △2의 거리에 배열되는(여기서, d2/△2 ≤ 10) 것을 특징으로 하는 다이오드.
  17. 제1항에 있어서, 상기 도전성 또는 반도체 구성요소들은 빛 방사에 노출될 수 있는 총 표면적이 동일한 빛 방사에 노출되는 활성영역의 표면적보다 적어도 10배 작은 것을 특징으로 하는 다이오드.
  18. 제1항에 있어서, 상기 도전성 또는 반도체 구성요소들은 100 나노미터 보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  19. 제1항에 따른 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 마이크로 전자 장치에 있어서, 상기 도전성 구성요소들은 축압기 또는 캐패시터의 형태의 부하에 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로 전자 장치.
  20. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US9786856B2 (en) 2015-08-20 2017-10-10 Dpix, Llc Method of manufacturing an image sensor device
CN105403682A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 国家电网公司 多材料金属电子功函数的测定装置
FR3046496B1 (fr) 2016-01-05 2018-04-27 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Photoresistance a sensibilite amelioree
US9929215B2 (en) 2016-07-12 2018-03-27 Dpix, Llc Method of optimizing an interface for processing of an organic semiconductor
FR3060203B1 (fr) 2016-12-08 2019-05-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Photodetecteur a couche de collecte de porteurs de charge comprenant des nanofils fonctionnalises
US10872928B2 (en) 2018-08-30 2020-12-22 Dpix, Llc Method of manufacturing an enhanced high performance image sensor device
CA3061524A1 (en) 2018-11-13 2020-05-13 Institut National D'optique Microbolometer detectors and arrays for printed photonics applications
FR3098821B1 (fr) 2019-07-19 2023-05-26 Isorg Encre pour une couche d’injection d’électrons

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010036805A2 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Massachusetts Institute Of Technology Photon processing with nanopatterned materials

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9806066D0 (en) * 1998-03-20 1998-05-20 Cambridge Display Tech Ltd Multilayer photovoltaic or photoconductive devices
US6919119B2 (en) * 2000-05-30 2005-07-19 The Penn State Research Foundation Electronic and opto-electronic devices fabricated from nanostructured high surface to volume ratio thin films
JP4099988B2 (ja) * 2001-12-28 2008-06-11 凸版印刷株式会社 色素増感太陽電池
US8294025B2 (en) * 2002-06-08 2012-10-23 Solarity, Llc Lateral collection photovoltaics
US6852920B2 (en) * 2002-06-22 2005-02-08 Nanosolar, Inc. Nano-architected/assembled solar electricity cell
AU2003279708A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-29 Nanosys, Inc. Nanostructure and nanocomposite based compositions and photovoltaic devices
JP2005166313A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Ngk Spark Plug Co Ltd 色素増感型太陽電池
JP2006024626A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Osaka Prefecture 光電変換素子とその製造方法
US20060021647A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Gui John Y Molecular photovoltaics, method of manufacture and articles derived therefrom
US8017860B2 (en) * 2006-05-15 2011-09-13 Stion Corporation Method and structure for thin film photovoltaic materials using bulk semiconductor materials
EP2037529B1 (en) * 2006-06-29 2013-11-06 National University Corporation Kyushu Institute Process for manufacturing a dye-sensitized solar cell
US7638356B2 (en) 2006-07-11 2009-12-29 The Trustees Of Princeton University Controlled growth of larger heterojunction interface area for organic photosensitive devices
JP5254347B2 (ja) * 2007-10-24 2013-08-07 メルク パテント ゲーエムベーハー 光電子デバイス
JP5762745B2 (ja) * 2007-10-24 2015-08-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 光電子デバイス
EP2172986B1 (en) * 2008-08-27 2013-08-21 Honeywell International Inc. Solar cell having hybrid hetero junction structure
US20100326524A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic solar cell and method of fabricating the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010036805A2 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Massachusetts Institute Of Technology Photon processing with nanopatterned materials

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Publication number Publication date
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