光探测的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及光探测。特别是，它们涉及利用半导体纳米结构的光探测。
【背景技术】
[0002]光探测器通过将入射到其上的光转换成电流来探测光。
【发明内容】
[0003]根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种装置，包括:半导体膜；以及包括异质结的至少一个半导体纳米结构，被配置为通过帮助光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构转移到所述半导体膜中来调节所述半导体膜的导电性。
[0004]所述半导体膜可以为石墨烯。所述异质结可以通过在所述至少一个半导体纳米结构中分离光生载流子来帮助光生载流子转移到所述半导体膜中。所述异质结为I1-型异质结。
[0005]光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构到所述半导体膜中的所述转移可以产生调节所述半导体膜的导电性的电场。
[0006]所述至少一个半导体纳米结构可以包括形成所述异质结的第一和第二半导体纳米材料。
[0007]所述第一和第二半导体纳米材料可以相对于所述半导体膜被布置使得从所述第二半导体纳米材料到所述半导体膜转移光生载流子，而不从所述第一半导体纳米材料到所述半导体膜转移光生载流子。
[0008]所述第二半导体纳米材料可以与所述半导体膜直接接触。所述第一半导体纳米材料可以不与所述半导体膜接触。所述第一半导体纳米材料可以被包在所述第二半导体纳米材料中。
[0009]所述装置可以进一步包括:从所述第二半导体纳米材料到所述半导体膜延伸的电桥。所述电桥可以为或包括金属。所述金属可以为或包括以下中的一个或多个:金、铂、钯、镍或铜。
[0010]根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种方法，包括:利用至少一个半导体纳米结构的异质结通过帮助光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构转移到所述半导体膜中来调节半导体膜的导电性。
[0011]所述异质结可以通过在所述至少一个半导体纳米结构中分离光生载流子来帮助光生载流子转移到所述半导体膜中。所述异质结可以为I1-型异质结。
[0012]光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构到所述半导体膜中的所述转移可以产生调节所述半导体膜的导电性的电场。
[0013]根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种装置，包括:半金属膜；以及包括异质结的至少一个半导体纳米结构，被配置为通过共振能量转移在所述半金属膜中产生载流子对，并被配置为产生用于在所述半金属膜中分离所述产生的载流子对的外电场。
[0014]所述半金属膜可以为石墨烯。所述异质结可以为I1-型异质结。所述异质结可以被配置为通过分离光生载流子对产生所述外电场。可以通过来自于所述至少一个半导体纳米结构中的光生载流子对的共振能量转移产生所述半金属中的所述载流子对。
[0015]所述装置可以进一步包括在所述至少一个半导体纳米结构和所述半导体膜之间的壁皇(barrier)，可以通过分离由所述壁皇限制在所述至少一个半导体纳米结构中的所述光生载流子对来产生所述外电场。所述外电场可以近似为电偶极场。所述至少一个半导体纳米结构可以被配置为通过帮助光生载流子从所述至少一个半导体纳米结构转移到所述半金属膜中来产生所述外电场。
[0016]所述至少一个半导体纳米结构可以包括形成所述异质结的第一半导体纳米材料和第二半导体纳米材料，所述异质结可以以基本垂直于在所述半金属膜中的产生的载流子对的运动方向的方向延伸。
[0017]所述异质结可以通过在所述至少一个半导体纳米结构中分离光生载流子来帮助光生载流子转移到所述半导体膜中。
[0018]所述至少一个半导体纳米结构可以包括形成所述异质结的第一和第二半导体纳米材料。所述第一和第二半导体纳米材料可以相对于所述半导体膜被布置使得从所述第二半导体纳米材料到所述半导体膜转移光生载流子，而不从所述第一半导体纳米材料到所述半金属膜转移光生载流子。
[0019]所述第二半导体纳米材料可以与所述半金属膜直接接触。所述第一半导体纳米材料可以不与所述半金属膜接触。所述第一半导体纳米材料可以被包在所述第二半导体纳米材料中。
[0020]所述装置可以进一步包括:包括进一步的异质结的至少一个进一步的半导体纳米结构，所述进一步的异质结被配置为通过共振能量转移在所述半金属膜中产生进一步的载流子对，并被配置为产生用于在所述半金属膜中分离所述进一步产生的载流子对的进一步的外电场。
[0021]所述至少一个半导体纳米结构可以被配置为通过来自于响应于具有等于或高于第一频率阈值的频率的光的接收在所述至少一个半导体纳米结构中产生的光生载流子对的共振能量转移在所述半金属膜中产生载流子对。
[0022]所述至少一个进一步的半导体纳米结构可以被配置为通过来自于响应于具有等于或高于第二频率阈值的频率的光的接收在所述至少一个进一步的半导体纳米结构中产生的光生载流子对的共振能量转移在所述半金属膜中产生进一步的载流子对，其中所述第二频率阈值低于所述第一频率阈值。
[0023]响应于通过所述至少一个半导体纳米结构和所述至少一个进一步的半导体纳米结构对具有低于所述第一频率阈值并高于或等于所述第二频率阈值的频率的光的接收，在所述半导电膜中可以产生电流，以及响应于通过所述至少一个半导体纳米结构和所述至少一个进一步的半导体纳米结构对具有等于或高于所述第一频率阈值以及低于所述第二频率阈值的频率的光的接收，在所述半导电膜中可以没有电流产生。
[0024]根据本发明的各种但并非全部的实施例，提供一种方法，包括:利用包括异质结的至少一个半导体纳米结构通过共振能量转移在半金属膜中产生载流子对；以及利用所述异质结产生用于在所述半金属膜中分离所述产生的载流子对的外电场。
[0025]所述外电场可以通过分离光生载流子对的所述异质结产生。
【附图说明】
[0026]为了更好地理解对于理解该简要说明有用的各种实例，现在将仅以实例的方式引用附图，其中:
[0027]图1示出包括半导体膜和半导体纳米结构的装置；
[0028]图2示出在图1中示出的装置开始接收光之前的导电性对时间的图；
[0029]图3示出光子接收之后的图1中示出的装置；
[0030]图4示出在图1中示出的装置处的光接收之后的导电性对时间的图；
[0031]图5示出用于图1和3中示出的装置的能带图的实例；
[0032]图6示出第一种方法的流程图；
[0033]图7示出包括半导体膜、半导体纳米结构和连接半导体膜及半导体纳米结构的电桥的装置；
[0034]图8示出在图7中示出的装置开始接收光之前的导电性对时间的图；
[0035]图9示出光子接收之后的图7中示出的装置；
[0036]图10示出在图7中示出的装置处的光接收之后的导电性对时间的图；
[0037]图11示出用于图7和9中示出的装置的能带图的实例；
[0038]图12示出包括半金属膜和半导体纳米结构的装置；
[0039]图13示出包括半金属膜和多个半导体纳米结构的装置的平面图；
[0040]图14示出包括包含半金属膜和多个半导体纳米结构的装置的装置；
[0041]图15示出包括包含半金属膜、第一组半导体纳米结构和第二组半导体纳米结构的装置的装置；以及
[0042]图16示出第二种方法的流程图。
【具体实施方式】
[0043]本发明的实施例涉及利用半导体纳米结构的光探测。
[0044]这些图示出装置100/101，包括:半导体膜10 ;和至少一个半导体纳米结构20，其包括被配置为通过帮助光生载流子31从至少一个半导体纳米结构20转移到半导体膜10中来调节半导体膜10的导电性的异质结21。
[0045]这些图还示出装置102/103/104/105，包括:半金属膜11 ;和包括异质结21/121的至少一个半导体纳米结构20/120/20a-20e/20a-20j，其被配置为通过共振能量转移在半金属膜11中产生载流子对230、231，并被配置为产生用于在半金属膜11中分离所产生的载流子对230、231的外电场60。
[0046]图1示出包括半导体膜10和半导体纳米结构20的第一装置100的截面图。半导体纳米结构20位于两个电接触2、3之间的半导体膜10上。
[0047]在示出电接触2、3之间的单个半导体纳米结构20的图1中的实例是示例性的。本领域技术人员应当理解，在实践中，