[發(fā)明專利]包括石墨烯和量子點的電子裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510336766.1
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN105280710B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許鎮(zhèn)盛;金泰豪;李基榮;樸晟準
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/15;H01L29/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 屈玉華

根據(jù)示例實施方式，電子裝置包括：溝道層，包括電接觸包含多個量子點的量子點層的石墨烯層；第一電極和第二電極，分別電連接到溝道層；和柵電極，構(gòu)造為控制在第一電極和第二電極之間經(jīng)由溝道層的電流。柵絕緣層可以在柵電極和溝道層之間。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電子裝置，諸如光電探測器、發(fā)光裝置和太陽能電池，更具體地，涉及包括石墨烯和/或量子點的電子裝置。

背景技術(shù)

量子點是具有量子限制效應(yīng)的尺寸的顆粒。量子點可根據(jù)它的尺寸、材料和/或結(jié)構(gòu)而具有不同的帶隙。量子點可具有n型或p型性質(zhì)而沒有進行摻雜工藝。此外，量子點可以以低制造成本制造成大面積。由于上述特性，量子點已經(jīng)應(yīng)用于光電子器件領(lǐng)域，例如，光電探測器、發(fā)光裝置和太陽能電池。然而，由于量子點具有低的遷移率，所以已經(jīng)進行了提高遷移率的研究。

石墨烯是具有二維的六方結(jié)構(gòu)的材料，在該二維的六方結(jié)構(gòu)中碳原子在平面中連接成六邊形。石墨烯具有非常小的厚度。例如，石墨烯的厚度可對應(yīng)于單原子層。由于石墨烯具有穩(wěn)定且優(yōu)良的電學(xué)/機械/化學(xué)特性和優(yōu)良的導(dǎo)電率，所以石墨烯正被認為是下一代材料。具體地，已經(jīng)進行了使用石墨烯代替硅半導(dǎo)體制造電子裝置的研究。例如，已經(jīng)發(fā)展了通過聯(lián)接石墨烯與另一種二維材料或聯(lián)接石墨烯與一般半導(dǎo)體材料來將石墨烯用作溝道層的晶體管。

發(fā)明內(nèi)容

本公開涉及電子裝置，其可以通過利用石墨烯和量子點制造成具有大面積并且具有高遷移率和大的導(dǎo)通/截止比。

額外的方面將通過隨后的描述被部分地闡述，并且由該描述而明顯，或者通過實踐示例實施方式而習(xí)之。

根據(jù)示例實施方式，一種電子裝置包括：溝道層，包括電接觸量子點層的石墨烯層，該量子點層包括多個量子點；第一電極和第二電極，分別電連接到溝道層；柵電極，構(gòu)造為控制在第一電極和第二電極之間經(jīng)由溝道層的電流；和柵絕緣層，在柵電極和溝道層之間。

在示例實施方式中，量子點層可以在石墨烯層的部分區(qū)域上，第一電極可以接觸量子點層，第二電極可以接觸石墨烯層。

在示例實施方式中，電子裝置可以還包括：第一傳輸層和第二傳輸層中至少一個。第一傳輸層可以在石墨烯層和量子點層之間，第二傳輸層可以在量子點層和第一電極之間。

在示例實施方式中，量子點層可以包括多個第一量子點和不同于多個第一量子點的多個第二量子點。

在示例實施方式中，多個第一量子點可以為第一導(dǎo)電類型材料，多個第二量子點可以為與第一導(dǎo)電類型材料相反的第二導(dǎo)電類型材料。多個第一量子點的導(dǎo)帶的值可以小于石墨烯層的費米能量值。多個第二量子點的價帶的值可以大于石墨烯層的費米能量值。

在示例實施方式中，多個第一量子點可以接觸石墨烯層的第一區(qū)，多個第二量子點可以接觸石墨烯層的第二區(qū)，該第二區(qū)不同于該第一區(qū)。

在示例實施方式中，多個第一量子點中的至少一個可以在多個第二量子點中對應(yīng)一個的頂部上。

在示例實施方式中，多個第一量子點和多個第二量子點可以任意地混合，多個第一量子點和多個第二量子點的每個可以接觸石墨烯層。

在示例實施方式中，多個第一量子點可以層疊為在石墨烯層和第一電極之間的多個層，多個第二量子點可以層疊為在石墨烯層和第一電極之間的多個層。

在示例實施方式中，量子點層可以包括多個第一柱狀物和多個第二柱狀物。多個第一柱狀物的每個可以由彼此層疊的多個第一量子點中的一些定義。多個第一柱狀物可以將石墨烯層和第一電極彼此連接，多個第二柱狀物的每個可以由彼此層疊的多個第二量子點中的一些定義。多個第二柱狀物可以將石墨烯層和第一電極彼此連接。多個第一柱狀物和多個第二柱狀物可以交替地布置在石墨烯層和第一電極之間。