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光検出素子

国内特許コード P110003577
整理番号 A242P46
掲載日 2011年6月23日
出願番号 特願2005-511902
登録番号 特許第4296252号
出願日 平成16年7月15日(2004.7.15)
登録日 平成21年4月24日(2009.4.24)
国際出願番号 JP2004010428
国際公開番号 WO2005008787
国際出願日 平成16年7月15日(2004.7.15)
国際公開日 平成17年1月27日(2005.1.27)
優先権データ
  • 特願2003-199225 (2003.7.18) JP
  • 特願2004-208456 (2004.7.15) JP
発明者
  • 永宗 靖
  • 松本 和彦
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 独立行政法人産業技術総合研究所
発明の名称 光検出素子
発明の概要

光または電磁波3の照射により内部にキャリア4を発生する光伝導性物質1と、カーボンナノチューブ2とを有し、光または電磁波3の照射により前記光伝導性物質1内に発生したキャリア4を前記カーボンナノチューブ2の電気伝導の変化により検出することを特徴とする。

従来技術、競合技術の概要


一般に、光検出素子とは、光または電磁波のエネルギーを電気的なエネルギーに変換するもので、従来の光検出素子には、半導体を主材料とするフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトMOS、CCDセンサ、CMOSセンサや、光電効果を利用した光電子倍増管などがある。



前者の半導体光検出素子は、光照射によって発生したキャリアすなわち電子または正孔を直接あるいは増幅して外部電流として取り出すものと、光照射によって発生した少数キャリアを所定箇所に蓄積し、それが作る局所電場により多数キャリアの流れを変調することで、外部出力として取り出すものがある。



なお、カーボンナノチューブを用いた検出器の提案やカーボンナノチューブの光特性に関する報告として、下記のような特許文献ならびに非特許文献を挙げることができる。

【特許文献1】特開2003-517604号公報

【非特許文献1】J.Kong, N.R.Franklin, C. Zhou, M.G.Chapline, S.Peng, K.Cho, H.Dai, ‘Nanotube Molecular Wires as Chemical Sensors’, Science Vol.287(January 2000) P.622-625

【非特許文献2】P.G.Collins, K.Bradley, M.Ishigami, A.Zettl, ‘Extreme Oxygen Sensitivity of Electronic Propcrties of Carbon Nanotubes’, Science Vol.287(January 2000) P.1801-1804

【非特許文献3】I.A.Levitsky, W.B.Euler, ‘Photoconductivity of single-wall carbon nanotubes under continuous-wave near-infrared illumination’, Applied Physics Letters, Vol. 83 (September 2003) P.1857-1859

産業上の利用分野


本発明は、光伝導性物質とカーボンナノチューブを組み合わせた光検出素子に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】 光または電磁波の照射により内部にキャリアを発生する光伝導性物質と、カーボンナノチューブとを有し、光または電磁波の照射により前記光伝導性物質内にキャリアが発生し、そのキャリアが発する電束線を前記カーボンナノチューブの電気伝導の変化により検出することを特徴とする光検出素子。
【請求項2】 請求項1記載の光検出素子において、前記光伝導性物質として、異なった波長範囲に光伝導性を有する複数種類の光伝導性物質による単層構造または多層構造を有することを特徴とする光検出素子。
【請求項3】 請求項2記載の光検出素子において、前記多層構造が、光または電磁波の照射を受ける側にエネルギーギャップのより広い光伝導性物質からなる膜を形成するようになっていることを特徴とする光検出素子。
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項記載の光検出素子において、前記光伝導性物質とカーボンナノチューブの間に透明または半透明の絶縁膜が形成されていることを特徴とする光検出素子。
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項記載の光検出素子において、その光検出素子が電界効果トランジスタ構造または単電子トランジスタ構造を有することを特徴とする光検出素子。
【請求項6】 請求項5記載の光検出素子において、前記電界効果トランジスタ構造が、前記光伝導性物質の下部にゲート電極を設けた構造であることを特徴とする光検出素子。
【請求項7】 請求項5記載の光検出素子において、前記電界効果トランジスタ構造が、前記カーボンナノチューブの上部にゲート電極を設けた構造であることを特徴とする光検出素子。
【請求項8】 請求項5記載の光検出素子において、前記電界効果トランジスタ構造が、前記カーボンナノチューブの近傍にゲート電極を設けた構造であることを特徴とする光検出素子。
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか1項記載の光検出素子において、前記カーボンナノチューブの両端に接続される電極を有し、その両電極が櫛形で互いに対向するように配置されて、その両電極間に前記カーボンナノチューブが多数並列に接続されていることを特徴とする光検出素子。
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれか1項記載の光検出素子において、前記光または電磁波が照射される側上に集光レンズが配置されていることを特徴とする光検出素子。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005511902thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 新しい物理現象や動作原理に基づくナノデバイス・システムの創製 領域
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