红外线传感器件和用于该器件的电阻可变膜制造技术

本发明专利技术提供能够通过简单的结构检测红外线的红外线传感器件。器件(300)具备响应红外线而电阻发生变化的电阻可变部(13)和检测电阻可变部的电阻的变化的检测部。电阻可变部满足i)和ii)中的至少一项：i)包含能够通过局域表面等离子体共振吸收红外线的材料；ii)从载流子供给部接收载流子，所述载流子为通过对包含上述材料并且与电阻可变部接触的载流子供给部(23)照射红外线而产生的电子和/或空穴。给部(23)照射红外线而产生的电子和/或空穴。给部(23)照射红外线而产生的电子和/或空穴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外线传感器件和用于该器件的电阻可变膜


[0001]本专利技术涉及用于检测红外线的器件和用于该器件的电阻可变膜。

技术介绍

[0002]随着智能社会的发展，对各种传感器件的需求不断扩大。特别是红外线传感器件在信息通信、温度测定、生物体检测这样的广泛领域中重要性日益提高。
[0003]作为红外线传感器件，已知有利用由于与红外线的照射相伴的温度升高而电阻增加的材料的器件。在这种类型的器件中，通常使用铂、钛、铜等金属、或者氧化钒等氧化物半导体作为电阻变化材料。使用了这些材料的红外线传感器件被称为辐射热计，特别是为了在图像形成装置中使用而进行了开发(例如专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2001
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13010号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]但是，如专利文献1记载的那样，就辐射热计而言，为了抵消来自周围环境的热的影响，与检测红外线的热敏电阻一起设置标准电阻，存在结构复杂化的问题。本专利技术的目的在于提供即使是简单的结构也能够检测红外线的新的红外线传感器件。
[0009]用于解决问题的方法
[0010]本专利技术人发现，能够通过局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance；LSPR)吸收红外线的材料(以下有时称为“LSPR
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IR吸收材料”)的电阻可以通过照射红外线而迅速地发生变化，而且，如果将通过照射红外线而在LSPR
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IR吸收材料中产生的电子和/或空穴供给到可施加电压的部分则这部分的电阻可以迅速地发生变化，基于这样的发现完成了本专利技术。即使温度恒定，上述的电阻的变化也可以发生。
[0011]即，本专利技术提供一种红外线传感器件，其具备接受对上述红外线传感器件的红外线照射而电阻发生变化的电阻可变部和检测上述电阻可变部的电阻的变化的检测部，
[0012]上述电阻可变部满足选自由下述i)和ii)组成的组中的至少一项：
[0013]i)包含能够通过局域表面等离子体共振吸收红外线的材料；
[0014]ii)从上述载流子供给部接收载流子，所述载流子为通过对包含上述材料并且与上述电阻可变部接触的载流子供给部照射红外线而产生的电子和/或空穴。
[0015]另外，本专利技术提供一种电阻可变膜，其包含能够通过局域表面等离子体共振吸收红外线的材料，
[0016]在施加电压的同时开始照射红外线、然后停止上述照射时，
[0017]电阻随着上述照射的开始而增加，上述电阻随着上述照射的停止而减小，或者
[0018]电阻随着上述照射的开始而减小，上述电阻随着上述照射的停止而增加。
[0019]该电阻可变膜作为红外线传感器件用途特别有用。
[0020]另外，本专利技术提供一种红外线透射率测定装置，其具备本专利技术的红外线传感器件和对上述红外线传感器件照射包含红外线的光的光源，利用上述红外线传感器件检测从上述光源照射到测定试样且从上述测定试样透射后的红外线。
[0021]专利技术效果
[0022]根据本专利技术，可以提供能够通过简单的结构迅速地检测红外线的红外线传感器件。本专利技术的器件在红外线检测的领域中利用价值最高，但如后述的实施例所示，也可以用作能够检测波长更短的光、例如可见区和紫外区的光的光传感器件。
附图说明
[0023]图1是示出本专利技术的器件的一个方式的构成的概要的图。
[0024]图2是示出本专利技术的器件的另一个方式的构成的概要的图。
[0025]图3是通过时间分辨瞬态吸收光谱法测定从局域表面等离子体激发起的弛豫时间的结果的一例。
[0026]图4是示出在实施例中实施的光照射的开/关的模式的图。
[0027]图5是由实施例1得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0028]图6是由实施例2得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0029]图7是由实施例3得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0030]图8是由实施例4得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0031]图9是由实施例5得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0032]图10是由实施例6得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0033]图11是由实施例7得到的电阻变化(电流值变化)的数据。
[0034]图12是由实施例4得到的电阻变化膜的光谱透射率的数据。
[0035]图13是示出本专利技术的器件的另一个方式的一部分的截面图。
[0036]图14是示出本专利技术的器件的又一个方式的一部分的截面图。
[0037]图15是示出本专利技术的器件的又一个方式的一部分的截面图。
[0038]图16是示出本专利技术的器件的又一个方式的一部分的截面图。
[0039]图17是示出本专利技术的器件的又一个方式的一部分的截面图。
[0040]图18是示出本专利技术的红外线透射率测定装置的一个方式的概要的图。
具体实施方式
[0041]在本说明书中，“红外线”是指波长0.7～1000μm的电磁波。“半导体”的含义不仅包括通常的半导体，还包括进行了掺杂的半导体、半金属、简并半导体。“半金属”是具有通过晶体结构的应变或晶体的层间的相互作用等使得传导带的下部和价电子带的上部跨越费米能级而略重合的能带结构的物质。“简并半导体”是具有传导带或价电子带与费米能级重合的能带结构的物质。“纳米粒子”是指粒子的最小直径小于1μm、例如为0.1nm以上且小于1μm的范围的粒子。纳米粒子典型地是指粒子的最大尺寸为5μm以下、进一步为3nm～2μm的范围的粒子。需要说明的是，“最小直径”由穿过该粒子的重心的最小尺寸决定，“最大尺寸”由可设定在该粒子内的最长线段决定。“官能团”作为还包括卤素原子的术语而使用。
[0042]本专利技术的器件可以包含对电阻可变部施加电压的电极组。电极组可以包含与电源的正极电连接的第一电极和与电源的负极电连接的第二电极。第一电极和第二电极都可以与电阻可变部和/或载流子供给部直接接触。需要说明的是，既可以是具有载流子供给部的方式，也可以是第一电极和第二电极都与电阻可变部直接接触的方式。
[0043]本专利技术的器件还可以具备对电极供给电压的电源。但是，电压也可以从器件外部的电源供给。
[0044]在本专利技术的一个方式中，在从对电阻可变部施加电压的电极组对电阻可变部施加电压的同时对电阻可变部开始照射红外线、然后停止照射时，电阻随着照射的开始而增加，电阻随着照射的停止而减小。在该方式中，电阻可变部可以包含含有上述材料且为单层膜的红外线吸收膜。另外，电阻可变部可以包含含有铜和除氧以外的硫属元素的化合物作为上述材料。该化合物为硫化铜、硒化铜等。在电阻可变部中可以包含例如硫化铜的纳米粒子。
[0045]在本专利技术的另一个方式中，在从对电阻可变部施加电压的电极组对电阻可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种红外线传感器件，其具备接受对所述红外线传感器件的红外线照射而电阻发生变化的电阻可变部和检测所述电阻可变部的电阻的变化的检测部，所述电阻可变部满足选自由下述i)和ii)组成的组中的至少一项：i)包含能够通过局域表面等离子体共振吸收红外线的材料；ii)从载流子供给部接收载流子，所述载流子为通过对包含所述材料并且与所述电阻可变部接触的载流子供给部照射红外线而产生的电子和/或空穴。2.如权利要求1所述的器件，其中，所述检测部包含对所述电阻可变部施加电压的电极组，所述电极组包含与电源的正极电连接的第一电极和与电源的负极电连接的第二电极，所述第一电极和所述第二电极都与所述电阻可变部和/或所述载流子供给部直接接触。3.如权利要求1所述的器件，其中，所述检测部包含对所述电阻可变部施加电压的电极组，在从所述电极组对所述电阻可变部施加电压的同时对所述电阻可变部开始照射红外线、然后停止所述照射时，所述电阻随着所述照射的开始而增加，所述电阻随着所述照射的停止而减小。4.如权利要求3所述的器件，其中，所述电阻可变部包含红外线吸收膜，所述红外线吸收膜包含所述材料且为单层膜。5.如权利要求3或4所述的器件，其中，所述电阻可变部包含含有铜和除氧以外的硫属元素的化合物作为所述材料。6.如权利要求5所述的器件，其中，所述电阻可变部包含硫化铜的纳米粒子作为所述材料。7.如权利要求1所述的器件，其中，所述检测部包含对所述电阻可变部施加电压的电极组，在从所述电极对所述电阻可变部施加电压的同时对所述电阻可变部开始照射红外线、然后停止所述照射时，所述电阻随着所述照射的开始而减小，所述电阻随着所述照射的停止而增加。8.如权利要求7所述的器件，其中，具备所述载流子供给部，所述载流子供给部与所述电阻可变部构成层叠结构。9.如权利要求8所述的器件，其中，所述载流子供给部与所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本雅典，
申请(专利权)人：株式会社奥普特麦斯，
类型：发明
国别省市：