隧穿结构和光电子器件制造技术

本申请涉及半导体材料技术领域，尤其涉及一种隧穿结构和光电子器件。隧穿结构包括：二维导电材料层、纳米天线阵列层以及位于二维导电材料层和纳米天线阵列层之间的纳米尺度的绝缘势垒层；其中，二维导电材料层中的二维导电材料形成有间隙的叉指结构，纳米天线阵列层中的纳米天线横跨叉指结构中的间隙。基于该隧穿结构具有二维导电材料的叉指隧穿结，因此可以实现与光学纳米天线CMOS工艺兼容，同时利用叉指结构中的电子非对称激发的方式，避免了传统隧穿结中的多模干涉效应，从而提高外量子效率，因此，这样的隧穿结构在光电子器件中具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于半导体材料，尤其涉及一种隧穿结构和光电子器件。

技术介绍

1、非弹性电子隧穿(inelastic electron tunneling，iet)可以使一个电极的电子穿越一层纳米尺度的绝缘势垒层到达另一个电极，并伴随着发光的现象，且这样产生的发光光谱具有宽带以及高频截止的特性。不同于发光二极管(light emitting diode，led)依赖电子空穴对复合发光的特征，隧穿结中光的产生只跟电子的非弹性隧穿有关，而电子隧穿的速度在飞秒量级。隧穿结发光本质是一种表面等离激元发光，光源的尺寸可突破光学衍射极限，使得高速紧凑的电驱动纳米光源成为可能。

2、1976年，lambe和mccarthy在金属-绝缘体-金属(metal-isolator-metal，mim)隧穿结中首次发现了非弹性电子隧穿激发的自发辐射发光现象，他们认为金属表面的粗糙以及边缘散射在器件的光子辐射上起着关键作用，但过高的弹性隧穿电子占比限制了电子-等离激元的转换效率，而且等离激元-光子的转换效率也受限于金属表面的等离激元与介质空间中光子的波矢失配，进而导致极低的自发辐本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种隧穿结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述二维导电材料层的厚度为0.3～2nm；和/或，

3.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述纳米天线阵列层中每根纳米天线的厚度为20～40nm，宽度为40～60nm，长度为100～300nm，相邻纳米天线的间距为400～600nm；和/或，

4.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述二维导电材料选自石墨烯和过渡金属硫族化合物中的至少一种；和/或，

5.如权利要求1-4任一项所述的隧穿结构，其特征在于，所述纳米天线阵列层与所述绝缘势垒层之间设有2～...

【技术特征摘要】

1.一种隧穿结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述二维导电材料层的厚度为0.3～2nm；和/或，

3.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述纳米天线阵列层中每根纳米天线的厚度为20～40nm，宽度为40～60nm，长度为100～300nm，相邻纳米天线的间距为400～600nm；和/或，

4.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述二维导电材料选自石墨烯和过渡金属硫族化合物中的至少一种；和/或，

5.如权利要求1-4任一项所述的隧穿结构，其特征在于，所述纳米天线阵列层与所述绝缘势垒层之间设有2～4nm的钛粘附层。

6.如权利要求1-4任一项所述的隧穿结构，其特征在于，所述隧穿结构还包括衬底，所述衬底上依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永新，黄保虎，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：