專利名稱：基于異常光導(dǎo)(eoc)效應(yīng)的高分辨率光子檢測(cè)方法和裝置的制作方法
基于異常光導(dǎo)(EOC)效應(yīng)的高分辨率光子檢測(cè)方法和裝置相關(guān)專利串請(qǐng)的交叉引用和優(yōu)先權(quán)聲明本專利申請(qǐng)要求于2010年I月8日提交的、待決的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/293，442的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文。本專利申請(qǐng)與于2009年I月30日提交的、待決的美國(guó)專利申請(qǐng)12/375，861相關(guān)，該待決的美國(guó)專利申請(qǐng)為于2007年7月31日提交的PCT專利申請(qǐng)PCT/US07/74864的美國(guó)國(guó)家階段，其要求于2006年8月I日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/821，040的優(yōu)先權(quán)，每個(gè)上述文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文。
背景技術(shù)：
和

發(fā)明內(nèi)容
異常光導(dǎo) 0C)為由金屬-半導(dǎo)體混合(MSH)結(jié)構(gòu)展不出的幾何驅(qū)動(dòng)(geometry-driven)界面的“EXX”現(xiàn)象類別中新近的例子,其中E=異常；以及XX =界面現(xiàn)象的類型，例如磁阻(MR)，壓導(dǎo)(PC)，光導(dǎo)(OC)和電導(dǎo)(EC)。參見上面參考和引用的相關(guān)專利申請(qǐng)；還參見Wieland等人的“Extraordinaryoptoconductance in metal-semiconductor hybrid structures”， Appl.Phys.Lett.88,052105(2006) ；Solin 等人的“Enhanced Room-Temperature GeometricMagnetoresistance in Inhomogeneous Narrow-Gap Semiconductors，，，Science289,1530 (2000) ；Rowe 等人的“Enhanced Room-Temperature Piezoconductance ofMetal-Semiconductor Hybrid Structures”，Appl.Phys.Lett.83,1160 (2003) ；Rowe等人 的“Giant Room-Temperature Piezoresistance in a Metal-Silicon HybridStructure^, Phys. Rev. Lett. 100,145501 (2008)；以及 Wang 等人的 “Extraordinaryelectroconductance in metal-semiconductor hybrid structures”， Appl.Phys.Lett. 92，262106 (2008)，上述每一文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文。術(shù)語(yǔ)“EXX傳感器”因此指代具有半導(dǎo)體/金屬界面的MSH器件類別，半導(dǎo)體/金屬界面對(duì)特定類型擾動(dòng)的響應(yīng)產(chǎn)生異常界面效應(yīng)XX或異常體效應(yīng)XX。界面或體效應(yīng)XX被稱為“異常”，是因?yàn)椤爱惓！?一詞在本領(lǐng)域可以被理解為靈敏度相比較于宏觀器件對(duì)于相同擾動(dòng)所能獲得的靈敏度的成倍增加。例如，上面參考和引入的專利申請(qǐng)描述了一種如圖I所描繪的EOC器件。圖I圖示了一個(gè)示例性的EOC傳感器100，該EOC傳感器100為MSH器件，該MSH器件具有置于襯底106上的半導(dǎo)體部分102和金屬分路(shunt)部分104。半導(dǎo)體部分102和金屬分路部分104 —起限定了半導(dǎo)體/金屬界面108。如圖I中所示，在圖I的EOC傳感器的情形中，半導(dǎo)體部分102和金屬分路部分104基本上共面。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體部分102和金屬分路部分104位于基本上與襯底106平行的平面內(nèi)。進(jìn)一步地，可以看出，半導(dǎo)體/金屬界面108基本上垂直于襯底106的平面。這一架構(gòu)可以稱為外部分路的范德堡(vdP)平面。在操作中，EOC器件100被來(lái)自光擾動(dòng)源120 (其可以是任意的光發(fā)射源，包括但不限于激光發(fā)射設(shè)備，具有熒光發(fā)射的單元(其諸如可以通過(guò)引入基于氟的造影劑來(lái)發(fā)射)等)的光102所擾動(dòng)。光照半導(dǎo)體部分102和金屬分路部分104的光暴露表面的光122使半導(dǎo)體-金屬界面108表現(xiàn)為歐姆(或線性)界面，并經(jīng)由EOC效應(yīng)產(chǎn)生可測(cè)量的電壓。如圖I中所示的對(duì)具有通常架構(gòu)的EOC器件100 (其中EOC器件具有500nm或更大的長(zhǎng)度(y-軸)和寬度(X-軸)尺度)的實(shí)驗(yàn)已顯示了這類EOC器件展示出隨著光照強(qiáng)度的增加而降低的有效電阻。在上面參考和并入的專利申請(qǐng)中描述的EXX傳感器的另一個(gè)例子為在圖2中描繪的EEC器件200。圖2的EEC傳感器200也是包括半導(dǎo)體部分202和金屬分路部分204的MSH器件。在圖2的EEC器件200的情形中，金屬分路部分204布置于半導(dǎo)體部分202的表面上，而半導(dǎo)體部分202布置于襯底206的表面上,從而使得半導(dǎo)體部分202被夾在金屬分路部分204和襯底206之間。如圖2中所示，金屬分路部分204、半導(dǎo)體部分202和襯底206優(yōu)選地位于基本上平行的平面中。金屬分路部分204和襯底206之間的接觸一起限定了半導(dǎo)體/金屬界面208。因此，與圖I的EOC器件100不同，EEC器件200的半導(dǎo)體/金屬界面208的平面與金屬分路/半導(dǎo)體/襯底的平面基本上平行。在操作中，由外部電場(chǎng) 產(chǎn)生的電子電荷擾動(dòng)EEC器件以經(jīng)由EEC效應(yīng)而產(chǎn)生電壓響應(yīng)。圖3的子圖(a)示出了一個(gè)示例性的已對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的EEC范德堡結(jié)構(gòu)的立體示意圖。金屬分路部分(具有50iim半徑)與半導(dǎo)體部分(具有100 ii m半徑的GaAs臺(tái)面)同心并直接接觸。四個(gè)引線被布置于臺(tái)面表面的外圍，而引線5直接連接至金屬分路。圖3的子圖(b)示出了頂部沒有金屬分路的這類器件的SEM圖像。圖3的子圖(c)示出了 EEC的多層結(jié)構(gòu)的截面視圖?？梢钥闯?，金屬分路包括兩個(gè)50nm厚的金屬薄膜Ti和Au/Ge。發(fā)明人注意到，在金屬分路部分204中可以使用多層金屬以改善附著性。例如，Ti很好地附著至GaAs，而Au/Ge是更好的導(dǎo)體。因此，通過(guò)在金屬分路中同時(shí)使用Ti和Au/Ge，器件可以平衡兩者的有益特性。另外，半導(dǎo)體部分包括摻雜Si的GaAs外延層(200nm厚)和未摻雜的GaAs外延層(0. 8 ii m厚)。未摻雜的半導(dǎo)體層定位于包括半絕緣GaAs襯底(350 u m厚)的襯底部分之上。一對(duì)平行平板(0.2 的Au/Ge平板)被并入以施加外部電場(chǎng)，其中在頂部平板和金屬分路之間有I U m厚的Si3N4電介質(zhì)。在使用此類的EEC器件的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)明人偶然發(fā)現(xiàn)，這類EEC器件展示出了對(duì)光很強(qiáng)的靈敏度。又進(jìn)一步地，當(dāng)將該器件縮小至納米級(jí)時(shí)，發(fā)明人不僅發(fā)現(xiàn)了對(duì)光的很強(qiáng)的靈敏度，還發(fā)現(xiàn)了與在更大的宏觀EEC器件中所觀測(cè)到的根本不同類型的對(duì)光的靈敏度。也即，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)具有圖2和圖3的EEC器件的結(jié)構(gòu)的器件也可被用作對(duì)光擾動(dòng)產(chǎn)生異常響應(yīng)的EOC器件。此外，當(dāng)器件尺度縮小至納米級(jí)時(shí)，發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，器件展示出反向的并且大的多的EOC響應(yīng)(“I-E0C”響應(yīng))，其中器件的有效電阻隨著光照強(qiáng)度的增加而增加(這與在具有宏觀尺寸的器件中觀察到的有效電阻隨著增加的光照強(qiáng)度而減小相反)。作為實(shí)驗(yàn)和分析的結(jié)果，發(fā)明人相信，通過(guò)減小歐姆引線和金屬分路之間的間隔至小于有源半導(dǎo)體層中載流子平均自由程約10倍的最大值的數(shù)值，I-EOC效應(yīng)就成為可能。發(fā)明人進(jìn)一步相信，減小間隔至500nm以下的數(shù)值可使I-EOC效應(yīng)更顯著。發(fā)明人進(jìn)一步相信，當(dāng)過(guò)多電子開始從電極經(jīng)由半導(dǎo)體隧穿至分路時(shí)，對(duì)于I-EOC效應(yīng)來(lái)說(shuō)，間隔可能變得過(guò)小。發(fā)明人相信，該最小閾值在間隔約為l_3nm時(shí)達(dá)到。進(jìn)一步地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，I-EOC效應(yīng)在室溫下實(shí)現(xiàn)(也即，約300K或27°C )。這里使用的“納米級(jí)”指的是EXX傳感器的半導(dǎo)體部分和金屬部分的長(zhǎng)度、寬度(或直徑)以及厚度尺度在至少一個(gè)尺度上不大于約1000納米。這里使用的“微米級(jí)”指的是EXX傳感器的半導(dǎo)體和金屬部的長(zhǎng)度、寬度(或直徑)以及厚度尺度在至少一個(gè)尺度上不大于約1000微米。 相信由本發(fā)明的實(shí)施例展示的室溫I-EOC效應(yīng)與在側(cè)向宏觀半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)中或功能化的納米顆粒膜中見到的負(fù)光導(dǎo)(參見Nakanishi等人的“Photoconductanceand inverse photoconductance in films of functionalized metal nanoparticles，，，Nature 460,371(2009))本質(zhì)上不同。例如,發(fā)明人相信,如將在下面進(jìn)行說(shuō)明的那樣，由本發(fā)明的實(shí)施例展示的I-EOC效應(yīng)并不依賴于陷阱狀態(tài)，而是依賴于從彈道(ballistic)輸運(yùn)至擴(kuò)散輸運(yùn)的轉(zhuǎn)變。此外，盡管已報(bào)道了很多關(guān)于基于納米線的納米光子器件的工作，但是發(fā)明人相信，此種基于納米線的納米光子器件目前并不與甚大/超大規(guī)模集成電路(VLSI/ULSI)制造方法相兼容。(參見Law等人的“Nanoribbon Waveguides forSubwavelength Photonics Integration，，，Science 305,1269 (2004)) 相對(duì)而言，本文描述的I-EOC器件是與VLSI兼容的、單獨(dú)可尋址的、并且展示出在可見光光譜內(nèi)的很大的靈敏度。因此，發(fā)明人相信，本文描述的I-EOC納米傳感器在納米光子應(yīng)用領(lǐng)域有著廣泛的多種有益應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域范圍從用于診療的醫(yī)學(xué)成像到信息技術(shù)和通信。(參見Law等人的“Nanoribbon Waveguides for Subwavelength Photonics Integration，，，Science 305,1269 (2004)) o例如，本文描述的EOC和I-EOC傳感器可以在如下應(yīng)用中運(yùn)用，上述應(yīng)用包括但不限于接觸成像、天文檢測(cè)和觀測(cè)、視頻相機(jī)、靜態(tài)相機(jī)、癌癥檢測(cè)、血液分析、工業(yè)工藝中的納米顆粒擴(kuò)散和尺寸研究、位置敏感的檢測(cè)和光學(xué)信息存儲(chǔ)與檢測(cè)。當(dāng)在接觸成像方面使用時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例可以如上面參考和并入的申請(qǐng)12/375，861所描述地使用。例如，將物體鄰近本文描述的EOC或I-EOC傳感器的密集陣列或與其接觸，光可以通過(guò)物體，而來(lái)自傳感器引線的電壓讀數(shù)可以被用來(lái)產(chǎn)生物體的圖像的像素。在天文檢測(cè)/觀測(cè)、視頻照相機(jī)和靜態(tài)相機(jī)的應(yīng)用中，本文公開的EOC和I-EOC傳感器可以被用作類似于CCD器件的光學(xué)傳感器(其中每個(gè)E0C/I-E0C傳感器將作為像素傳感器有效地使用)。對(duì)于涉及癌癥分析和檢測(cè)的應(yīng)用而言，癌癥分析/檢測(cè)可以通過(guò)在有機(jī)體內(nèi)或有機(jī)體外檢測(cè)熒光團(tuán)或者可以結(jié)合至病理分子或被通過(guò)轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)染細(xì)胞所表達(dá)的其他光發(fā)射劑(生物發(fā)光等)而實(shí)現(xiàn)。對(duì)于涉及納米顆粒擴(kuò)散和尺寸研究的應(yīng)用而言，發(fā)明人注意到，可以使包含對(duì)象納米顆粒的媒介鄰近本文描述的E0C/I-E0C傳感器的陣列或與其接觸，并且光可以通過(guò)媒介以影響陣列。傳感器引線上的電壓讀出繼而可以被監(jiān)測(cè)以獲取根據(jù)時(shí)間的強(qiáng)度分布。對(duì)于位置敏感檢測(cè)的應(yīng)用而言,例如，本文描述的E0C/I-E0C傳感器可以被以與針對(duì)納米顆粒擴(kuò)散而描述的方式相似的方式來(lái)使用，但是包括了移動(dòng)(微或納)標(biāo)記(諸如附接至其位置待檢測(cè)的物體的孔或在該物體中的孔)。在關(guān)于信息存儲(chǔ)的應(yīng)用中，單個(gè)I-EOC傳感器(或小數(shù)目的此類傳感器)可以被置于光學(xué)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的移動(dòng)臂上以檢測(cè)來(lái)自光盤的反射光。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)方面，本發(fā)明在此公開了一種方法，包括使用光來(lái)擾動(dòng)納米級(jí)MSH器件以產(chǎn)生EOC效應(yīng)。優(yōu)選地，該EOC效應(yīng)為I-EOC效應(yīng)。進(jìn)一步地，MSH器件可以包括半導(dǎo)體材料，位于半導(dǎo)體材料的表面上的金屬分路，從而限定半導(dǎo)體/金屬界面，其中，半導(dǎo)體材料表面的一部分沒有被金屬分路覆蓋，其中半導(dǎo)體層和金屬分路在基本上平行的平面內(nèi)但不是共面，并且其中半導(dǎo)體/金屬界面被配置為響應(yīng)于光擾動(dòng)來(lái)展示電阻變化。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)方面，發(fā)明人在此公開了一種方法，包括使用光擾動(dòng)具有限定了肖特基勢(shì)壘(非線性)界面的半導(dǎo)體/金屬界面的納米級(jí)MSH器件以產(chǎn)生
I-EOC效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)方面，發(fā)明人在此公開了一種方法，包括使用光擾動(dòng)MSH器件以生成EOC效應(yīng)，其中，響應(yīng)于由光引起的擾動(dòng)，MSH器件中流經(jīng)半導(dǎo)體-金屬界面的載流子流動(dòng)從主要為彈道輸運(yùn)轉(zhuǎn)變?yōu)閿U(kuò)散輸運(yùn)。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)方面，發(fā)明人在此公開了一種方法，包括以光和電子電荷擾動(dòng)兩者來(lái)擾動(dòng)MSH器件以產(chǎn)生EEC和EOC響應(yīng)。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)方面，發(fā)明人 在此公開了在陣列中的多個(gè)I-EOC器件的組合，從而使得產(chǎn)生了具有納米級(jí)分辨率的像素的成像設(shè)備。該陣列可以被電子電荷和/或光擾動(dòng)以產(chǎn)生具有納米級(jí)分辨率的圖像。本發(fā)明的以上以及其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面描述給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。


圖I描繪了具有歐姆半導(dǎo)體/金屬界面的示例性EOC器件；圖2描繪了示例性EEC器件；圖3描繪了另一個(gè)示例性EEC器件；圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性EOC器件；圖5描繪了無(wú)分路半導(dǎo)體器件(子圖(a))和根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性EOC器件(子圖(b)和子圖(c))；圖6示出了 3個(gè)不同尺寸的EOC器件和一個(gè)參考無(wú)分路半導(dǎo)體器件的SEM圖像和電阻圖像繪圖；圖7為圖6中所示的4個(gè)不同尺寸的EOC器件的電阻比對(duì)光強(qiáng)度的繪圖；圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)示例性EOC器件；圖9 (a)是EOC器件的示例性陣列的截面視圖；圖9(b)是圖9(a)的陣列的透視視圖；圖10描繪了示出多個(gè)像素幾何布置的示例性多EOC器件陣列的示意圖；圖11(a)是其納米傳感器被組織為多個(gè)像素的示例性陣列的頂視圖；圖11 (b)是對(duì)應(yīng)于多個(gè)不同類型的納米傳感器的像素的頂視圖；圖12(a)和圖12(b)描繪了不同的納米傳感器如何被分組為復(fù)合像素的示例性陣列；圖13描繪了其中納米傳感器的陣列與處理器通信以用作相機(jī)的示例性實(shí)施例；以及圖14描繪了 5 y m MSH器件的肖特基二極管部件的兩點(diǎn)I_V特性的強(qiáng)度相關(guān)性。
具體實(shí)施例方式圖4描繪了一個(gè)示例性MSH器件200，其可以被用作根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的EOC傳感器。如圖4中所示，EOC傳感器200為包括若干層的MSH器件，該MSH器件包括半導(dǎo)體部分202和金屬分路部分204。金屬分路部分204被置于半導(dǎo)體部分202的表面上,并且半導(dǎo)體部分202被布置于襯底206的表面上，從而使得半導(dǎo)體部分202被夾在金屬分路部分204和襯底206之間。如圖4中所示，金屬分路部分204、半導(dǎo)體部分202和襯底206優(yōu)選地位于基本上平行的平面內(nèi)。共同地，金屬分路部分204和襯底206之間的接觸限定了半導(dǎo)體/金屬界面208。因此，與在相關(guān)的和上面參考的專利申請(qǐng)中所描述的EOC傳感器結(jié)構(gòu)不同，圖4中所示的EOC傳感器的半導(dǎo)體/金屬界面208的平面與金屬分路/半導(dǎo)體/襯底的平面基本上平行。半導(dǎo)體部分202優(yōu)選為薄的半導(dǎo)體膜，其有源部分的厚度約為lOOnm。然而，應(yīng)該理解，可以使用其它厚度值，例如，有源層厚度在約25nm和約2000nm之間，其中，為了改善熱噪聲消減和信噪比，厚度值被選擇以減小輸入電阻。例如，圖5和圖8描繪了示例性備選設(shè)計(jì)。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體膜202可以具有約IOOnm的長(zhǎng)度和約50nm的寬度。然而，應(yīng)該注意，可以使用半導(dǎo)體膜202的其它納米級(jí)的長(zhǎng)度和寬度值，例如，其下限僅由光刻能力所約束的納米級(jí)長(zhǎng)度和寬度。應(yīng)該注意，這里使用的術(shù)語(yǔ)“厚度”指的是圖4中示出的沿Z-軸的尺度，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)度”指的是圖4中示出的沿y-軸的尺度，并且術(shù)語(yǔ)“寬度”指的是圖4中示出的沿X-軸的尺度。 金屬分路204的厚度優(yōu)選地大于約IOnm,但小于約為有源半導(dǎo)體層厚度10倍的最大值。然而，發(fā)明人注意到，在原則上可以使用更大的厚度值。因此，應(yīng)該再次理解，可以使用其它厚度(例如，在約25nm至約2000nm范圍內(nèi)的任意值，其中，為了改善熱噪聲消減和信噪比，選擇厚度值以減小輸入電阻)。關(guān)于長(zhǎng)度和寬度尺度，可以使用約IOOnm的長(zhǎng)度和約50nm的寬度。發(fā)明人注意到，金屬分路的側(cè)向尺度有效地固定了 EOC器件的像素尺寸。如此，可以確信的是，減小這些長(zhǎng)度/寬度尺度至納米級(jí)對(duì)于獲得高分辨率是非常有利的。對(duì)于EOC傳感器而言，金屬分路204的寬度和長(zhǎng)度優(yōu)選地小于半導(dǎo)體膜202的寬度和長(zhǎng)度，其下限僅由上面所提到的光刻能力和任何最小的間隔所致的限制而約束。進(jìn)一步地，值得注意的是，在EOC傳感器具有圓形形狀而不是矩形形狀的實(shí)施例中，半導(dǎo)體膜和金屬分路的直徑將充當(dāng)對(duì)長(zhǎng)度和寬度尺度的模擬。 用于控制EOC器件是否以I-EOC效應(yīng)運(yùn)作的有用的調(diào)節(jié)參數(shù)是弓I線與金屬分路之間的間隔。如以下參考圖5和圖8所說(shuō)明的那樣，通過(guò)減小該間隔至不大于約500nm-1000nm的值，發(fā)明人確信I-EOC效應(yīng)變得顯著。發(fā)明人進(jìn)一步確信，其它因素可以影響從EOC效應(yīng)至I-EOC效應(yīng)的轉(zhuǎn)變。例如，可以確信的是，半導(dǎo)體部分的有源層中載流子的平均自由程影響I-EOC操作，并且這一特性可以通過(guò)適當(dāng)選擇半導(dǎo)體、摻雜劑、摻雜密度和溫度來(lái)進(jìn)行控制。發(fā)明人進(jìn)一步注意到，在期望器件的室溫操作的實(shí)施例中，平均自由程的理想尺度約為期望像素尺寸的1/10量級(jí)，這設(shè)定了室溫下的空間分辨率并且進(jìn)一步地限定了 I-EOC器件工作的尺度的上邊界。被認(rèn)為影響I-EOC操作的附加因素包括接觸的幾何布置、肖特基勢(shì)壘的高度、光照強(qiáng)度，以及光照波長(zhǎng)。發(fā)明人注意到，肖特基勢(shì)壘的高度可以經(jīng)由對(duì)金屬-半導(dǎo)體組合的選擇性選擇來(lái)進(jìn)行控制，其中高度應(yīng)該被設(shè)計(jì)以在有源半導(dǎo)體層中提供特定范圍的耗盡寬度和促進(jìn)隧穿進(jìn)入分路中。發(fā)明人進(jìn)一步注意到，光照波長(zhǎng)可以基于需要利用I-EOC器件檢測(cè)的波長(zhǎng)而變化(例如，從紫外(UV)到近紅外(IR)的范圍)。優(yōu)選地，襯底206的尺度被定制為適于支撐半導(dǎo)體膜202的尺度，并且因此襯底206典型地遠(yuǎn)大于半導(dǎo)體膜和金屬分路。襯底206的不例性尺度為約400 u m的厚度和約2英寸的直徑。然而，應(yīng)該理解，可以使用其它尺度。EOC傳感器200優(yōu)選地還包括兩個(gè)電流引線210和兩個(gè)電壓引線212。這些引線與半導(dǎo)體膜202接觸但并不與金屬分路204接觸。另外，如圖4中所示，這些引線可以在表面上沿著半導(dǎo)體膜202的xz厚度與半導(dǎo)體膜202接觸。如圖4中所示，關(guān)于引線的幾何布置，兩個(gè)電壓引線212優(yōu)選地被布置于兩個(gè)電流引線210之間。進(jìn)一步地，優(yōu)選地以最大化EOC傳感器200的EOC效應(yīng)的方式來(lái)選擇引線之間的間隔(或者，如果EOC傳感器被用作雙E0C/EEC傳感器，則可以選擇間隔以平衡期 望的EOC效應(yīng)和EEC效應(yīng))。也可以運(yùn)用接觸金屬分路的第五引線(例如，參見圖3的子圖(a)中接觸金屬分路的第五引線)。這類引線允許金屬分路被獨(dú)立地偏置，這可以通過(guò)EOC器件獲得增強(qiáng)性倉(cāng)泛。在EOC傳感器200的情形中，來(lái)自光擾動(dòng)源120的光擾動(dòng)122光照半導(dǎo)體膜202和金屬分路204的光暴露的表面，該光擾動(dòng)122經(jīng)由EOC效應(yīng)導(dǎo)致可測(cè)量的電壓。優(yōu)選地，光122的傳播方向大致上沿Z-軸(或者垂直于半導(dǎo)體膜202和金屬分路204的平面或基本上位于與界面208相同的平面內(nèi))。然而，如下面提到的那樣，隨著EOC傳感器的尺度減小至納米級(jí)，由于EOC納米傳感器的小尺寸，因此光將更加均勻地光照EOC納米傳感器。光擾動(dòng)源120可以是任意光發(fā)射源，諸如激光發(fā)射器件或者甚至于熒光發(fā)射的單元(諸如這可以通過(guò)引入基于氟的造影劑來(lái)發(fā)射)。又進(jìn)一步地，擾動(dòng)光122可以是電磁輻射，范圍在紅外至紫外區(qū)間，具有測(cè)量為數(shù)百納米級(jí)的波長(zhǎng)。光擾動(dòng)的期望波長(zhǎng)可以基于EOC器件的有源半導(dǎo)體層的吸收特性來(lái)選擇?？梢耘cEOC器件相關(guān)使用的光擾動(dòng)類型的另外的例子包括單元分析的傳播和反射，以及化學(xué)分析和成像的熒光。如上面提到的那樣，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于如圖4中所示的更大尺度的EOC架構(gòu)而言，EOC傳感器表現(xiàn)出EOC響應(yīng)，其中EOC傳感器的有效電阻根據(jù)增加的光照強(qiáng)度而減小。然而，對(duì)于更小尺度的EOC架構(gòu)而言，發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，EOC傳感器的有效電阻不僅根據(jù)增加的光照強(qiáng)度而增加，而且該逆響應(yīng)是顯著的。如上面提到的那樣，發(fā)明人已將此種響應(yīng)稱為I-EOC響應(yīng)。根據(jù)這一意外的結(jié)果，發(fā)明人進(jìn)行了探索以說(shuō)明并理解它的由來(lái)。發(fā)明人首先注意到，造成EXX效應(yīng)的根本物理原則是施加于MSH器件的外部擾動(dòng)(諸如EOC情形中的光子束)引起在半導(dǎo)體和金屬分路之間的電流再分配，該電流再分配改變了 MSH器件的電阻，并且?guī)缀卧O(shè)計(jì)(諸如金屬和半導(dǎo)體部件的相對(duì)尺寸和形狀或接觸的布置)可以放大這一改變。如上面提到的那樣，已描述了在宏觀MSH結(jié)構(gòu)中的正常EOC采用金屬(Au)形成與GaAs的歐姆界面(例如參見上面參考和引用的專利申請(qǐng))。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)明人公開了具有肖特基界面(即Ti/GaAs肖特基界面)的納米級(jí)MSH結(jié)構(gòu)的I-EOC特性。在由分子束外延(MBE)生長(zhǎng)的晶格匹配的GaAs外延層上制備這些具有肖特基勢(shì)壘界面的MSH器件。該器件結(jié)構(gòu)的示例性實(shí)施例的示意圖在圖5(子圖(b)和子圖(C))中示出，頂視圖的電子顯微鏡照片在圖6中示出。四種不同的方形器件被制造為具有如下的包括有源半導(dǎo)體層的臺(tái)面的長(zhǎng)度和寬度的尺度籲5 ii m (圖6的子圖(a)中的器件A)， 250nm(圖6的子圖(b)中的器件B)， 500nm(圖6的子圖(C)中的器件C)，^SOOnm(圖6的子圖(d)中的器件D，其為無(wú)分路的參考器件)。圖5例子的有源半導(dǎo)體層的厚度為90nm。研究了每個(gè)EOC器件尺寸的4個(gè)器件的最小值；特定尺寸的所有器件示出了基本上相等的結(jié)果。器件制造過(guò)程的細(xì)節(jié)在Newaz等人的“Transportmeasurements and analytical modeling of extraordinary electrical conductancein Ti-GaAs metal-semiconductor hybrid structures”，Phys. Rev. B79,195308(2009)中描述，該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文。Ti/GaAs界面形成了良好表征的肖特基勢(shì)壘，而Ti-Au層作為供電流穿過(guò)勢(shì)壘的分路。為了查明分路的效果，還研究了等效的但是無(wú)分路的參考器件(例如參見圖6的子圖(d))。這里呈現(xiàn)的所有光學(xué)和傳輸測(cè)量均在室溫下進(jìn)行。示例性的EOC器件采用了經(jīng)修改的范德堡(VdP)臺(tái)面結(jié)構(gòu)(參見Wang等人的“Extraordinary electroconductance in metal-semiconductor hybrid structures，，，Appl. Phys. Lett. 92，262106 (2008)，該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文)，其中，電流施加在引線I和引線2之間，在引線3和引線4之間測(cè)量電壓(參見圖5的子圖(b))。四探針電阻定義為R = V34/I12。發(fā)明人通過(guò)記錄當(dāng)未聚焦He-Ne激光束(TEMtltl模式，波束腰直徑800 y m，輸出5mW，波長(zhǎng)632.8nm)以低至10 y m的步長(zhǎng)遍歷傳感器區(qū)域時(shí)的四探針電阻而測(cè)量了這些EOC器件的空間靈敏度。最大的EOC器件的2D圖像繪圖(圖6的器件A)及其對(duì)應(yīng)的SEM圖像 (頂行)在圖6的子圖(a)中示出。圖6中的器件A的電阻在激光點(diǎn)遠(yuǎn)離器件時(shí)(最小的光照強(qiáng)度)較大，在激光大約位于器件中心時(shí)(最大的光照強(qiáng)度)最小。為了進(jìn)一步量化器件對(duì)激光源的感應(yīng)響應(yīng)，可以將EOC量化為EOC(P) =
為落在傳感器上的激光功率密度，R為光照下的四探針電阻并且Rtl為四探針暗電阻。觀測(cè)到的圖6的器件A最大EOC值為約60%。發(fā)明人注意到，至少1%的EOC(P)百分比指示光導(dǎo)效應(yīng)是異常的。在之前的實(shí)驗(yàn)中，如上面所提到的那樣，發(fā)明人已經(jīng)展示了宏觀MS混合結(jié)構(gòu)的EOC效應(yīng)，該宏觀MS混合結(jié)構(gòu)具有形成與摻雜Si的GaAs臺(tái)面的歐姆接觸的In分路。發(fā)明人觀測(cè)到室溫下在具有6. 3X104ff/cm2的功率密度的477nm聚焦光照下的 60%的最大EOC0然而，如上面所指示的那樣，本發(fā)明的實(shí)施例有別于那些歐姆界面EOC器件。例如，本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的EOC器件具有肖特基界面而非歐姆界面。而且，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的EOC器件而言，界面位于臺(tái)面的頂部而非側(cè)面。此外，對(duì)比于典型的頂柵結(jié)構(gòu)(諸如FET)，分路提供了在EOC器件中的一種重要且旨在的電路路徑。盡管分路透明度在633nm時(shí)只有 I %，但是這足以在光照下降低肖特基勢(shì)壘并促進(jìn)電流流過(guò)分路。圖14中所示的直接I-V測(cè)量顯示了這一特性(參見Newaz等人的“A nanoscale Ti/GaAsmetal-semiconductor hybrid sensor for room temperature light detection，，,AppliedPhysics Letters，97，082105 (2010)，該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文)。圖14示出了 5iim MSH器件的肖特基二極管部件的兩點(diǎn)I-V特性(Itl = lff/cm2)的強(qiáng)度依賴性。如圖14中所示，在高光照下，I-V特性由類似肖特基改變?yōu)闅W姆。這通過(guò)隨著光照強(qiáng)度從KT5Itl改變至Itl零偏電阻減小209倍來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中^為lW/cm2。圖14中所示的基于強(qiáng)度的開路電壓具有經(jīng)光照的肖特基勢(shì)魚的特性(參見S. M. Sze的Physics of SemiconductorDevices, 2nd Ed. (ffiley-Interscience, New York, 1981, pages 793-795),該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文)，并且在實(shí)例中，基于強(qiáng)度的開路電壓基本肯定是有由光生載流子遷移進(jìn)入界面/耗盡區(qū)域引起的。圖6中的器件A在光照下的行為定性地與發(fā)明人先前研究過(guò)的歐姆界面EOC結(jié)構(gòu)在光照下的行為類似。移動(dòng)通過(guò)分路的載流子降低MSH器件的電阻。旁通分路的載流子展示了電阻率P = I/(n ye)的擴(kuò)散輸運(yùn)，其中，n為載流子濃度，y為漂移遷移率，而e為電子電荷。ny的乘積關(guān)于n而增加，而光照到器件A和B上的光降低它們的四探針電阻。由于分路幾乎不透明，因此觀測(cè)到的響應(yīng)可以通過(guò)側(cè)向光伏效應(yīng)(LPE)被分辨出。此外，電子束制造中固有的引線和分路的非對(duì)稱布置(例如，引線和分路之間的空隙(參見圖6)隨著引線位置而變化)提供了對(duì)來(lái)自均勻光照的器件的EOC輸出所需要的對(duì)稱破裂(breaking)。顯著并且意外地，圖6的器 件B和器件C的光學(xué)特性與圖6的器件A(以及圖6的參考器件D)的光學(xué)特性相反。在圖6的子圖(b)和子圖(c)中分別示出圖6中的器件B和器件C的電阻的2D圖像繪圖和SEM圖像。這里，電阻隨著增加的光照而急劇增加?，F(xiàn)在普遍的不同的物理過(guò)程必須克服源自電子-空穴對(duì)生成的電阻減小，正如對(duì)于圖6中更大的器件A(以及對(duì)于圖6的參考器件D)所觀測(cè)到的那樣。在圖7中展示了不同尺寸EOC器件對(duì)于光強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的對(duì)比研究(在此研究中，樣品A為具有肖特基界面的5 iim EOC器件，樣品B為具有肖特基界面的Iiim EOC器件，樣品C為具有肖特基界面的500nm EOC器件，而樣品D為具有肖特基界面的250nm EOC器件)。通過(guò)在光照EOC器件的光束的路徑上放置中性密度(ND)濾鏡來(lái)產(chǎn)生光強(qiáng)度衰減。響應(yīng)曲線清楚地顯示出亞微米EOC器件(圖7的樣品C和樣品D)的寬的動(dòng)態(tài)范圍，其高達(dá)40dB。通過(guò)考慮高斯光束剖面圖、幾乎不透明的分路和接觸、和經(jīng)摻雜的GaAs外延層的經(jīng)光照的區(qū)域的吸光率，可以得到圖7的樣品C和D的E0C%⑵值分別為975% (I. Onff)和9460% (0. 25nff)。注意到，亞微米器件的EOC值比圖7的樣品A和B的EOC值高約16-160倍。為了強(qiáng)調(diào)分路的作用，發(fā)明人還研究了裸的(無(wú)分路的)控制器件，諸如圖6的子圖⑷和圖5的子圖(a)中所示的器件。500nm控制器件的光學(xué)特性也與圖6中器件A的光學(xué)特性類似，但是最大EOC(2nW)僅為6%，例如，顯著地小于來(lái)自所有具有位于臺(tái)面頂部的金屬分路的EOC器件的值。以lW/cm2的最大功率密度的632. 8nm輻射和輻射復(fù)合，穩(wěn)態(tài)光致載流子密度為nph I. 5X1016cm_3。僅此很好說(shuō)明了控制器件的6%的E0C% (P)，并強(qiáng)調(diào)了通過(guò)分路對(duì)E0C% (P)的增強(qiáng)，這影響了響應(yīng)的量級(jí)和(參見下面)亞微米結(jié)構(gòu)的反轉(zhuǎn)性質(zhì)。為了解釋這些結(jié)果，發(fā)明人注意到，如果分路引線的側(cè)向幾何和布置被保存，則經(jīng)測(cè)量的光阻R(P)值應(yīng)該僅依賴于穩(wěn)態(tài)電阻率。如果相同的復(fù)合過(guò)程在每個(gè)器件中都是普遍的，則nph被固定并且器件會(huì)具有在最大光照下大約相等的電阻，并且發(fā)明人總結(jié)出，所有器件在這個(gè)極限都是擴(kuò)散性的。發(fā)明人進(jìn)一步相信，亞微米器件中的I-EOC響應(yīng)可以通過(guò)考慮彈道載流子輸運(yùn)和準(zhǔn)彈道載流子輸運(yùn)再加上擴(kuò)散輸運(yùn)來(lái)進(jìn)行定性地說(shuō)明。任何導(dǎo)體的電性電阻產(chǎn)生于電荷載流子的動(dòng)量散射。當(dāng)導(dǎo)體的長(zhǎng)度變得與載流子的平均自由程Xp相當(dāng)時(shí)，電子毫無(wú)散射地也即彈道地移動(dòng)的概率會(huì)增加。具有亞微米尺度的GaAs器件中電子的彈道輸運(yùn)已經(jīng)被許多研究人員所建立(參見Hays等人的“Hot-ElectixmSpectroscopy of GaAs”，Phys. Rev. Lett. 54，1570 (1985) ；Palesvki 等人的“LateralTunneling, Ballistic Transport, and Spectroscopy in a Two-Dimensional ElectronGas，，，Phys. Rev. Lett. 15，1776 (1989))。對(duì)于沿著在末端接觸的導(dǎo)線的彈道輸運(yùn)而言，導(dǎo)線的電阻為零，并且所有的電壓降在兩個(gè)接觸上。在低偏置下，充足密度的光致載流子的引入會(huì)增加載流子-載流子散射，從而導(dǎo)致在接觸之間的有限電阻，并且相應(yīng)地導(dǎo)致從彈道輸運(yùn)至擴(kuò)散輸運(yùn)的轉(zhuǎn)變。如果假定復(fù)合受俄歇過(guò)程的支配(參見Brozel等人的“Properties of Gallium Arsenide3rdEd. ”，INSPEC，London(1996))，可見，在發(fā)明人對(duì)圖6中的器件B和器件C以及圖7中的樣品C和樣品D的光照研究中所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)載流子密度在I X IO18CnT3至I X 102°cm_3范圍內(nèi)，該范圍極大地超過(guò)了由于摻雜產(chǎn)生的載流子密度。為了表征MSH結(jié)構(gòu)內(nèi)的載流子輸運(yùn)機(jī)制，發(fā)明人還進(jìn)行了 GaAs外延層的基于溫度的輸運(yùn)測(cè)量，采用由相同的晶圓制造的常規(guī)的霍爾棒(Hall bar)。(參見Gilbertson等人的 “Dimensional crossover and weak localization in ultra thin n-GaAs films”，Appl. Phys. Lett. 95,012113 (2009)) 發(fā)現(xiàn)到 Ap 的值從 2K 下的 18nm 變化至 300K 下的35nm，這與通過(guò)熱電子光譜學(xué)和電子能量光譜學(xué)測(cè)量的值合理地一致。由于亞微米器件的空間限制和電子束光刻限制，圖6的器件C的歐姆引線和分路的實(shí)際的分離距離在從20nm至40nm變化，而圖6中器件B的歐姆引線和分路的實(shí)際間距在從IOnm至30nm變化。因此，歐姆引線和分路金屬之間的間距充分地在圖6的器件B的X。之下并且小于圖6的器件C的入口或與其處于相同量級(jí)。因此，亞微米器件(圖6的器件B和器件C)中的電荷載流子的整體將具有兩種類型的載流子，一種在間隙中彈道地移動(dòng)，而另一種在間隙中擴(kuò)散地移·動(dòng)。在暗環(huán)境中，大多數(shù)載流子是彈道的。這說(shuō)明了為何納米級(jí)器件的暗電阻低于宏觀器件的暗電阻(參見圖7)。在存在激光輻射的情形下，從歐姆引線移動(dòng)至分路金屬和從分路金屬移動(dòng)至集電極的電子將只有很小的概率彈道地運(yùn)行，并且更多的電子將被迫擴(kuò)散地橫穿間隙。作為參與耗散運(yùn)動(dòng)的電子數(shù)量增加的結(jié)果，亞微米EOC器件的電阻在存在光學(xué)光子的情形下增加。當(dāng)然，擴(kuò)散地穿過(guò)半導(dǎo)體和分路的附加的載流子也將因光子擾動(dòng)而促使圖6的器件B和器件C的電阻減小，但這一變化被源自從彈道載流子向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變壓制，這導(dǎo)致電阻的全面增加。圖6的器件B相對(duì)于圖6的器件C大十倍的的EOC值也可以由相同論點(diǎn)歸因于載流子的彈道和準(zhǔn)彈道穿越。對(duì)于歐姆引線與分路之間更小的間距而言，較大量的電子彈道地移動(dòng)；因此，對(duì)于更小間隙器件而言，對(duì)光照的響應(yīng)將會(huì)更加敏銳。推測(cè)而來(lái)，EOC隨器件尺寸的減小而增加，這將最終被邊界散射所約束。發(fā)明人對(duì)于由圖6的器件B和器件C所展示的觀測(cè)到的增加的光阻的說(shuō)明可以總結(jié)如下在低偏置下，足夠密度的光致載流子的引入會(huì)增加附加的散射(來(lái)自光離子化陷阱或散射中心)，從而導(dǎo)致從彈道輸運(yùn)至擴(kuò)散輸運(yùn)的轉(zhuǎn)變和電阻相應(yīng)的增加。如果電阻的這種增加大于由光致載流子密度(6% )和分路的影響帶來(lái)的減小，則將會(huì)導(dǎo)致正的光阻。從彈道輸運(yùn)向擴(kuò)散輸運(yùn)的轉(zhuǎn)變的精確機(jī)制將取決于激發(fā)和復(fù)合機(jī)制的細(xì)節(jié)；然而，500nm器件和250nm器件的較低的R0支持這一論斷，即這些是在彈道狀態(tài)內(nèi)，并且所有四個(gè)器件在最大光照下的電阻在因數(shù)2以內(nèi)的收斂支持了獨(dú)立于尺寸的最終擴(kuò)散狀態(tài)。為了估計(jì)I-EOC傳感器的靈敏度，采用更為常規(guī)的度量，并且為了將其與競(jìng)爭(zhēng)器件相比較，發(fā)明人還計(jì)算了在最低光照下的響應(yīng)度，Rv= AV/AP，其中AP為入射到有
源區(qū)域上的激光功率，而AV為對(duì)應(yīng)的電壓改變，以及特定的檢測(cè)度D*=及^^/廠 ，
其中，Ad為檢測(cè)的有源面積，而Vn為每單位帶寬的均方根噪聲電壓。(參見Shaban等人的“Characterization of near-infrared n-type ^ -FeSi2/p-type Si heterojunctionphotodiodes at room temperature”，Appl. Phys. Lett. 94，222113 (2009)) 對(duì)于圖 6 的器件B而言，針對(duì)在通過(guò)40dB ND濾鏡之后的2. 5X10—14W的激光功率，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)了 16. 7歐姆的電阻改變。因?yàn)椋ㄟ^(guò)器件的電流為100nA，Rv = 6.68X 106V/W。在約翰遜噪聲極限中，
1可由熱噪聲電壓。替換，其中T為溫度，Rtl為暗電阻。因此，對(duì)于最小的亞微米器件D* = 5. 06X IO11Cm V Hz/W。如下面的表I所示，這是對(duì)于光電檢測(cè)器的單獨(dú)可尋址的像素測(cè)量到的最高數(shù)值之一。表I.單獨(dú)可尋址的可兼容VLSI/ULSI的光電檢測(cè)器的比較。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括 半導(dǎo)體層； 位于所述半導(dǎo)體層的表面上的金屬分路，從而限定半導(dǎo)體/金屬界面，其中所述半導(dǎo)體層表面的一部分沒有被所述金屬分路覆蓋，并且其中所述半導(dǎo)體層和所述金屬分路在基本上平行的平面內(nèi)但不是共面；以及 其中所述半導(dǎo)體/金屬界面配置為響應(yīng)于所述半導(dǎo)體/金屬界面被光學(xué)擾動(dòng)所擾動(dòng)而展示其電阻變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述裝置配置為響應(yīng)于所述光學(xué)擾動(dòng)而展示出反向異常光導(dǎo)(I-EOC)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體/金屬界面配置為肖特基勢(shì)壘界面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置配置為響應(yīng)于所述光學(xué)擾動(dòng)，從流經(jīng)所述半導(dǎo)體/金屬界面的主要為彈道載流子流轉(zhuǎn)變?yōu)榱鹘?jīng)所述半導(dǎo)體/金屬界面的主要為擴(kuò)散載流子流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括與所述半導(dǎo)體層接觸的多個(gè)引線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述引線包括 與所述半導(dǎo)體層接觸的至少兩條歐姆電流引線；以及 與所述半導(dǎo)體層接觸的至少兩條歐姆電壓引線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括與所述金屬分路接觸的引線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，進(jìn)一步包括布置在所述電流和電壓引線與所述半導(dǎo)體層之間的絕緣層，從而使得所述電流和電壓引線僅與所述半導(dǎo)體層的一部分接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述金屬分路具有納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)覽度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述引線被定位成與所述半導(dǎo)體層接觸，從而使得所述引線和所述金屬分路之間的間隔為所述半導(dǎo)體層的有源層的平均自由程的量級(jí)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述間隔為約50nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述間隔為從約Inm到約IOOOnm的范圍內(nèi)的任意值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體層具有納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度，該納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度比所述金屬分路的納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度更大。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括襯底，所述半導(dǎo)體層位于所述襯底上，其中所述金屬分路不與所述襯底接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述金屬分路包括不同金屬類型的第一金屬層和第二金屬層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體層包括臺(tái)面部分，所述金屬分路位于所述臺(tái)面部分上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述臺(tái)面包括經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體外延層。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體層包括未摻雜的半導(dǎo)體外延層。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括覆蓋所述金屬分路和所述半導(dǎo)體層的暴露表面的絕緣層。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體/金屬界面配置為響應(yīng)于所述半導(dǎo)體/金屬界面被電場(chǎng)擾動(dòng)所擾動(dòng)而展示其電阻變化。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述裝置配置為響應(yīng)于所述電場(chǎng)擾動(dòng)而展示出異常電導(dǎo)(EEC)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括接收器電子設(shè)備，其被配置為(1)接收代表所述電阻變化的信號(hào)和⑵基于接收到的信號(hào)生成圖像數(shù)據(jù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體/金屬界面進(jìn)一步配置為響應(yīng)于所述半導(dǎo)體/金屬界面被對(duì)應(yīng)于異常電導(dǎo)(EEC)響應(yīng)的電場(chǎng)擾動(dòng)所擾動(dòng)而展示其電阻變化；并且其中所述接收器電子設(shè)備進(jìn)一步配置為在所述裝置被光學(xué)擾動(dòng)所擾動(dòng)和沒有被光學(xué)擾動(dòng)所擾動(dòng)的時(shí)候?qū)λ鼋邮盏降男盘?hào)采樣，以生成代表所述裝置的所述光學(xué)響應(yīng)和所述電場(chǎng)響應(yīng)的不同的圖像數(shù)據(jù)集。
24.根據(jù)權(quán)利要求22-23中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括與所述接收器電子設(shè)備通信的陣列，所述陣列包括多個(gè)光學(xué)傳感器，至少多個(gè)所述光學(xué)傳感器中的每個(gè)包括所述半導(dǎo)體層、所述金屬分路、和所述半導(dǎo)體/金屬界面，并且其中所述接收器電子設(shè)備進(jìn)一步配置為響應(yīng)于所述光學(xué)傳感器的所述光學(xué)擾動(dòng)而基于來(lái)自所述光學(xué)傳感器的所接收到的信號(hào)生成圖像數(shù)據(jù)。
25.—種方法,包括 使用光子擾動(dòng)傳感器以通過(guò)所述傳感器產(chǎn)生異常光導(dǎo)(EOC)效應(yīng)，其中所述傳感器包括(I)半導(dǎo)體層、(2)位于所述半導(dǎo)體層表面上的金屬分路，從而限定半導(dǎo)體/金屬界面，其中所述半導(dǎo)體層表面的一部分沒有被所述金屬分路覆蓋，并且其中所述半導(dǎo)體層和所述金屬分路在基本上平行的平面內(nèi)但不是共面；以及其中所述半導(dǎo)體/金屬界面配置為響應(yīng)于所述擾動(dòng)步驟而展示對(duì)應(yīng)于所述EOC效應(yīng)的電阻變化。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括 響應(yīng)于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)生成圖像。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述EOC效應(yīng)包括I-EOC效應(yīng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求25-27中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 使用電子電荷擾動(dòng)所述傳感器以通過(guò)所述傳感器產(chǎn)生異常電導(dǎo)(EEC)效應(yīng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所產(chǎn)生的EEC效應(yīng)生成圖像。
30.根據(jù)權(quán)利要求28-29中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求28-29中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括幾乎同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求25-31中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在室溫下執(zhí)行所述方法。
33.根據(jù)權(quán)利要求25-32中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半導(dǎo)體/金屬界面配置為肖特基勢(shì)壘界面。
34.根據(jù)權(quán)利要求25-33中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述傳感器配置為響應(yīng)于所述擾動(dòng)步驟從流經(jīng)所述半導(dǎo)體/金屬界面主要為彈道載流子流轉(zhuǎn)變?yōu)榱鹘?jīng)所述半導(dǎo)體/金屬界面主要為擴(kuò)散載流子流。
35.根據(jù)權(quán)利要求25-34中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬分路具有納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度。
36.根據(jù)權(quán)利要求25-35中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半導(dǎo)體層具有納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度，所述納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度比所述金屬分路的納米級(jí)長(zhǎng)度和納米級(jí)寬度更大。
37.根據(jù)權(quán)利要求25-36中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬分路包括不同金屬類型的第一金屬層和第二金屬層。
38.根據(jù)權(quán)利要求25-37中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半導(dǎo)體層包括臺(tái)面部分，所述金屬分路位于所述臺(tái)面部分上。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述臺(tái)面包括經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體外延層。
40.根據(jù)權(quán)利要求25-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半導(dǎo)體層包括未摻雜的半導(dǎo)體外延層。
41.根據(jù)權(quán)利要求25-40中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述傳感器進(jìn)一步包括覆蓋所述金屬分路和所述半導(dǎo)體層的暴露表面的絕緣層。
42.根據(jù)權(quán)利要求25-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述傳感器包括形成陣列的多個(gè)所述傳感器。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中所述陣列包括多個(gè)單獨(dú)可尋址的像素，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)于所述傳感器中的不同傳感器。
44.根據(jù)權(quán)利要求42-43中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 響應(yīng)于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)生成多像素圖像。
45.根據(jù)權(quán)利要求42-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述EOC效應(yīng)包括I-EOC效應(yīng)。
46.根據(jù)權(quán)利要求42-45中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 用電子電荷擾動(dòng)所述陣列以通過(guò)所述傳感器產(chǎn)生異常電導(dǎo)(EEC)效應(yīng)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所產(chǎn)生的EEC效應(yīng)生成多像素圖像。
48.根據(jù)權(quán)利要求46-47中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括，同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
49.根據(jù)權(quán)利要求46-47中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括，幾乎同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
50.根據(jù)權(quán)利要求42-49中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陣列進(jìn)一步包括多個(gè)異常壓導(dǎo)(EPC)傳感器，所述方法進(jìn)一步包括，使用壓電擾動(dòng)來(lái)擾動(dòng)所述EPC傳感器以通過(guò)所述EPC傳感器產(chǎn)生EPC效應(yīng)。
51.根據(jù)權(quán)利要求42-50中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陣列進(jìn)一步包括多個(gè)異常聲導(dǎo)(EAC)傳感器，所述方法進(jìn)一步包括使用聲擾動(dòng)來(lái)擾動(dòng)所述EAC傳感器以通過(guò)所述EAC傳感器產(chǎn)生EAC效應(yīng)。
52.根據(jù)權(quán)利要求42-51中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陣列進(jìn)一步包括多個(gè)異常磁阻(EMR)傳感器，所述方法進(jìn)一步包括，使用磁擾動(dòng)來(lái)擾動(dòng)所述EMR傳感器以通過(guò)所述EMR傳感器產(chǎn)生EMR效應(yīng)。
53.根據(jù)權(quán)利要求42-52中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在室溫下執(zhí)行所述方法。
54.根據(jù)權(quán)利要求42-53中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述擾動(dòng)步驟包括使用光子擾動(dòng)所述陣列，所述光子由結(jié)合至指示病理的分子的光發(fā)射劑產(chǎn)生，所述方法進(jìn)一步包括，基于所述陣列的傳感器的生成的EOC效應(yīng)來(lái)檢測(cè)所述病理。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法,其中所述光發(fā)射劑包括突光團(tuán)。
56.根據(jù)權(quán)利要求54-55中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在體內(nèi)執(zhí)行所述檢測(cè)。
57.根據(jù)權(quán)利要求54-55中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在體外執(zhí)行所述檢測(cè)。
58.根據(jù)權(quán)利要求42-57中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述擾動(dòng)步驟包括使用光子擾動(dòng)所述陣列，所述光子由轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)染細(xì)胞所表達(dá)的光發(fā)射劑產(chǎn)生，所述方法進(jìn)一步包括基于所述陣列的傳感器的生成的EOC效應(yīng)來(lái)檢測(cè)所述轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)染細(xì)胞。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其中所述光發(fā)射劑包括熒光團(tuán)。
60.根據(jù)權(quán)利要求58-59中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在體內(nèi)執(zhí)行所述檢測(cè)。
61.根據(jù)權(quán)利要求58-59中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在體外執(zhí)行所述檢測(cè)
62.根據(jù)權(quán)利要求25-61中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行接觸成像。
63.根據(jù)權(quán)利要求25-62中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行天文檢測(cè)。
64.根據(jù)權(quán)利要求25-63中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行天文觀測(cè)。
65.根據(jù)權(quán)利要求25-64中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述傳感器被安置在相機(jī)中，所述方法進(jìn)一步包括，基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)生成相機(jī)圖像。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中所述相機(jī)包括視頻相機(jī)，并且其中所述相機(jī)圖像包括視頻圖像。
67.根據(jù)權(quán)利要求25-66中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行癌癥檢測(cè)。
68.根據(jù)權(quán)利要求25-67中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行血液分析。
69.根據(jù)權(quán)利要求25-68中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行納米顆粒擴(kuò)散和尺寸研究。
70.根據(jù)權(quán)利要求25-69中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括基于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)執(zhí)行對(duì)位置敏感的檢測(cè)操作。
71.根據(jù)權(quán)利要求25-70中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括執(zhí)行與光學(xué)信息存儲(chǔ)和檢測(cè)有關(guān)的方法。
72.—種方法,包括 使用光子來(lái)擾動(dòng)由多個(gè)納米級(jí)I-EOC傳感器形成的陣列以通過(guò)所述傳感器生成I-EOC響應(yīng)；以及 通過(guò)所生成的I-EOC響應(yīng)生成具有納米級(jí)分辨率的圖像。
73.—種方法,包括 使用光子來(lái)擾動(dòng)金屬-半導(dǎo)體混合(MSH)器件以生成EOC響應(yīng)，其中所述MSH器件包括半導(dǎo)體/金屬界面，所述半導(dǎo)體/金屬界面作為載流子流動(dòng)的肖特基勢(shì)壘。
74.—種方法,包括 使用光子來(lái)擾動(dòng)金屬半導(dǎo)體混合(MSH)器件以生成EOC響應(yīng)，其中所述MSH器件內(nèi)流經(jīng)半導(dǎo)體/金屬界面的載流子流響應(yīng)于由所述光子引起的擾動(dòng)從主要為彈道輸運(yùn)轉(zhuǎn)變?yōu)閿U(kuò)散輸運(yùn)。
75.一種裝置，包括 半導(dǎo)體層； 位于所述半導(dǎo)體層的表面上的金屬分路，從而限定半導(dǎo)體/金屬界面，其中所述半導(dǎo)體層表面的一部分沒有被所述金屬分路覆蓋，并且其中所述半導(dǎo)體層和所述金屬分路在基本上平行的平面內(nèi)但不是共面；以及 與所述半導(dǎo)體層接觸但不與所述金屬分路接觸的多條引線，從而使得在所述金屬分路和所述引線之間具有間隔，所述間隔是在從約Inm到約IOOOnm范圍內(nèi)的任何值。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體層包括經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層和未摻雜的半導(dǎo)體層，其中所述經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層接觸所述金屬分路以形成所述半導(dǎo)體/金屬界面，并且其中所述未摻雜的半導(dǎo)體層不接觸所述金屬分路。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的裝置，其中所述引線接觸所述經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層，并且其中所述裝置進(jìn)一步包括將所述引線與所述未摻雜的半導(dǎo)體層隔離的絕緣層。
78.根據(jù)權(quán)利要求75-77中任一項(xiàng)所述的裝置，進(jìn)一步包括與所述金屬分路接觸的引線。
79.根據(jù)權(quán)利要求75-78中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體層和所述金屬分路形成為范德堡(vdP)平面。
80.一種方法，包括 偏置金屬半導(dǎo)體混合(MSH)器件，其中所述MSH器件具有半導(dǎo)體/金屬界面； 使用光擾動(dòng)所述MSH器件，從而使得流經(jīng)所述半導(dǎo)體/金屬界面的載流子流從主要為彈道輸運(yùn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕獮閿U(kuò)散輸運(yùn)；以及 響應(yīng)于所述擾動(dòng)步驟檢測(cè)來(lái)自所述MSH器件的電壓信號(hào)。
81.一種裝置，包括 多個(gè)傳感器，所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)被配置為響應(yīng)于被光擾動(dòng)而生成代表異常光導(dǎo)(EOC)響應(yīng)的信號(hào)；以及 用于與所述傳感器通信的處理器，所述處理器被配置為生成對(duì)應(yīng)于所生成的信號(hào)的數(shù)據(jù)；以及 其中所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)包括 半導(dǎo)體層；以及 位于所述半導(dǎo)體層表面上的金屬分路，從而限定半導(dǎo)體/金 屬界面，其中所述半導(dǎo)體/金屬界面包括肖特基界面；以及 其中所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)被配置為展示出ι-v特性，所述I-V特性響應(yīng)于增加的光照從肖特基特性改變?yōu)闅W姆特性。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的裝置，其中所述多個(gè)傳感器的所述半導(dǎo)體層和所述金屬分路展示出納米級(jí)尺寸。
83.根據(jù)權(quán)利要求81-82中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)被配置為響應(yīng)于由光進(jìn)行的擾動(dòng)而生成代表反向異常光導(dǎo)(I-EOC)響應(yīng)的信號(hào)。
84.根據(jù)權(quán)利要求81-83中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述處理器配置為生成對(duì)應(yīng)于所生成的信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)包括多個(gè)像素，并且其中所述多個(gè)傳感器包括所述傳感器的陣列，所述傳感器對(duì)應(yīng)于所述像素。
85.根據(jù)權(quán)利要求81-84中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置包括相機(jī)。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的裝置，其中所述相機(jī)包括視頻相機(jī)。
87.根據(jù)權(quán)利要求85-86中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述相機(jī)被安置在便攜式計(jì)算設(shè)備上。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的裝置，其中所述便攜式計(jì)算設(shè)備包括智能電話。
89.根據(jù)權(quán)利要求81-88中任一項(xiàng)所述的裝置，其中至少多個(gè)所述傳感器中的每個(gè)被配置為響應(yīng)于由電場(chǎng)進(jìn)行的擾動(dòng)而生成代表異常電導(dǎo)(EEC)響應(yīng)的信號(hào)，并且其中所述處理器進(jìn)一步配置為生成對(duì)應(yīng)于所述EEC和EOC信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)。
90.根據(jù)權(quán)利要求81-89中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)被配置為響應(yīng)于所述光擾動(dòng)從流經(jīng)其半導(dǎo)體/金屬界面的主要為彈道載流子流轉(zhuǎn)變?yōu)榱鹘?jīng)其半導(dǎo)體/金屬界面的主要為擴(kuò)散載流子流。
91.一種方法,包括 在室溫下使用單獨(dú)可尋址的納米級(jí)混合金屬半導(dǎo)體光傳感器檢測(cè)光，所述納米級(jí)混合金屬半導(dǎo)體光傳感器響應(yīng)于由光進(jìn)行的擾動(dòng)而展示正的光阻和從主要為彈道載流子流到主要為擴(kuò)散載流子流的光致轉(zhuǎn)換。
92.一種裝置，包括 單獨(dú)可尋址的納米級(jí)混合金屬半導(dǎo)體光傳感器，所述納米級(jí)混合金屬半導(dǎo)體光傳感器配置為響應(yīng)于由光進(jìn)行的擾動(dòng)而展示正的光阻和從主要為彈道載流子流到主要為擴(kuò)散載流子流的光致轉(zhuǎn)換。
93.根據(jù)權(quán)利要求92所述的裝置，進(jìn)一步包括用于與所述傳感器通信的處理器，所述處理器配置為響應(yīng)于所述光擾動(dòng)生成對(duì)應(yīng)于被展示的正的光阻的數(shù)據(jù)。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的裝置，進(jìn)一步包括布置在陣列中的多個(gè)所述單獨(dú)可尋址的納米級(jí)混合金屬半導(dǎo)體光傳感器，所述處理器用于與所述陣列通信并且配置為響應(yīng)于所述光擾動(dòng)生成對(duì)應(yīng)于來(lái)自所述光傳感器的被展示的正的光阻的圖像數(shù)據(jù)。
95.一種方法，包括 使用光子來(lái)擾動(dòng)根據(jù)權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的裝置以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生異常光導(dǎo)(EOC)效應(yīng)。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的方法，進(jìn)一步包括 響應(yīng)于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)生成圖像。
97.根據(jù)權(quán)利要求95-96中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述EOC效應(yīng)包括I-EOC效應(yīng)。
98.根據(jù)權(quán)利要求96-97中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 使用電子電荷擾動(dòng)所述裝置以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生異常電導(dǎo)(EEC)效應(yīng)。
99.根據(jù)權(quán)利要求98所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所產(chǎn)生的EEC效應(yīng)生成圖像。
100.根據(jù)權(quán)利要求98-99中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
101.根據(jù)權(quán)利要求98-99中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括幾乎同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
102.根據(jù)權(quán)利要求99-101中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在室溫下執(zhí)行所述方法步 驟。
103.—種方法,包括 使用光子來(lái)擾動(dòng)多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的裝置以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生異常光導(dǎo)(EOC)效應(yīng)，其中所述多個(gè)裝置形成陣列。
104.根據(jù)權(quán)利要求103所述的方法，其中所述陣列包括多個(gè)單獨(dú)可尋址的像素，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)于所述裝置的不同裝置。
105.根據(jù)權(quán)利要求103-104中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 響應(yīng)于所產(chǎn)生的EOC效應(yīng)生成多像素圖像。
106.根據(jù)權(quán)利要求103-105中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述EOC效應(yīng)包括I-EOC效應(yīng)。
107.根據(jù)權(quán)利要求103-106中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 使用電子電荷擾動(dòng)所述裝置以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生異常電導(dǎo)(EEC)效應(yīng)。
108.根據(jù)權(quán)利要求107所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所產(chǎn)生的EEC效應(yīng)生成多像素 圖像。
109.根據(jù)權(quán)利要求107-108中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括，同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
110.根據(jù)權(quán)利要求107-108中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括，幾乎同時(shí)執(zhí)行所述光子擾動(dòng)步驟和所述電子電荷擾動(dòng)步驟。
111.根據(jù)權(quán)利要求103-110中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陣列進(jìn)一步包括多個(gè)異常壓導(dǎo)(EPC)傳感器，所述方法進(jìn)一步包括使用壓電擾動(dòng)來(lái)擾動(dòng)所述EPC傳感器以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生EPC效應(yīng)。
112.根據(jù)權(quán)利要求103-111中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陣列進(jìn)一步包括多個(gè)異常聲導(dǎo)(EAC)傳感器，所述方法進(jìn)一步包括使用聲擾動(dòng)來(lái)擾動(dòng)所述EAC傳感器以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生EAC效應(yīng)。
113.根據(jù)權(quán)利要求103-112中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陣列進(jìn)一步包括多個(gè)異常磁阻(EMR)傳感器，所述方法進(jìn)一步包括使用磁擾動(dòng)來(lái)擾動(dòng)所述EMR傳感器以通過(guò)所述裝置產(chǎn)生EMR效應(yīng)。
114.根據(jù)權(quán)利要求103-113中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在室溫下執(zhí)行所述方法步驟。
全文摘要
發(fā)明人公開了一種新的高性能光學(xué)傳感器，優(yōu)選地具有納米級(jí)尺度，其在室溫下基于異常光導(dǎo)(EOC)現(xiàn)象工作，并且優(yōu)選地基于反向EOC(I-EOC)現(xiàn)象，其位于具有半導(dǎo)體/金屬界面的金屬半導(dǎo)體混合(MSH)結(jié)構(gòu)中。這一設(shè)計(jì)表現(xiàn)出僅由半導(dǎo)體所不能展現(xiàn)出的高效光子感應(yīng)。在示例性實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)中，使用氦氖激光輻射的超高空間分辨率的四探針光導(dǎo)測(cè)量展現(xiàn)出非常大的光導(dǎo)性質(zhì)，對(duì)于250nm器件，觀察到了9460％EOC的最大測(cè)量值。這一示例性EOC器件還體現(xiàn)了特定的檢測(cè)分辨率，其在632nm光照下高于5.06×1011cm√Hz/W，以及40dB的高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，從而使得該傳感器對(duì)廣泛的實(shí)際應(yīng)用都具有技術(shù)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)H01L31/08GK102763229SQ201180009952
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者A·S·紐瓦茲, K·D·華萊士, S·A·威克萊恩, S·A·索林 申請(qǐng)人:華盛頓大學(xué)