그래핀 소자와 그 제조 및 동작방법과 그래핀 소자를 포함하는 전자장치 document_id 1020140091314

[청구항 1] 그래핀층; 상기 그래핀층의 제1 영역에 전기적으로 연결된 제1 전극 상기 그래핀층의 제2 영역에 대응하도록 구비된 제2 전극 상기 그래핀층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 것으로, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 적어도 하나를 갖는 기능성층 상기 그래핀층을 사이에 두고 상기 기능성층과 마주하도록 구비된 게이트 상기 그래핀층과 상기 게이트 사이에 구비된 게이트절연층 을 포함하는 그래핀 소자(graphene device) [청구항 2] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 저항변화 물질, 상변화 물질, 강유전성 물질, 다중강성(multiferroic) 물질, 다중안정성 분자(multistable molecule) 및 압전 물질 중 적어도 하나포함하는그래핀 소자. [청구항 3] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 전이금속 산화물(transition metal oxide)(tmo), 칼코게나이드(chalcogenide) 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질, 이차원 물질(2d material) 및 유기 물질 중 적어도 하나포함하는그래핀 소자. [청구항 4] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층과 상기 그래핀층 사이에 구비된 제1 삽입층; 및상기 기능성층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 제2 삽입층; 중 적어도 하나더 포함하는그래핀 소자. [청구항 5] 제 4 항에 있어서,상기제1 및 제2 삽입층은 반도체절연체인그래핀 소자. [청구항 6] 제 1 항에 있어서,상기 게이트 상에 상기 게이트절연층이 구비되고, 상기 게이트절연층 상에 상기 그래핀층이 구비되고, 상기 그래핀층 상에 서로 이격된 상기 제1 및 제2 전극이 구비되며, 상기 그래핀층과 상기 제2 전극 사이에 상기 기능성층구비된그래핀 소자. [청구항 7] 제 1 항에 있어서,상기 그래핀층은 기판 상에 구비되고, 상기 그래핀층의 제1 영역 상에 상기 제1 전극이 구비되고, 상기 그래핀층의 제2 영역과 상기 기판 사이에 상기 제2 전극이 구비되고, 상기 제2 전극과 상기 그래핀층 사이에 상기 기능성층이 구비되고, 상기 기능성층 위쪽의 상기 그래핀층 상에 상기 게이트절연층 및 상기 게이트가 순차구비된그래핀 소자. [청구항 8] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 n형 반도체 또는 p형 반도체포함하는그래핀 소자. [청구항 9] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 양극성(ambipolar) 반도체포함하는그래핀 소자. [청구항 10] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 측방으로(laterally) 배치된 복수의 층을 포함하고, 상기 복수의 층은 n형 반도체층 및 p형 반도체층포함하는그래핀 소자. [청구항 11] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 수직하게 적층된 복수의 층을 포함하고, 상기 복수의 층은 n형 반도체층 및 p형 반도체층포함하는그래핀 소자. [청구항 12] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 상변화 물질을 포함하고, 상기 기능성층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 히팅 전극더 포함하는그래핀 소자. [청구항 13] 제 1 항에 있어서,상기 기능성층은 광전 변환 특성갖는그래핀 소자. [청구항 14] 제 1 항에 있어서,상기 그래핀층과 상기 제2 전극 사이에 제2 기능성층이 더 구비되고, 상기 제2 기능성층은 광전 변환 특성갖는그래핀 소자. [청구항 15] 제 1 항에 있어서,상기 게이트, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 투명한 물질형성된그래핀 소자. [청구항 16] 제 1 항에 있어서,상기 그래핀 소자는 다기능 소자인그래핀 소자. [청구항 17] 제1 및 제2 그래핀층; 상기 제1 및 제2 그래핀층에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 전극요소 상기 제1 그래핀층의 일부 및 상기 제2 그래핀층의 일부에 대응하도록 구비된 제3 전극요소 상기 제3 전극요소와 상기 제1 그래핀층 사이에 구비된 제1 기능성층 상기 제3 전극요소와 상기 제2 그래핀층 사이에 구비된 제2 기능성층 상기 제1 및 제2 그래핀층과 이격된 게이트; 및 상기 게이트와 상기 제1 및 제2 그래핀층 사이에 게이트절연층;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 기능성층 중 적어도 하나는 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 적어도 하나의 특성을 갖는 그래핀 소자 [청구항 18] 제 17 항에 있어서,상기제1 및 제2 기능성층 중 하나는 n형 반도체이고, 상기 제1 및 제2 기능성층 중 다른 하나반도체인그래핀 소자. [청구항 19] 제 18 항에 있어서,상기 그래핀 소자는 상보성(complementary) 인버터 구조갖는그래핀 소자. [청구항 20] 제 17 항에 있어서,상기 그래핀 소자는 양극성(ambipolar) 트랜지스터 구조갖는그래핀 소자. [청구항 21] 제 17 항에 있어서,상기제1 및 제2 기능성층 중 적어도 하나는 발광 물질, 광활성 물질, 저항변화 물질, 상변화 물질, 강유전성 물질, 다중강성(multiferroic) 물질, 다중안정성 분자(multistable molecule) 및 압전 물질 중 적어도 하나포함하는그래핀 소자. [청구항 22] 제 17 항에 있어서,상기제1 및 제2 기능성층 중 적어도 하나는 ⅲ-ⅴ족 화합물, 전이금속 산화물(transition metal oxide)(tmo), 칼코게나이드(chalcogenide) 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질, 이차원 물질(2d material) 및 유기 물질 중 적어도 하나포함하는그래핀 소자. [청구항 23] 제 17 항에 있어서,상기 제1 기능성층과 상기 제1 그래핀층 사이에 구비된 제1 삽입층, 상기 제1 기능성층과 상기 제3 전극요소 사이에 구비된 제2 삽입층, 상기 제2 기능성층과 상기 제2 그래핀층 사이에 구비된 제3 삽입층, 및상기 제2 기능성층과 상기 제3 전극요소 사이에 구비된 제4 삽입층 중 적어도 하나더 포함하는그래핀 소자. [청구항 24] 그래핀층; 상기 그래핀층의 제1 영역에 전기적으로 연결된 제1 전극 상기 그래핀층의 제2 영역에 대응하도록 구비된 제2 전극 상기 그래핀층과 상기 제2 전극 사이에 측방으로(laterally) 배치된 복수의 층을 포함하고, 상기 복수의 층 중 적어도 하나는 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 적어도 하나의 특성을 갖는 기능성층 상기 그래핀층을 사이에 두고 상기 기능성층과 마주하도록 구비된 게이트 상기 그래핀층과 상기 게이트 사이에 구비된 게이트절연층 을 포함하는 그래핀 소자 [청구항 25] 제 24 항에 있어서,상기 복수의 층은 제1층 및 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 n형 반도체이고, 상기 제2층반도체인그래핀 소자. [청구항 26] 제 24 항에 있어서,상기 복수의 층은 제1층 및 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 하나의 특성갖는그래핀 소자. [청구항 27] 제 26 항에 있어서,상기 제2층은 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 다른 하나의 특성갖는그래핀 소자. [청구항 28] 제 24 항에 있어서,상기 기능성층과 상기 그래핀층 사이에 구비된 제1 삽입층; 및상기 기능성층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 제2 삽입층; 중 적어도 하나더 포함하는그래핀 소자. [청구항 29] 그래핀층; 상기 그래핀층의 제1 영역에 전기적으로 연결된 제1 전극 상기 그래핀층의 제2 영역에 대응하도록 구비된 제2 전극 상기 그래핀층과 상기 제2 전극 사이에 수직하게 적층된 복수의 층을 포함하고, 상기 복수의 층 각각은 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 적어도 하나의 특성을 갖는 기능성층 상기 그래핀층을 사이에 두고 상기 기능성층과 마주하도록 구비된 게이트 상기 그래핀층과 상기 게이트 사이에 구비된 게이트절연층 을 포함하는 그래핀 소자 [청구항 30] 제 29 항에 있어서,상기 복수의 층은 제1층 및 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 n형 반도체이고, 상기 제2층반도체인그래핀 소자. [청구항 31] 제 29 항에 있어서,상기 복수의 층은 제1층 및 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 하나의 특성을 갖고, 상기 제2층은 광전 변환 특성, 비휘발성 메모리 특성 및 압전 특성 중 다른 하나의 특성갖는그래핀 소자. [청구항 32] 제 29 항에 있어서,상기 기능성층과 상기 그래핀층 사이에 구비된 제1 삽입층; 및상기 기능성층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 제2 삽입층; 중 적어도 하나더 포함하는그래핀 소자.