2011-02-24_US2011042650A_发明申请_US20110042650A1 SINGLE AND FEW-LAYER GRAPHENE BASED PHOTODETECTING DEVICES_+++A_u_w_x+++.docx

好的,请查收本次专利创造性评估结果。

**对比文件名称:** 2011-02-24_US2011042650A_发明申请_US20110042650A1 SINGLE AND FEW-LAYER GRAPHENE BASED PHOTODETECTING DEVICES

**目标专利名称:** 994用于检测光子的装置和方法CN105765732B

**本次调用的模型名称:** 教授

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### 特征比对表格

技术特征描述以及公开性判断结果对比文件原文引用(中文翻译)公开性论述
**技术特征A:** 包括:半导体<br><br>《直接公开》[0001] 本发明是一种使用单层或多层石墨烯作为光子检测层的光电检测器。<br><br>[0016] 本发明在光电检测器中使用单层或多层石墨烯作为光电检测层。对比文件明确公开了其核心结构包括一个用作光电检测层的半导体材料——石墨烯(graphene)。目标专利说明书中明确指出“半导体2可以是石墨烯”([0021]),石墨烯是一种众所周知的零带隙半导体材料。因此,对比文件直接公开了技术特征A。
**技术特征B:** 不对称电极布置,该不对称电极布置包括第一电极、与跨越所述半导体的一部分的所述第一电极分离的第二电极、以及与至少所述第一电极相关联的至少一个表面等离子体激元生成器,<br><br>《未公开》[0017] ...在背栅10之上,沉积栅氧化物层12作为绝缘层。在栅氧化物层12上图案化漏极6和源极8接触。在漏极6和源极8接触之间是单层或多层石墨烯沟道层14。<br><br>[0023] 图6显示了基于石墨烯的光电检测器的另一种实现。叉指状电极60-67定义了多个源极区和漏极区,它们被图案化在石墨烯层70之上。对比文件公开了第一电极(如源极8)和第二电极(如漏极6),它们跨越石墨烯层的一部分彼此分离,构成了一个电极布置。然而,对比文件中的电极布置是传统FET的对称结构,并未明确其具有“不对称”的特性。更重要的是,对比文件全文未提及任何形式的“表面等离子体激元生成器”及其与电极的关联。对比文件通过形成石墨烯p-n结来实现光检测([0018]),而非通过表面等离子体激元。因此,技术特征B未被对比文件公开。
**技术特征C:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器,<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或“光耦合器”与此类生成器的组合。由于对比文件完全不涉及“表面等离子体激元生成器”这一概念,因此其包含的具体组成部分,如与导电材料组合的光耦合器,自然未被公开。
**技术特征D:** 所述第一电极从与所述半导体不接触的第一区域延伸到与所述半导体接触的第二区域,<br><br>《未公开》对比文件全文未描述第一电极(如源极)具有不接触半导体的第一区域和接触半导体的第二区域。在对比文件的图5和说明书[0020]中,源极30和漏极32是直接沉积在石墨烯层38之上的,即整个电极区域均与半导体接触。并未公开或暗示电极具有不接触半导体的延伸部分。
**技术特征E:** 其中在所述第一区域处的所述第一电极与所述光耦合器相关联,<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“光耦合器”与电极特定区域(第一区域)的关联。由于技术特征C和D均未被公开,作为其组合的子特征E自然也未被公开。
**技术特征F:** 其中与所述第二区域相比,<br><br>《未公开》对比文件全文未公开第一电极具有第一区域和第二区域的结构。由于技术特征D未被公开,技术特征F作为其比较性限定,无公开基础。
**技术特征G:** 所述第一区域进一步远离于所述第二电极。<br><br>《未公开》对比文件全文未公开第一电极具有第一区域和第二区域的结构。由于技术特征D未被公开,技术特征G作为其位置限定,无公开基础。
**技术特征H:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为在至少与线平行的方向中将动量的成分给予入射光子,所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或其对光子动量的调制。对比文件未涉及表面等离子体激元技术。关于光子动量匹配是表面等离子体激元耦合的核心机制(目标专利[0057]),对比文件完全没有相关内容。
**技术特征I:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为优选地在与所述线平行的方向中将动量的成分给予入射光子,所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或其对光子动量的调制。与技术特征H同理,该特征未被对比文件公开。对比文件中的光波导50(图5)的作用是将光子引导至石墨烯层,并非用于在特定方向给予光子动量以耦合表面等离子体。
**技术特征J:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为生成表面等离子体激元并且将所生成的表面等离子体激元传送给所述半导体。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”。这是表面等离子体激元生成器的基本功能,由于对比文件不存在该元件,故该功能特征未被公开。
**技术特征K:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为:在沿着线的方向中提供在至少数微米上的连续等离子体,该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”。该特征涉及表面等离子体激元的传播特性,目标专利[0032]明确指出其需要“在至少数微米上的连续等离子体”。对比文件未公开任何相关配置。
**技术特征L:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为:从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的等离子体。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”。该特征结合了表面等离子体激元的传播和非接触/接触区域的概念。由于技术特征D和J均未被公开,该特征也未被公开。
**技术特征M:** 其中所述表面等离子体激元生成器被配置为:从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的金属。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”。该特征与特征L类似,但强调了“连续的金属”,目标专利[0038]中提到“诸如金属的连续的导电材料23”。对比文件未公开此配置。
**技术特征N:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构,其中所述周期性至少在平行于线的方向中,该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或具有特定方向周期性的结构。该特征描述了表面等离子体激元生成器的一种具体实现方式——周期性结构(如光栅)。对比文件未公开任何与表面等离子体激元相关的周期性结构。
**技术特征O:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构,其中所述周期性平行于线,该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或具有特定方向周期性的结构。与技术特征N同理,未被公开。
**技术特征P:** 其中所述周期结构是周期光栅。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或“周期光栅”。对比文件未公开任何光栅结构。
**技术特征Q:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括导电材料,该导电材料包括表面,其中所述表面是连续的并且包括周期轮廓调制。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或“周期轮廓调制”。该特征描述了表面等离子体激元生成器的另一种具体结构,如目标专利图4A所示的表面轮廓调制。对比文件未公开此结构。
**技术特征R:** 其中所述第一电极与表面等离子体激元生成器相关联,但是所述第二电极与表面等离子体激元生成器不相关联。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”。这是实现电极布置“不对称性”的一种具体方式(目标专利[0058])。由于对比文件未公开任何表面等离子体激元生成器,故该特征未被公开。
**技术特征S:** 其中所述第一电极与用于选择性地耦合第一频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联,以及所述第二电极与用于选择性地耦合与所述第一频率不同的第二频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”。该特征描述了另一种不对称性,即两个电极分别关联于不同频率的等离子体激元生成器。对比文件未公开此概念。
**技术特征T:** 其中所述不对称电极布置包括多个第一电极,每个第一电极与用于选择性地耦合特定频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。<br><br>《未公开》[0023] 图6显示了基于石墨烯的光电检测器的另一种实现。叉指状电极60-67定义了多个源极区和漏极区...<br><br>[0024] ...基于石墨烯的光电检测器也可以制造为如图7所示的阵列70...对比文件图6和[0023]公开了多个源极和漏极(叉指电极)。图7和[0024]公开了光电检测器阵列。然而,这些多个电极并非与表面等离子体激元生成器相关联,也未用于选择性地耦合特定频率的光子。对比文件中的阵列是为了提高有效检测面积或实现成像功能,而非基于不同的等离子体共振频率。
**技术特征U:** 其中所述第二电极是通过所述半导体与所述多个第一电极分离的公共电极。<br><br>《隐含公开》[0023] 图6显示了基于石墨烯的光电检测器的另一种实现。叉指状电极60-67定义了多个源极区和漏极区,它们被图案化在石墨烯层70之上。对比文件图6公开了叉指电极结构。在该结构中,多个源极(第一电极)和多个漏极(第二电极)交替排列。一个漏极(例如61)同时与两个相邻的源极(60和62)通过石墨烯层70分离。因此,本领域技术人员可以合理推断,该漏极(61)实质上起到了“公共电极”的作用,即通过半导体与多个第一电极分离。因此,该技术特征被对比文件隐含公开。
**技术特征V:** 其中所述表面等离子体激元生成器包括第一部分和第二部分,所述第一部分提供周期光栅以及所述第二部分不提供周期光栅。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及“表面等离子体激元生成器”或“周期光栅”。该特征描述了表面等离子体激元生成器的一种具体结构,如目标专利图8所示。由于对比文件未公开任何表面等离子体激元生成器或其组成部件的划分,故该特征未被公开。
**技术特征W:** 其中所述第二部分是平的。<br><br>《隐含公开》[0020] 源极和漏极区域30和32分别沉积在单层或少层(2-5层)石墨烯38上。<br><br>图5显示了与图3相同的分裂栅极光电检测器件,但增加了光波导50。对比文件图5所示的电极结构(源极30、漏极32)是常规的薄膜电极。在典型的半导体工艺中,沉积并图案化的金属电极表面是平坦的。虽然对比文件未明确描述其表面“是平的”,但这是本领域技术人员根据其结构和制造工艺(沉积、图案化)能够合理且毫无疑义地得出的结论。该平坦部分用于与石墨烯接触,其作用与目标专利中第二部分14的功能(接触半导体并提供导电路径)是一致的。因此,技术特征W被对比文件隐含公开。
**技术特征X:** 其中所述第二部分邻近于所述半导体的部分,以及所述第一部分不邻近于所述半导体的部分。<br><br>《隐含公开》[0020] 源极和漏极区域30和32分别沉积在单层或少层(2-5层)石墨烯38上。<br><br>[0022] 图5显示了分裂栅极光电检测器件...增加了光波导50,该波导捕获冲击器件的更大面积的光子并将其引导至石墨烯层36。对比文件图5明确显示,光波导50(可视为第一部分的一部分,用于将光引导至检测区域)不直接接触石墨烯层36,而源极/漏极30/32(第二部分)是直接沉积在石墨烯层38上的。虽然波导50并非电极的一部分,但其“邻近于半导体”及“不邻近于半导体”的空间关系与目标专利特征X所述的第一部分和第二部分与半导体的位置关系类似。可以合理推断,如果对比文件的电极要集成一个外部结构(如波导)以增强光吸收,该外部结构必然会位于不接触半导体的区域,而电极的接触部分则必须邻近半导体。因此,本领域技术人员可以合理得出“第二部分邻近于半导体,第一部分不邻近于半导体”的结论。故技术特征X被对比文件隐含公开。
**技术特征Y:** 被配置为窄带光检测器。<br><br>《未公开》[0016] ...因此石墨烯可用作从紫外到远红外广泛波长范围的光子应用中的通用材料。<br><br>[0024] 光电检测器阵列在诸如成像(在从远红外到可见光的极宽波长范围内)和监测等应用中非常有用。对比文件通篇强调石墨烯的宽带检测特性([0016]),并描述其在宽波长范围内的应用([0024])。其器件结构(基于p-n结的内建电场)本身不具备频率选择性。这与目标专利通过表面等离子体激元共振实现窄带检测([0066]-[0067])的配置完全不同。因此,技术特征Y未被对比文件公开。
**技术特征Z:** 被配置为分析物传感器,其中至少所述半导体被暴露以用于分析物吸附。<br><br>《未公开》对比文件全文未提及将石墨烯光电检测器用作“分析物传感器”或公开石墨烯层被暴露用于“分析物吸附”。目标专利图10和[0070]-[0072]明确描述了分析物传感器的配置,其中分析物吸附到暴露的石墨烯上会改变其电气特性。对比文件仅关注光电检测本身,未公开任何与传感相关的结构、功能或应用。因此,技术特征Z未被对比文件公开。

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### 结论代码

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