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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024154758
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】光センサの材料、及び素子構造
(51)【国際特許分類】
H10N 10/855 20230101AFI20241024BHJP
G01J 1/02 20060101ALI20241024BHJP
H01L 29/06 20060101ALI20241024BHJP
H10N 10/17 20230101ALI20241024BHJP
H10N 10/856 20230101ALI20241024BHJP
H10N 10/10 20230101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
H10N10/855
G01J1/02 C
G01J1/02 R
G01J1/02 Q
H01L29/06 601N
H10N10/17 A
H10N10/856
H10N10/10 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023068784
(22)【出願日】2023-04-19
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(72)【発明者】
【氏名】安藤 良洋
(72)【発明者】
【氏名】河野 行雄
(72)【発明者】
【氏名】李 恒
【テーマコード（参考）】
2G065
【Ｆターム（参考）】
2G065AA11
2G065AB03
2G065BA11
2G065BC17
2G065BC28
2G065CA12
2G065DA18
(57)【要約】
【課題】電磁波の検出感度を向上させる。
【解決手段】電磁波検出装置は、第１カーボンナノチューブ層と、前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】電磁波検出装置は、第１カーボンナノチューブ層と、前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、
前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える、
電磁波検出装置。
前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、
前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える、
電磁波検出装置。
【請求項2】
前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、所定方向に沿って配置され、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部と、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部とに接続され、
前記第１電極は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置され、
前記第２電極は、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置される、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部と、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部とに接続され、
前記第１電極は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置され、
前記第２電極は、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置される、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項3】
前記第１電極及び前記第２電極は、少なくとも前記第３カーボンナノチューブ層に照射された光により発生された熱により、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層に生じる温度勾配に応じて発生される起電力を検出する、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項4】
前記第１カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第１電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じ、
前記第２カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第２電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じる、
請求項３に記載の電磁波検出装置。
前記第２カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第２電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じる、
請求項３に記載の電磁波検出装置。
【請求項5】
前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、第１方向に沿って、この順に接続され、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の前記第１方向に交差する第２方向の幅は、前記第３カーボンナノチューブ層の前記第２方向の幅よりも狭い、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の前記第１方向に交差する第２方向の幅は、前記第３カーボンナノチューブ層の前記第２方向の幅よりも狭い、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項6】
前記第１カーボンナノチューブ層は、ｐ型半導体層であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、ｎ型半導体層であり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に配置され、ｐｎ接合よりも抵抗値が小さい導電性材料層である、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
前記第２カーボンナノチューブ層は、ｎ型半導体層であり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に配置され、ｐｎ接合よりも抵抗値が小さい導電性材料層である、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項7】
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の母材である第４カーボンナノチューブ層を備え、
前記第４カーボンナノチューブ層は、所定の方向に沿って順に配置される、ｐ型不純物の注入領域と、前記第３カーボンナノチューブ層の配置領域と、ｎ型不純物の注入領域とを有し、
前記第１カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型不純物の注入領域であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、前記ｎ型不純物の注入領域である、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
前記第４カーボンナノチューブ層は、所定の方向に沿って順に配置される、ｐ型不純物の注入領域と、前記第３カーボンナノチューブ層の配置領域と、ｎ型不純物の注入領域とを有し、
前記第１カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型不純物の注入領域であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、前記ｎ型不純物の注入領域である、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項8】
前記第４カーボンナノチューブ層は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面に接触するか、又は前記第３カーボンナノチューブ層の側壁面及び上面を覆うように配置される、
請求項７に記載の電磁波検出装置。
請求項７に記載の電磁波検出装置。
【請求項9】
前記第４カーボンナノチューブ層の底面を支持するか、又は前記第４カーボンナノチューブ層の側壁面を支持する支持基板を備える、
請求項７に記載の電磁波検出装置。
請求項７に記載の電磁波検出装置。
【請求項10】
前記支持基板は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面を支持する、
請求項９に記載の電磁波検出装置。
請求項９に記載の電磁波検出装置。
【請求項11】
前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第３カーボンナノチューブ層のそれぞれは、半導体カーボンナノチューブ層及び金属カーボンナノチューブ層を含んでおり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が大きい、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が大きい、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項12】
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が１／３より大きい、
請求項１１に記載の電磁波検出装置。
請求項１１に記載の電磁波検出装置。
【請求項13】
前記第１電極、前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第２電極をそれぞれ含み、直列に接続される複数の熱電変換部を備え、
直列接続された前記複数の熱電変換部の両端に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記複数の熱電変換部のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出する、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
直列接続された前記複数の熱電変換部の両端に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記複数の熱電変換部のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出する、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項14】
前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部及び第２熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部が有する２つの前記第３カーボンナノチューブ層は、前記所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部の前記第２電極と前記第２熱電変換部の前記第１電極とは、統合される、
請求項１３に記載の電磁波検出装置。
前記第１熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部が有する２つの前記第３カーボンナノチューブ層は、前記所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部の前記第２電極と前記第２熱電変換部の前記第１電極とは、統合される、
請求項１３に記載の電磁波検出装置。
【請求項15】
前記２つの第３カーボンナノチューブ層の前記所定の方向の間隔は、前記所定の方向に電場振動する偏光光の波長の１／２以下である、
請求項１４に記載の電磁波検出装置。
請求項１４に記載の電磁波検出装置。
【請求項16】
前記複数の熱電変換部は、直列に接続される順に、支持基板の第１主面及び第２主面に交互に配置される、
請求項１３に記載の電磁波検出装置。
請求項１３に記載の電磁波検出装置。
【請求項17】
前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部、第２熱電変換部、及び第３熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部は、前記第１主面上に配置され、
前記第２熱電変換部は、前記第２主面上に配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部がそれぞれ有する前記第３カーボンナノチューブ層は、前記支持基板を平面視したときに、前記第２熱電変換部が有する前記第３カーボンナノチューブ層と少なくとも一部が重なり合うように配置される、
請求項１６に記載の電磁波検出装置。
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部は、前記第１主面上に配置され、
前記第２熱電変換部は、前記第２主面上に配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部がそれぞれ有する前記第３カーボンナノチューブ層は、前記支持基板を平面視したときに、前記第２熱電変換部が有する前記第３カーボンナノチューブ層と少なくとも一部が重なり合うように配置される、
請求項１６に記載の電磁波検出装置。
【請求項18】
前記複数の熱電変換部は、支持基板上に、間に絶縁層を挟んで積層され、
前記支持基板を平面視したときに、前記複数の熱電変換部のそれぞれが有する前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第１電極、及び前記第２電極のそれぞれは、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置される、
請求項１３に記載の電磁波検出装置。
前記支持基板を平面視したときに、前記複数の熱電変換部のそれぞれが有する前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第１電極、及び前記第２電極のそれぞれは、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置される、
請求項１３に記載の電磁波検出装置。
【請求項19】
第１方向及び第２方向に配列される複数の画素を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部における前記第１方向に配列される２以上の前記画素を含む画素群ごとに、前記第２方向に配置される複数の前記画素群を順に駆動する画素群駆動部と、
前記画素群駆動部で駆動される前記画素群に含まれる前記２以上の画素のそれぞれで検出された電磁波の強度に応じた画素信号を読み出す信号処理回路と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の電磁波検出装置を有する、
電磁波検出システム。
前記画素アレイ部における前記第１方向に配列される２以上の前記画素を含む画素群ごとに、前記第２方向に配置される複数の前記画素群を順に駆動する画素群駆動部と、
前記画素群駆動部で駆動される前記画素群に含まれる前記２以上の画素のそれぞれで検出された電磁波の強度に応じた画素信号を読み出す信号処理回路と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の電磁波検出装置を有する、
電磁波検出システム。
【請求項20】
前記画素アレイ部が配置される第１基板と、
前記第１基板に積層され、少なくとも前記信号処理回路が配置される第２基板と、
前記第１基板の前記画素アレイ部が配置される面は、前記第２基板に対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板の前記画素アレイ部が前記第２基板から間隔を隔てて配置されるように、前記第１基板の前記画素アレイ部の配置領域を取り囲むように配置される接合部材にて接合される、
請求項１９に記載の電磁波検出システム。
前記第１基板に積層され、少なくとも前記信号処理回路が配置される第２基板と、
前記第１基板の前記画素アレイ部が配置される面は、前記第２基板に対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板の前記画素アレイ部が前記第２基板から間隔を隔てて配置されるように、前記第１基板の前記画素アレイ部の配置領域を取り囲むように配置される接合部材にて接合される、
請求項１９に記載の電磁波検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光センサの材料、及び素子構造に関する。
【背景技術】
【0002】
テラヘルツ帯の電磁波の入射強度を検出する電磁波検出装置が知られている（特許文献１参照）。この種の電磁波検出装置では、半導体層に電磁波を吸収させると熱が発生して、半導体層に温度勾配が形成され、その温度勾配により半導体層に起電力が発生するという原理を利用して、半導体層に取り付けられた電極により起電力を検出することで、入射された電磁波の強度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開２０２１／０７０５９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ｐ型半導体層とｎ型半導体層では、起電力が発生される向きが異なるため、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を接合することで、大きな起電力が発生させて、電磁波の検出感度を高めることができる。
【0005】
しかしながら、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の接合界面であるｐｎ接合部分は、抵抗が高いために熱雑音が発生し、電磁波の検出感度が低下するおそれがある。
【0006】
また、電磁波を吸収させる材料として、柔軟性に優れたカーボンナノチューブを用いる技術が提案されている。カーボンナノチューブには、大きく分けて、半導体型と金属型があり、金属型のカーボンナノチューブは、テラヘルツ帯の電磁波の吸収率が高いものの、熱電変換効率が一般的な熱電変換材料と比べて高くなく、電磁波の検出感度を向上できない。一方、半導体型のカーボンナノチューブは、電磁波の吸収率が低いため、やはり電磁波の検出感度を向上できない。
【0007】
そこで、本開示では、電磁波の検出感度を向上可能な光センサの材料、及び素子構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、本開示によれば、第１カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、
前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える、
電磁波検出装置が提供される。
前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、
前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える、
電磁波検出装置が提供される。
【0009】
前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、所定方向に沿って配置され、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部と、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部とに接続され、
前記第１電極は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置され、
前記第２電極は、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置されてもよい。
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部と、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部とに接続され、
前記第１電極は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置され、
前記第２電極は、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置されてもよい。
【0010】
前記第１電極及び前記第２電極は、少なくとも前記第３カーボンナノチューブ層に照射された光により発生された熱により、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層に生じる温度勾配に応じて発生される起電力を検出してもよい。
【0011】
前記第１カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第１電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じ、
前記第２カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第２電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じてもよい。
前記第２カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第２電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じてもよい。
【0012】
前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、第１方向に沿って、この順に接続され、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の前記第１方向に交差する第２方向の幅は、前記第３カーボンナノチューブ層の前記第２方向の幅よりも狭くてもよい。
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の前記第１方向に交差する第２方向の幅は、前記第３カーボンナノチューブ層の前記第２方向の幅よりも狭くてもよい。
【0013】
前記第１カーボンナノチューブ層は、ｐ型半導体層であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、ｎ型半導体層であり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に配置され、ｐｎ接合よりも抵抗値が小さい導電性材料層であってもよい。
前記第２カーボンナノチューブ層は、ｎ型半導体層であり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に配置され、ｐｎ接合よりも抵抗値が小さい導電性材料層であってもよい。
【0014】
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の母材である第４カーボンナノチューブ層を備え、
前記第４カーボンナノチューブ層は、所定の方向に沿って順に配置される、ｐ型不純物の注入領域と、前記第３カーボンナノチューブ層の配置領域と、ｎ型不純物の注入領域とを有し、
前記第１カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型不純物の注入領域であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、前記ｎ型不純物の注入領域であってもよい。
前記第４カーボンナノチューブ層は、所定の方向に沿って順に配置される、ｐ型不純物の注入領域と、前記第３カーボンナノチューブ層の配置領域と、ｎ型不純物の注入領域とを有し、
前記第１カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型不純物の注入領域であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、前記ｎ型不純物の注入領域であってもよい。
【0015】
前記第４カーボンナノチューブ層は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面に接触するか、又は前記第３カーボンナノチューブ層の側壁面及び上面を覆うように配置されてもよい。
【0016】
前記第４カーボンナノチューブ層の底面を支持するか、又は前記第４カーボンナノチューブ層の側壁面を支持する支持基板を備えてもよい。
【0017】
前記支持基板は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面を支持してもよい。
【0018】
前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第３カーボンナノチューブ層のそれぞれは、半導体カーボンナノチューブ層及び金属カーボンナノチューブ層を含んでおり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が大きくてもよい。
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が大きくてもよい。
【0019】
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が１／３より大きくてもよい。
【0020】
前記第１電極、前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第２電極をそれぞれ含み、直列に接続される複数の熱電変換部を備え、
直列接続された前記複数の熱電変換部の両端に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記複数の熱電変換部のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出してもよい。
直列接続された前記複数の熱電変換部の両端に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記複数の熱電変換部のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出してもよい。
【0021】
前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部及び第２熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部が有する２つの前記第３カーボンナノチューブ層は、前記所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部の前記第２電極と前記第２熱電変換部の前記第１電極とは、統合されてもよい。
前記第１熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部が有する２つの前記第３カーボンナノチューブ層は、前記所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部の前記第２電極と前記第２熱電変換部の前記第１電極とは、統合されてもよい。
【0022】
前記２つの第３カーボンナノチューブ層の前記所定の方向の間隔は、前記所定の方向に電場振動する偏光光の波長の１／２以下であってもよい。
【0023】
前記複数の熱電変換部は、直列に接続される順に、支持基板の第１主面及び第２主面に交互に配置されてもよい。
【0024】
前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部、第２熱電変換部、及び第３熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部は、前記第１主面上に配置され、
前記第２熱電変換部は、前記第２主面上に配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部がそれぞれ有する前記第３カーボンナノチューブ層は、前記支持基板を平面視したときに、前記第２熱電変換部が有する前記第３カーボンナノチューブ層と少なくとも一部が重なり合うように配置されてもよい。
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部は、前記第１主面上に配置され、
前記第２熱電変換部は、前記第２主面上に配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部がそれぞれ有する前記第３カーボンナノチューブ層は、前記支持基板を平面視したときに、前記第２熱電変換部が有する前記第３カーボンナノチューブ層と少なくとも一部が重なり合うように配置されてもよい。
【0025】
前記複数の熱電変換部は、支持基板上に、間に絶縁層を挟んで積層され、
前記支持基板を平面視したときに、前記複数の熱電変換部のそれぞれが有する前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第１電極、及び前記第２電極のそれぞれは、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置されてもよい。
前記支持基板を平面視したときに、前記複数の熱電変換部のそれぞれが有する前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第１電極、及び前記第２電極のそれぞれは、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置されてもよい。
【0026】
本開示によれば、第１方向及び第２方向に配列される複数の画素を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部における前記第１方向に配列される２以上の前記画素を含む画素群ごとに、前記第２方向に配置される複数の前記画素群を順に駆動する画素群駆動部と、
前記画素群駆動部で駆動される前記画素群に含まれる前記２以上の画素のそれぞれで検出された電磁波の強度に応じた画素信号を読み出す信号処理回路と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、上述した電磁波検出装置を有する、
電磁波検出システムが提供される。
前記画素アレイ部における前記第１方向に配列される２以上の前記画素を含む画素群ごとに、前記第２方向に配置される複数の前記画素群を順に駆動する画素群駆動部と、
前記画素群駆動部で駆動される前記画素群に含まれる前記２以上の画素のそれぞれで検出された電磁波の強度に応じた画素信号を読み出す信号処理回路と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、上述した電磁波検出装置を有する、
電磁波検出システムが提供される。
【0027】
前記画素アレイ部が配置される第１基板と、
前記第１基板に積層され、少なくとも前記信号処理回路が配置される第２基板と、
前記第１基板の前記画素アレイ部が配置される面は、前記第２基板に対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板の前記画素アレイ部が前記第２基板から間隔を隔てて配置されるように、前記第１基板の前記画素アレイ部の配置領域を取り囲むように配置される接合部材にて接合されてもよい。
前記第１基板に積層され、少なくとも前記信号処理回路が配置される第２基板と、
前記第１基板の前記画素アレイ部が配置される面は、前記第２基板に対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板の前記画素アレイ部が前記第２基板から間隔を隔てて配置されるように、前記第１基板の前記画素アレイ部の配置領域を取り囲むように配置される接合部材にて接合されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】第１の実施形態に係る電磁波検出装置の平面図。
【図2A】ｐ型不純物を含む第１ＣＮＴ層のゼーベック効果を説明する図。
【図2B】ｎ型不純物を含む第２ＣＮＴ層のゼーベック効果を説明する図。
【図4】第２の実施形態に係る電磁波検出装置の平面図。
【図6】第３の実施形態に係る電磁波検出装置の平面図。
【図8】第４の実施形態に係る電磁波検出装置の平面図。
【図10】第１～第４の実施形態のいずれかに係る電磁波検出装置を備える電磁波検出システム３０の概略構成を示すブロック図。
【図11】画素アレイ部の画素配列の一例を示す平面図。
【図12A】ＡＤ変換器の第１例を示す回路図。
【図12B】ＡＤ変換器の第２例を示す回路図。
【図13】第５の実施形態に係る電磁波検出システムの断面構造の第１例を示す断面図。
【図14】第５の実施形態に係る電磁波検出システムの断面構造の第２例を示す断面図。
【図15】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図16】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照して、光センサの材料、及び素子構造の実施形態について説明する。以下では、光センサの材料、及び素子構造の主要な構成部分を中心に説明するが、光センサの材料、及び素子構造には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。
【0030】
以下では、本開示に係る光センサ及び素子構造の具体例として、電磁波検出装置及び電磁波検出システムについて説明する。
【0031】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る電磁波検出装置は、少なくともテラヘルツ帯域（例えば、０．１ＴＨｚ～５０ＴＨｚ）の電磁波を検出する装置である。第１の実施形態に係る電磁波検出装置が検出可能な電磁波の周波数帯域は、テラヘルツ帯域よりも高い又は低い周波数帯域を含んでいてもよい。
第１の実施形態に係る電磁波検出装置は、少なくともテラヘルツ帯域（例えば、０．１ＴＨｚ～５０ＴＨｚ）の電磁波を検出する装置である。第１の実施形態に係る電磁波検出装置が検出可能な電磁波の周波数帯域は、テラヘルツ帯域よりも高い又は低い周波数帯域を含んでいてもよい。
【0032】
図１は第１の実施形態に係る電磁波検出装置１の平面図である。第１の実施形態に係る電磁波検出装置１は、第１カーボンナノチューブ層（以下、第１ＣＮＴ層）２と、第２カーボンナノチューブ層（以下、第２ＣＮＴ層）３と、第３カーボンナノチューブ層（以下、第３ＣＮＴ層）４と、第１電極５と、第２電極６とを備える。
【0033】
第１ＣＮＴ層２、第２ＣＮＴ層３、及び第３ＣＮＴ層４は、支持基板７の上に載置される。第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３は、第１方向Ｘに沿って、離隔して配置される。第３ＣＮＴ層４は、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の間に配置される。より詳細には、第３ＣＮＴ層４は、第１ＣＮＴ層２の第１方向Ｘの一端部と第２ＣＮＴ層３の第１方向Ｘの一端部とに接続される。
【0034】
第１電極５は、第１ＣＮＴ層２の第１方向Ｘの他端部に接続される。第２電極６は、第２ＣＮＴ層３の第１方向Ｘの他端部に接続される。
【0035】
支持基板７は、少なくともテラヘルツ帯域の電磁波を透過させる材料であり、かつフレキシブルで熱伝導率の低い材料が望ましい。支持基板７の材料は、ポリエチレン又はポリイミドなどのポリマーである。
【0036】
支持基板７上に載置される第１ＣＮＴ層２、第２ＣＮＴ層３、及び第３ＣＮＴ層４は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、塗布、ろ過などの工程で形成される。
【0037】
第１ＣＮＴ層２は、母材である単層のカーボンナノチューブ層（以下、単層ＣＮＴ層又は第４カーボンナノチューブ層）に、ｐ型不純物材料を注入して形成される。単層ＣＮＴ層は、チューブの巻き方によって、半導体と金属に分かれる。単層ＣＮＴ層を合成して分離しない状態にすると、約１／３が金属カーボンナノチューブ（以下、金属ＣＮＴ）層になり、残りの約２／３が半導体カーボンナノチューブ（以下、半導体ＣＮＴ）層になる。多層ＣＮＴ層は、すべてが金属ＣＮＴ層になる。
【0038】
第１ＣＮＴ層２の母材に注入されるｐ型不純物材料は、例えば、ＡｇＴＦＳＩ、ＡｇＣｌＯ4、ＡｇＢＦ4などである。ｐ型不純物材料の塩を含むイオン溶液を母材に滴下することにより、第１ＣＮＴ層２が形成される。
【0039】
第２ＣＮＴ層３は、母材である単層ＣＮＴ層に、ｎ型不純物材料を注入して形成される。第１ＣＮＴ層２と同様に、母材には、主に単層ＣＮＴ層が用いられ、少なくとも一部に多層ＣＮＴ層が含まれていてもよい。
【0040】
第２ＣＮＴ層３の母材に注入されるｎ型不純物材料は、例えば、ＫＯＨ、ＫＢＨ4、ＫＣｌ、ＮａＯＨ、ＮａＢＨ4、ＮａＣｌなどである。ｎ型不純物材料の塩を含むイオン溶液を母材に滴下することにより、第２ＣＮＴ層３が形成される。
【0041】
第３ＣＮＴ層４は、主に金属ＣＮＴ層で形成され、金属ＣＮＴ層である。このように、第３ＣＮＴ層４を金属ＣＮＴ層で形成し、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３を半導体ＣＮＴ層で形成することで、第３ＣＮＴ層４の電磁波の吸収率を、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３よりも大きくすることができる。
【0042】
第１電極５と第２電極６は、例えば、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）などの金属材料である。フレキシブル性を重視する場合、第１電極５と第２電極６は、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）との複合物ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの有機材料で形成されてもよい。あるいは、第１電極５と第２電極６は、上述した複数の材料の積層構造でもよい。第１電極５と第２電極６は、同種の材料で形成されてもよいし、異種の材料で形成されてもよい。
【0043】
第１の実施形態に係る電磁波検出装置１では、電磁波は主に第３ＣＮＴ層４に入射される。第３ＣＮＴ層４は、金属ＣＮＴ層であるため、電磁波を効率よく吸収し、電磁波の吸収量に応じて温度が上昇する。第３ＣＮＴ層４の温度上昇に伴って、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３には第１方向Ｘに沿って温度勾配が形成され、ゼーベック効果により起電力が発生する。
【0044】
図２Ａは、ｐ型不純物を含む第１ＣＮＴ層２のゼーベック効果を説明する図である。ゼーベック効果とは、物体の温度差により、物体に電位差が生じる現象を指す。第１ＣＮＴ層２では、第３ＣＮＴ層４に近い側ほど温度が高く、第１電極５に近い側ほど温度が低くなる。図２Ａにおいて、ｐ型不純物を含む第１ＣＮＴ層２は、アクセプタ１１を数多く含んでおり、熱励起によりアクセプタ１１が正孔１２を手放してイオン化する。第１ＣＮＴ層２の第３ＣＮＴ層４に近い側ほど、温度が高いため、より多くの正孔（キャリア）１２が発生する。正孔１２は、キャリア密度の低い第１電極５の方向に移動する。これにより、第１ＣＮＴ層２では、第１方向Ｘに沿ってキャリア１２の濃度勾配が生じ、第１電極５に近い側ほど、キャリア（正孔）１２の濃度が高くなり、高電位になる。
【0045】
図２Ｂは、ｎ型不純物を含む第２ＣＮＴ層３のゼーベック効果を説明する図である。第２ＣＮＴ層３では、第３ＣＮＴ層４に近い側ほど温度が高く、第２電極６に近い側ほど温度が低くくなる。図２Ｂにおいて、ｎ型不純物を含む第２ＣＮＴ層３は、ドナー１３を数多く含んでおり、熱励起によりドナー１３が電子１４を手放してイオン化する。第２ＣＮＴ層３の第３ＣＮＴ層４に近い側ほど、温度が高いため、より多くの電子（キャリア）１４が発生する。電子１４は、キャリア密度の低い第２電極６の方向に移動する。これにより、第２ＣＮＴ層３では、第１方向Ｘに沿ってキャリア１４の濃度勾配が生じ、第２電極６に近い側ほど、キャリア（電子）１４の濃度が高くなり、低電位になる。
【0046】
第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３を第１方向Ｘに沿って並べて配置することで、第１ＣＮＴ層２又は第２ＣＮＴ層３の単体よりも、より大きな起電力を発生させることができ、第１電極５と第２電極６の電位差がより大きくなることから、電磁波の検出感度を向上できる。
【0047】
図１に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１では、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３を直接接合せずに、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の間に第３ＣＮＴ層４を配置する。第３ＣＮＴ層４は、金属ＣＮＴ層であるため、ｐｎ接合部は存在しない。これにより、ｐｎ接合部の抵抗による熱雑音の増大という問題は生じなくなる。
【0048】
また、図１の電磁波検出装置１では、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３における第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙの幅を、第３ＣＮＴ層４の幅よりも狭くする。これにより、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３には、第１方向Ｘに沿って温度勾配が形成されやすくなり、ゼーベック効果に基づくより大きな起電力が発生される。
【0049】
図３Ａは図１のＡ－Ａ線方向の断面構造の第１例を示す断面図である。図３Ａに示すように、第３ＣＮＴ層４は、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の母材の上に載置される。第１例では、第３ＣＮＴ層４は、支持基板７には接触していない。第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３は、母材の一部にｐ型不純物又はｎ型不純物を含むイオン溶液を滴下することで形成される。
【0050】
第１の実施形態に係る電磁波検出装置１の断面構造は、図３Ａ以外に、種々の変形例が想定されうる。以下では、代表的な第１～第４変形例を説明する。
【0051】
図３Ｂは図１のＡ－Ａ線方向の断面構造の第２例を示す断面図である。第２例では、図３Ｂに示すように、第１ＣＮＴ層２用の母材と第２ＣＮＴ層３用の母材が互いに別部材として支持基板７上に離隔して配置され、これら母材の間の支持基板７上に第３ＣＮＴ層４が配置される。第２例では、第３ＣＮＴ層４の下に母材が存在しないため、第３ＣＮＴ層４の温度が上がりやすくなり、より大きな起電力を発生させることができる。
【0052】
図３Ｃは図１のＡ－Ａ線方向の断面構造の第３例を示す断面図である。第３例では、図３Ｃに示すように、支持基板７上に第３ＣＮＴ層４をＣＶＤ等により形成した後に、第３ＣＮＴ層４の側壁面及び上面を含めて、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の母材をＣＶＤ等により形成し、その後に、ｐ型不純物材料又はｎ型不純物材料を含むイオン液を第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の形成箇所にそれぞれ滴下して、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３を形成する。
【0053】
図３Ｄは図１のＡ－Ａ線方向の断面構造の第４例を示す断面図である。第４例では、図３Ｄに示すように、支持基板７の一部をくり抜いて、くり抜いた箇所に第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の母材を配置し、母材の上に第３ＣＮＴ層４を配置する。図３Ｄは、第３ＣＮＴ層４の下方に支持基板７が存在しないため、第３ＣＮＴ層４の温度が支持基板７に逃げなくなり、より大きな起電力を発生させることができる。
【0054】
図３Ｅは図１のＡ－Ａ線方向の断面構造の第５例を示す断面図である。第５例では、図３Ｅに示すように、支持基板７のくり抜き箇所に第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の母材を配置し、母材の一部をくり抜いて、母材のくり抜き箇所に第３ＣＮＴ層４を配置する。図３Ｅは、第３ＣＮＴ層４の下方に母材と支持基板７が存在しないため、第３ＣＮＴ層４の熱を効率よく第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３に伝達でき、より大きな起電力を生じさせることができる。
【0055】
このように、第１の実施形態では、第１ＣＮＴ層２と第２ＣＮＴ層３の間に金属ＣＮＴ層からなる第３ＣＮＴ層４を配置するため、ｐｎ接合が存在しなくなり、電磁波の検出感度を向上できる。
【0056】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、複数の熱電変換部を直列に接続するものである。
第２の実施形態は、複数の熱電変換部を直列に接続するものである。
【0057】
【0058】
第２の実施形態に係る電磁波検出装置１は、直列に接続される複数の熱電変換部２０を備える。複数の熱電変換部２０のそれぞれは、第１電極５、第１ＣＮＴ層２、第３ＣＮＴ層４、第２ＣＮＴ層３、及び第２電極６を有する。
【0059】
直列に接続される複数の熱電変換部２０の両端に配置される第１電極５及び第２電極６は、複数の熱電変換部２０のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出する。
【0060】
図４は、２つの熱電変換部２０を直列に接続した例を示すが、３つ以上の熱電変換部２０を直列に接続した構成も実現可能である。以下では、図４における２つの熱電変換部２０を第１熱電変換部２０ａと第２熱電変換部２０ｂと呼ぶ。
【0061】
第１熱電変換部２０ａは、図４の左から右に向かって順に配置される、第１電極５、第１ＣＮＴ層２、第３ＣＮＴ層４、第２ＣＮＴ層３、及び第２電極６を備える。
【0062】
第２熱電変換部２０ｂは、図４の右から左に向かって順に配置される、第１電極５、第１ＣＮＴ層２、第３ＣＮＴ層４、第２ＣＮＴ層３、及び第１電極５を備える。
【0063】
図４に示す電磁波検出装置１では、第１熱電変換部２０ａが有する第１電極５と、第２熱電変換部２０ｂが有する第２電極６が第２方向Ｙに間隔を隔てて配置される。また、第１熱電変換部２０ａが有する第１ＣＮＴ層２と、第２熱電変換部２０ｂが有する第２ＣＮＴ層３とが第２方向Ｙに間隔を隔てて配置される。また、第１熱電変換部２０ａが有する第３ＣＮＴ層４と、第２熱電変換部２０ｂが有する第３ＣＮＴ層４とが第２方向Ｙに間隔を隔てて配置される。また、第１熱電変換部２０ａが有する第２ＣＮＴ層３と、第２熱電変換部２０ｂが有する第１ＣＮＴ層２とが第２方向Ｙに間隔を隔てて配置される。また、第１熱電変換部２０ａが有する第２電極６と、第２熱電変換部２０ｂが有する第１電極５とが一つの電極８に統合される。
【0064】
２つの第３ＣＮＴ層４の第２方向Ｙの間隔ｄは、第２方向Ｙに電場振動する偏光光の波長の１／２以下である。これにより、偏光光の損失を抑制できる。
【0065】
図４に示すように、２つの熱電変換部２０（２０ａ、２０ｂ）を直列に接続することにより、１つの熱電変換部２０よりも、２倍の大きさの起電力を発生させることができ、２つの第１電極５の間の電位差も２倍になるため、電磁波の検出感度を向上できる。
【0066】
このように、第２の実施形態では、複数の熱電変換部２０を第２方向Ｙに近接させて直列に接続するため、１つの熱電変換部２０で得られる起電力よりも大きい起電力を得ることができる。各熱電変換部２０は同一の構造であり、片方の電極を統合することができるため、小さな面積で電磁波の検出感度を向上できる。
【0067】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、支持基板７の両面にカーボンナノチューブ層を配置するものである。
第３の実施形態は、支持基板７の両面にカーボンナノチューブ層を配置するものである。
【0068】
【0069】
第３の実施形態に係る電磁波検出装置１は、直列に接続される複数の熱電変換部２０を備える。複数の熱電変換部２０は、直列に接続される順に、支持基板７の第１主面と第２主面に交互に配置される。
【0070】
直列に接続される複数の熱電変換部２０の両端に配置される第１電極５及び第２電極６は、複数の熱電変換部２０のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出する。
【0071】
図６は、３つの熱電変換部２０を直列に接続した例を示すが、４つ以上の熱電変換部２０を直列に接続した構成も実現可能である。以下では、図６における３つの熱電変換部２０を第１熱電変換部２０ａ、第２熱電変換部２０ｂ、及び第３熱電変換部２０ｃと呼ぶ。
【0072】
第１熱電変換部２０ａと第３熱電変換部２０ｃは、支持基板７の第１主面Ｓ１上に配置される。第２熱電変換部２０ｂは、支持基板７の第２主面Ｓ２上に配置される。
【0073】
第１熱電変換部２０ａと第３熱電変換部２０ｃは、図６の左から右に向かって順に配置される、第１電極５、第１ＣＮＴ層２、第３ＣＮＴ層４、第２ＣＮＴ層３、及び第２電極６を備える。
【0074】
第２熱電変換部２０ｂは、図６の裏面側の右から左に向かって順に配置される、第１電極５、第１ＣＮＴ層２、第３ＣＮＴ層４、第２ＣＮＴ層３、及び第２電極６を有する。
【0075】
第１熱電変換部２０ａの第２電極６と第２熱電変換部２０ｂの第１電極５は一つの電極８ａに統合され、第２熱電変換部２０ｂの第２電極６と第３熱電変換部２０ｃの第１電極５は一つの電極８ｂに統合される。
【0076】
第１熱電変換部２０ａの第１電極５と第３熱電変換部２０ｃの第２電極６の間には、第１～第３熱電変換部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの起電力を足し合わせた起電力に応じた電位差が検出される。
【0077】
第１熱電変換部２０ａの第３ＣＮＴ層４と第３熱電変換部２０ｃの第３ＣＮＴ層４は、支持基板７を平面視したときに、第２熱電変換部２０ｂの第３ＣＮＴ層４と少なくとも一部が重なり合うように配置される。積層される複数の第３ＣＮＴ層４の間には、ＳｉＯ2又はＳｉＮ等の絶縁層２２が配置される。複数の第１ＣＮＴ層２、複数の第２ＣＮＴ層３、複数の第１電極５、及び複数の第２電極６についても同様に、絶縁層２２を挟んでそれぞれ積層される。これにより、第１熱電変換部２０ａの第３ＣＮＴ層４と第３熱電変換部２０ｃの第３ＣＮＴ層４の第２方向Ｙの隙間を通り抜けた電磁波を、第２熱電変換部２０ｂの第３ＣＮＴ層４で吸収でき、電磁波の検出感度を向上できる。
【0078】
上述したように、第１熱電変換部２０ａの第２電極６と第２熱電変換部２０ｂの第１電極５は一つの電極８ａに統合される。図７Ｂに示すように、電極の位置に合わせて支持基板７に開口部７ｈを設けて、開口部７ｈの内部には、電極８ａと第２熱電変換部２０ｂの第１ＣＮＴ層２とを接続する半導体ＣＮＴ層２ｃが設けられる。
【0079】
このように、第３の実施形態では、直列に接続される複数の熱電変換部２０を、直列に接続される順に、支持基板７の第１主面Ｓ１と第２主面Ｓ２に交互に配置し、直列に接続される２つの熱電変換部２０同士で一方の電極８ａ（８ｂ）を統合させるため、小さい面積で、大きな起電力を得ることができる。特に、第１主面Ｓ１側の第３ＣＮＴ層４の隙間を通り抜けた電磁波を第２主面Ｓ２側の第３ＣＮＴ層４で吸収させることができるため、電磁波の検出感度をより向上できる。
【0080】
【0081】
第４の実施形態に係る電磁波検出装置１は、図８に示すように、直列接続される複数の熱電変換部２０を支持基板７上に積層させた積層構造を備える。積層される個々の熱電変換部２０の間には、絶縁層が配置される。
【0082】
第４の実施形態に係る電磁波検出装置１では、支持基板７を平面視したときに、複数の熱電変換部２０のそれぞれが有する第１電極５、第１ＣＮＴ層２、第２ＣＮＴ層３、第３ＣＮＴ層４、及び第２電極６のそれぞれが、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置される。第４の実施形態に係る電磁波検出装置１を最も小面積で実現するには、支持基板７を平面視したときに、複数の熱電変換部２０のそれぞれが有する複数の第１電極５が重なり合うように配置し、かつ複数の第１ＣＮＴ層２が重なり合うように配置し、かつ複数の第２ＣＮＴ層３が重なり合うように配置し、かつ複数の第３ＣＮＴ層４が重なり合うように配置し、かつ複数の第２電極６が重なり合うように配置する必要がある。
【0083】
積層方向に隣り合う２つの熱電変換部２０は、一方の熱電変換部２０の第２電極６と他方の熱電変換部２０の第１電極５とが統合されて、この統合された電極８に深さ方向に延びるコンタクト部材２１を介して第１ＣＮＴ層２が接続される。
【0084】
積層される複数の熱電変換部２０が有する複数の第３ＣＮＴ層４は、深さ方向に重なり合うため、下の層に配置される第３ＣＮＴ層４ほど、電磁波の入射強度が弱くなる。このため、第４の実施形態に係る電磁波検出装置１は、積層される複数の第３ＣＮＴ層４の厚さをできるだけ薄くするのが望ましい。第３ＣＮＴ層４を薄くすることで、第３ＣＮＴ層４を透過する電磁波の割合が増えて、一番下の熱電変換部２０の第３ＣＮＴ層４まで電磁波を入射させることができる。なお、複数の熱電変換部２０を積層すると、電磁波の吸収量は増えるが、積層数を増やしても電磁波の吸収量はある値で飽和し、それ以上には増えない。その一方で、熱電変換部２０からの放熱量は積層数が増えるほど増加する。電磁波の吸収量と放熱量はトレードオフの関係にあり、熱電変換部２０の積層数には最適な数が存在する。
【0085】
第４の実施形態に係る電磁波検出装置１は、積層数を増やすことで、直列接続される熱電変換部２０の数を増やすことができ、より大きな起電力を発生させることができ、小面積でありながら、電磁波の検出感度を向上させることができる。
【0086】
（第５の実施形態）
図１０は上述した第１～第４の実施形態のいずれかに係る電磁波検出装置１を備える電磁波検出システム３０の概略構成を示すブロック図である。
図１０は上述した第１～第４の実施形態のいずれかに係る電磁波検出装置１を備える電磁波検出システム３０の概略構成を示すブロック図である。
【0087】
図１０に示すように、第５の実施形態に係る電磁波検出システム３０は、画素アレイ部３１と、垂直駆動部３２と、カラム信号処理部３３と、水平駆動部３４と、制御部３５と、演算＆出力回路３６とを備える。
【0088】
画素アレイ部３１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに配列される複数の画素３７を有する。複数の画素３７のそれぞれは、第１～第４の実施形態のいずれかに係る電磁波検出装置１を備える。
【0089】
図１１は画素アレイ部３１の画素配列の一例を示す平面図である。図１１は、第１の実施形態に係る電磁波検出装置１と同じ構成の画素３７が第１方向Ｘと第２方向Ｙに配列される例を示す。画素アレイ部３１に配列される画素３７の数は任意である。
【0090】
垂直駆動部３２は、第１方向Ｘ（水平方向）に延びて第２方向Ｙに配列される複数の画素群（画素行）を画素行ごとに駆動する。垂直駆動部３２には、複数の行選択線Ｌ１が接続されている。垂直駆動部３２は、複数の行選択線Ｌ１を順次に駆動する。複数の行選択線Ｌ１のそれぞれは、対応する画素行に選択信号を供給する。各画素行に属する各画素３７は、選択信号が例えばハイレベルのときに、電磁波の入射強度に応じた画素信号を、対応する垂直信号線ＶＳＬに出力する。
【0091】
カラム信号処理部３３には、複数の垂直信号線ＶＳＬが接続される。カラム信号処理部３３は、各垂直信号線ＶＳＬを介して伝送される画素信号をアナログ－デジタル変換（以下、ＡＤ変換）する複数のＡＤ変換器３８を有する。
【0092】
水平駆動部３４は、カラム信号処理部３３がＡＤ変換した画素信号を順次出力する。演算・出力回路は、フレーム単位の画像データを出力する。
【0093】
図１２Ａは、ＡＤ変換器３８の前段に配置される増幅回路３９の第１例を示す回路図である。第１例に係る増幅回路３９は、図１２Ａに示すように、参照電圧生成器４１と、差動増幅器４２と、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４と、第１～第３キャパシタＣ１～Ｃ３とを有する。ＡＤ変換部３８は、カウンタ４３を有する。
【0094】
差動増幅器４２の反転入力端子と出力端子との間に第１スイッチＳＷ１と第１キャパシタＣ１が並列に接続されている。第１スイッチＳＷ１は、オートゼロ用のスイッチである。差動増幅器４２の反転入力端子と接地ノートの間には第２キャパシタＣ２が接続されている。画素３７の出力ノードである電磁波検出装置１の第２電極６と差動増幅器４２の非反転入力端子との間にはＳＷ２が接続されている。参照電圧生成器４１の出力ノードは、画素３７に対応する電磁波検出装置１の第１電極５に接続されている。参照電圧生成器４１の出力ノードと差動増幅器４２の非反転入力ノードとの間には第３スイッチＳＷ３が接続されている。第２電極６と接地ノードの間には、第４スイッチＳＷ４と第３キャパシタＣ３が直列に接続されている。第３キャパシタＣ３は、帯域制限用の容量である。
【0095】
差動増幅器４２は、第２電極６の電圧が参照電圧より低下すると、論理が反転する。ＡＤ変換器３８として機能するカウンタ４３は、差動増幅器４２の論理が変化した時点でカウント動作を停止し、そのときのカウント値を画素信号に対応するデジタル値として出力する。
【0096】
図１２Ｂは、カウンタ４３で構成されるＡＤ変換器３８の前段に配置される増幅回路３９の第２例を示す回路図である。第２例に係る増幅回路３９は、図１２Ｂに示すように、参照電圧生成器４１と、差動増幅器４２と、第１キャパシタＣ１と、第１スイッチＳＷ１とを有する。第１スイッチＳＷ１は、差動増幅器４２の反転入力端子と出力端子との間に接続されるオートゼロ用のスイッチである。第１キャパシタＣ１は、第１スイッチＳＷ１に並列に接続される。差動増幅器４２の反転入力端子は、画素３７に対応する電磁波検出装置１の第２電極６に接続される。
【0097】
【0098】
図１０に示す電磁波検出システム３０における画素アレイ部３１以外の周辺回路は、画素アレイ部３１が配置される基板に配置されてもよいし、別の基板に配置されてもよい。周辺回路とは、図１０の垂直駆動部３２、カラム信号処理部３３、水平駆動部３４、演算＆出力回路３６、及び制御部３５の総称である。
【0099】
図１３は第５の実施形態に係る電磁波検出システム３０の断面構造の第１例を示す断面図である。第１例に係る電磁波検出システム３０は、図１３に示すように、画素アレイ部３１が配置される基板４５と、周辺回路の少なくとも一部が配置される回路基板４６とを備える。回路基板４６の上面には、部分的に絶縁層４７が配置され、絶縁層４７を貫通するように複数のビア４８が配置される。これらのビア４８と、基板４５上の電極５，６とがバンプ４９を介して接合される。基板４５上の複数の画素３７が形成される面は、回路基板４６の上面に対向して配置され、複数の画素３７と回路基板４６の上面との間には空隙５０が設けられる。この空隙５０を設けることにより、画素３７に対応する電磁波検出装置１の第３ＣＮＴ層４の熱が回路基板４６等に逃げなくなり、電磁波の検出感度を向上できる。
【0100】
図１４は第５の実施形態に係る電磁波検出システム３０の断面構造の第２例を示す断面図である。第２例に係る電磁波検出システム３０は、図１４に示すように、フレキシブルな基板（例えば、フィルム）５１上に配置される各画素３７に対応する電磁波検出装置１の第１電極５及び第２電極６と、第１電極５及び第２電極６を覆うようにフィルム５１上に配置される絶縁層５２と、絶縁層５２の上面に配置される第１ＣＮＴ層２、第３ＣＮＴ層４、及び第２ＣＮＴ層３とを有する。
【0101】
第１電極５と第１ＣＮＴ層２とは、絶縁層５２を貫通するコンタクト部材５３により接続される。同様に、第２電極６と第２ＣＮＴ層３とは、絶縁層５２を貫通するコンタクト部材５３により接続される。コンタクト部材５３は、例えば半導体ＣＮＴ層である。
【0102】
フィルム５１上には、周辺回路の一部の回路が配置される。絶縁層５２の上面の一部には、回路基板５４が配置される。回路基板５４には、周辺回路の少なくとも一部が配置され、必要に応じて、絶縁層５２を貫通するビアが配置される。図１４は、電磁波検出システム３０の全体をフレキシブルな構造にすることができる。
【0103】
このように、第１～第４の実施形態に係る電磁波検出装置１を第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに複数配置することにより、画素アレイ部３１を構成でき、画素アレイ部３１を駆動する周辺回路を同じ基板又は異なる基板に配置して、チップ化することができる。また、電磁波検出装置１を含む電磁波検出システム３０をフレキシブルな基板で実現できる。
【0104】
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【0105】
図１５は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【0106】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１５に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。
【0107】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【0108】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【0109】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【0110】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【0111】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【0112】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【0113】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0114】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０３０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【0115】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１５の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【0116】
図１６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【0117】
図１６では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【0118】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【0119】
なお、図１６には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【0120】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【0121】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0122】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【0123】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【0124】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１等に適用され得る。本開示に係る技術を適用することで、撮像部１２０３１等の撮像感度を向上できる。
【0125】
なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）第１カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、
前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える、
電磁波検出装置。
（２）前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、所定方向に沿って配置され、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部と、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部とに接続され、
前記第１電極は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置され、
前記第２電極は、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置される、
（１）に記載の電磁波検出装置。
（３）前記第１電極及び前記第２電極は、少なくとも前記第３カーボンナノチューブ層に照射された光により発生された熱により、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層に生じる温度勾配に応じて発生される起電力を検出する、
（１）又は（２）に記載の電磁波検出装置。
（４）前記第１カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第１電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じ、
前記第２カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第２電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じる、
（３）に記載の電磁波検出装置。
（５）前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、第１方向に沿って、この順に接続され、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の前記第１方向に交差する第２方向の幅は、前記第３カーボンナノチューブ層の前記第２方向の幅よりも狭い、
（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（６）前記第１カーボンナノチューブ層は、ｐ型半導体層であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、ｎ型半導体層であり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に配置され、ｐｎ接合よりも抵抗値が小さい導電性材料層である、
（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（７）前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の母材である第４カーボンナノチューブ層を備え、
前記第４カーボンナノチューブ層は、所定の方向に沿って順に配置される、ｐ型不純物の注入領域と、前記第３カーボンナノチューブ層の配置領域と、ｎ型不純物の注入領域とを有し、
前記第１カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型不純物の注入領域であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、前記ｎ型不純物の注入領域である、
（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（８）前記第４カーボンナノチューブ層は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面に接触するか、又は前記第３カーボンナノチューブ層の側壁面及び上面を覆うように配置される、
（７）に記載の電磁波検出装置。
（９）前記第４カーボンナノチューブ層の底面を支持するか、又は前記第４カーボンナノチューブ層の側壁面を支持する支持基板を備える、
（７）又は（８）に記載の電磁波検出装置。
（１０）前記支持基板は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面を支持する、
（９）に記載の電磁波検出装置。
（１１）前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第３カーボンナノチューブ層のそれぞれは、半導体カーボンナノチューブ層及び金属カーボンナノチューブ層を含んでおり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が大きい、
（１）乃至（１０）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（１２）前記第３カーボンナノチューブ層は、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が１／３より大きい、
（１１）に記載の電磁波検出装置。
（１３）前記第１電極、前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第２電極をそれぞれ含み、直列に接続される複数の熱電変換部を備え、
直列接続された前記複数の熱電変換部の両端に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記複数の熱電変換部のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出する、
（１）乃至（１２）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（１４）前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部及び第２熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部が有する２つの前記第３カーボンナノチューブ層は、前記所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部の前記第２電極と前記第２熱電変換部の前記第１電極とは、統合される、
（１３）に記載の電磁波検出装置。
（１５）前記２つの第３カーボンナノチューブ層の前記所定の方向の間隔は、前記所定の方向に電場振動する偏光光の波長の１／２以下である、
（１４）に記載の電磁波検出装置。
（１６）前記複数の熱電変換部は、直列に接続される順に、支持基板の第１主面及び第２主面に交互に配置される、
（１３）に記載の電磁波検出装置。
（１７）前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部、第２熱電変換部、及び第３熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部は、前記第１主面上に配置され、
前記第２熱電変換部は、前記第２主面上に配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部がそれぞれ有する前記第３カーボンナノチューブ層は、前記支持基板を平面視したときに、前記第２熱電変換部が有する前記第３カーボンナノチューブ層と少なくとも一部が重なり合うように配置される、
（１６）に記載の電磁波検出装置。
（１８）前記複数の熱電変換部は、支持基板上に、間に絶縁層を挟んで積層され、
前記支持基板を平面視したときに、前記複数の熱電変換部のそれぞれが有する前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第１電極、及び前記第２電極のそれぞれは、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置される、
（１３）に記載の電磁波検出装置。
（１９）第１方向及び第２方向に配列される複数の画素を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部における前記第１方向に配列される２以上の前記画素を含む画素群ごとに、前記第２方向に配置される複数の前記画素群を順に駆動する画素群駆動部と、
前記画素群駆動部で駆動される前記画素群に含まれる前記２以上の画素のそれぞれで検出された電磁波の強度に応じた画素信号を読み出す信号処理回路と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、（１）乃至（１８）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置を有する、
電磁波検出システム。
（２０）前記画素アレイ部が配置される第１基板と、
前記第１基板に積層され、少なくとも前記信号処理回路が配置される第２基板と、
前記第１基板の前記画素アレイ部が配置される面は、前記第２基板に対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板の前記画素アレイ部が前記第２基板から間隔を隔てて配置されるように、前記第１基板の前記画素アレイ部の配置領域を取り囲むように配置される接合部材にて接合される、
（１９）に記載の電磁波検出システム。
（１）第１カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層から離隔して配置され、前記第１カーボンナノチューブ層とは異なるゼーベック係数を持つ第２カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも高い導電率を持ち、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の間に配置される第３カーボンナノチューブ層と、
前記第１カーボンナノチューブ層に接続される第１電極と、
前記第２カーボンナノチューブ層に接続される第２電極と、を備える、
電磁波検出装置。
（２）前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、所定方向に沿って配置され、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部と、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の一端部とに接続され、
前記第１電極は、前記第１カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置され、
前記第２電極は、前記第２カーボンナノチューブ層の前記所定方向の他端部に配置される、
（１）に記載の電磁波検出装置。
（３）前記第１電極及び前記第２電極は、少なくとも前記第３カーボンナノチューブ層に照射された光により発生された熱により、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層に生じる温度勾配に応じて発生される起電力を検出する、
（１）又は（２）に記載の電磁波検出装置。
（４）前記第１カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第１電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じ、
前記第２カーボンナノチューブ層には、前記第３カーボンナノチューブ層から前記第２電極にかけて連続的に温度が低下する温度勾配が生じる、
（３）に記載の電磁波検出装置。
（５）前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、及び前記第２カーボンナノチューブ層は、第１方向に沿って、この順に接続され、
前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の前記第１方向に交差する第２方向の幅は、前記第３カーボンナノチューブ層の前記第２方向の幅よりも狭い、
（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（６）前記第１カーボンナノチューブ層は、ｐ型半導体層であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、ｎ型半導体層であり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に配置され、ｐｎ接合よりも抵抗値が小さい導電性材料層である、
（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（７）前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層の母材である第４カーボンナノチューブ層を備え、
前記第４カーボンナノチューブ層は、所定の方向に沿って順に配置される、ｐ型不純物の注入領域と、前記第３カーボンナノチューブ層の配置領域と、ｎ型不純物の注入領域とを有し、
前記第１カーボンナノチューブ層は、前記ｐ型不純物の注入領域であり、
前記第２カーボンナノチューブ層は、前記ｎ型不純物の注入領域である、
（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（８）前記第４カーボンナノチューブ層は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面に接触するか、又は前記第３カーボンナノチューブ層の側壁面及び上面を覆うように配置される、
（７）に記載の電磁波検出装置。
（９）前記第４カーボンナノチューブ層の底面を支持するか、又は前記第４カーボンナノチューブ層の側壁面を支持する支持基板を備える、
（７）又は（８）に記載の電磁波検出装置。
（１０）前記支持基板は、前記第３カーボンナノチューブ層の底面を支持する、
（９）に記載の電磁波検出装置。
（１１）前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第３カーボンナノチューブ層のそれぞれは、半導体カーボンナノチューブ層及び金属カーボンナノチューブ層を含んでおり、
前記第３カーボンナノチューブ層は、前記第１カーボンナノチューブ層及び前記第２カーボンナノチューブ層よりも、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が大きい、
（１）乃至（１０）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（１２）前記第３カーボンナノチューブ層は、前記半導体カーボンナノチューブ層に対する前記金属カーボンナノチューブ層の割合が１／３より大きい、
（１１）に記載の電磁波検出装置。
（１３）前記第１電極、前記第１カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、及び前記第２電極をそれぞれ含み、直列に接続される複数の熱電変換部を備え、
直列接続された前記複数の熱電変換部の両端に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記複数の熱電変換部のそれぞれで発生される起電力を足し合わせた起電力を検出する、
（１）乃至（１２）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
（１４）前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部及び第２熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第２熱電変換部が有する２つの前記第３カーボンナノチューブ層は、前記所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部が有する前記第２カーボンナノチューブ層と、前記第２熱電変換部が有する前記第１カーボンナノチューブ層とは、所定の方向に間隔を隔てて配置され、
前記第１熱電変換部の前記第２電極と前記第２熱電変換部の前記第１電極とは、統合される、
（１３）に記載の電磁波検出装置。
（１５）前記２つの第３カーボンナノチューブ層の前記所定の方向の間隔は、前記所定の方向に電場振動する偏光光の波長の１／２以下である、
（１４）に記載の電磁波検出装置。
（１６）前記複数の熱電変換部は、直列に接続される順に、支持基板の第１主面及び第２主面に交互に配置される、
（１３）に記載の電磁波検出装置。
（１７）前記複数の熱電変換部は、直列に接続される第１熱電変換部、第２熱電変換部、及び第３熱電変換部を有し、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部は、前記第１主面上に配置され、
前記第２熱電変換部は、前記第２主面上に配置され、
前記第１熱電変換部及び前記第３熱電変換部がそれぞれ有する前記第３カーボンナノチューブ層は、前記支持基板を平面視したときに、前記第２熱電変換部が有する前記第３カーボンナノチューブ層と少なくとも一部が重なり合うように配置される、
（１６）に記載の電磁波検出装置。
（１８）前記複数の熱電変換部は、支持基板上に、間に絶縁層を挟んで積層され、
前記支持基板を平面視したときに、前記複数の熱電変換部のそれぞれが有する前記第１カーボンナノチューブ層、前記第２カーボンナノチューブ層、前記第３カーボンナノチューブ層、前記第１電極、及び前記第２電極のそれぞれは、積層方向に少なくとも一部が重なり合うように配置される、
（１３）に記載の電磁波検出装置。
（１９）第１方向及び第２方向に配列される複数の画素を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部における前記第１方向に配列される２以上の前記画素を含む画素群ごとに、前記第２方向に配置される複数の前記画素群を順に駆動する画素群駆動部と、
前記画素群駆動部で駆動される前記画素群に含まれる前記２以上の画素のそれぞれで検出された電磁波の強度に応じた画素信号を読み出す信号処理回路と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、（１）乃至（１８）のいずれか一項に記載の電磁波検出装置を有する、
電磁波検出システム。
（２０）前記画素アレイ部が配置される第１基板と、
前記第１基板に積層され、少なくとも前記信号処理回路が配置される第２基板と、
前記第１基板の前記画素アレイ部が配置される面は、前記第２基板に対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板の前記画素アレイ部が前記第２基板から間隔を隔てて配置されるように、前記第１基板の前記画素アレイ部の配置領域を取り囲むように配置される接合部材にて接合される、
（１９）に記載の電磁波検出システム。
【0126】
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【0127】
１ 電磁波検出装置、２ 第１ＣＮＴ層、２ｃ 半導体ＣＮＴ層、３ 第２ＣＮＴ層、４ 第３ＣＮＴ層、５ 第１電極、６ 第２電極、７ 支持基板、７ｈ 開口部、８ 電極、８ａ 電極、８ｂ 電極、１１ アクセプタ、１２ 正孔、１３ ドナー、１４ 電子、２０ 熱電変換部、２０ａ 第１熱電変換部、２０ｂ 第２熱電変換部、２０ｃ 第３熱電変換部、２１ コンタクト部材、２２ 絶縁層、３０ 電磁波検出システム、３１ 画素アレイ部、３２ 垂直駆動部、３３ カラム信号処理部、３４ 水平駆動部、３５ 制御部、３６ 出力回路、３７ 画素、３８ ＡＤ変換器、３９ 増幅回路、４１ 参照電圧生成器、４２ 差動増幅器、４３ カウンタ、４５ 基板、４６ 回路基板、４７ 絶縁層、４８ ビア、４９ バンプ、５０ 空隙、５１ フィルム、５２ 絶縁層、５３ コンタクト部材、５４ 回路基板
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
