通過產(chǎn)生電火花制備納米粒子的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種通過一種以上前體流體的合成制備在1nm至1000nm大小范圍內(nèi)的納米粒子的方法，所述方法包括提供包含至少一種前體流體的流體介質(zhì)和在所述流體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生電火花以導(dǎo)致所述至少一種前體流體在相對熱的等離子體區(qū)中的熱解，以制備至少一種自由基物種。通過在所述等離子體區(qū)周圍的較冷的反應(yīng)區(qū)中的所述流體介質(zhì)中成核以形成納米粒子，此處所述自由基物種在構(gòu)成所述納米粒子的物質(zhì)的合成中起反應(yīng)物或催化劑的作用。通過具有在0.01Hz至1kHz之間的頻率和0.01J和10J之間的總能量的放電產(chǎn)生所述火花。所述納米粒子可以包含硅，或硅的化合物或合金，并且典型地可用于電子和電學(xué)用途中。
【專利說明】通過產(chǎn)生電火花制備納米粒子的方法
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過化學(xué)氣相合成(CVS)制備納米粒子的方法，所述化學(xué)氣相合成包括至少一種分子前體物種的熱解。
[0002]粒子制備的CVS方法基于至少一種前體氣體的熱解。為了本說明書的目的，熱解是指熱輔助的分子的裂化(盡管其他運動學(xué)上的碰撞過程也可以發(fā)生)成為自由基，如原子和離子。化學(xué)氣相合成是指由在熱解期間制備的反應(yīng)性物種或通過它們與未反應(yīng)的氣體的分子的相互作用組裝成較大的單元如分子、原子簇、納米粒子和甚至微米尺度的粒子的全部過程。此相互作用可以是直接的化學(xué)反應(yīng)或通過催化活性促進化學(xué)反應(yīng)。
[0003]在這些過程中，將低濃度的其他氣體包含在內(nèi)可能導(dǎo)致將摻雜劑原子包含在納米粒子內(nèi)或合金的形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的由氣相制備納米粒子的過程包括激光熱解、熱壁反應(yīng)器合成和等離子體熱解。通過這樣的方法合成的納米粒子由于其作為熒光體的用途，在印刷電子學(xué)中的用途，在摩擦學(xué)、磁流體和電流變液中的用途，和在納米復(fù)合材料中的用途而具有工業(yè)意義，并且在先進科學(xué)研究中有廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種通過一種以上前體流體的合成而制備納米粒子的方法，其中，至少一種這樣的前體經(jīng)歷由電火花引發(fā)的熱解或裂化以制備一種以上自由基物種。自由基物種在組成通過在流體介質(zhì)中成核而形成的納米粒子的物質(zhì)的合成中起反應(yīng)物或催化劑的作用。在優(yōu)選的實施方案中，流體構(gòu)成低壓氣體環(huán)境，但在絕緣液體中也可能導(dǎo)致產(chǎn)生這樣的火花。在后一種情況中，液體自身可以形成前體物質(zhì)或其可以包含含有前體物質(zhì)的溶液。備選地，在氣體環(huán)境中，可以將液體或固體前體物質(zhì)作為在載氣流中的粒子或液滴的氣溶膠引入火花區(qū)域中。此載氣可以自身包含前體物質(zhì)或可以為惰性的并且不參與任何化學(xué)過程。類似地，可以將惰性氣體添加至前體氣體作為稀釋劑。
[0005]更具體地，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種通過一種以上前體流體的合成制備在Inm至IOOOnm大小范圍內(nèi)的納米粒子的方法，所述方法包括提供包含至少一種前體流體的流體介質(zhì)和在所述流體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生電火花以導(dǎo)致所述至少一種前體流體在相對熱的等離子體區(qū)中的熱解，以制備至少一種自由基物種，并通過在所述等離子體區(qū)周圍的較冷的反應(yīng)區(qū)中的所述流體介質(zhì)中成核以形成納米粒子，其中，所述至少一種自由基物種在構(gòu)成所述納米粒子的物質(zhì)的合成中起反應(yīng)物或催化劑的作用。
[0006]形成所述火花的放電可以具有0.0lHz和IkHz之間的頻率，優(yōu)選地具有IHz和IOOHz之間的頻率。
[0007]火花可以具有在0.0lJ和IOJ之間且優(yōu)選地在0.1和IJ之間的總能量。
[0008]前體物質(zhì)可以全部處于氣體形式。
[0009]備選地，前體物質(zhì)中的至少一種可以處于液體形式，所述液體為純的不導(dǎo)電液體或其他物質(zhì)在合適的溶劑中的不導(dǎo)電的溶液。
[0010]此外，備選地，前體物質(zhì)中的至少一種可以平常為固體或液體，并且作為由在載氣中的粒子或液滴構(gòu)成的氣溶膠被弓I入火花中。
[0011]在所述方法的優(yōu)選的實施方案中，遠離火花的區(qū)域的納米粒子的快速凝聚導(dǎo)致球形納米粒子的形成。
[0012]所述球形納米粒子可以為單晶。
[0013]所述納米粒子可以形成緊密的球形或橢球形簇。
[0014]所述納米粒子可以聚集以形成鏈、支化的簇、或網(wǎng)絡(luò)。
[0015]所述納米粒子可以在預(yù)先存在的納米粒子周圍成核，以制備具有核-殼結(jié)構(gòu)的二元納米粒子。
[0016]特別地，納米粒子可以在被注入圍繞火花的介質(zhì)的較冷區(qū)域中的預(yù)先存在的納米粒子周圍成核，以形成具有核-殼結(jié)構(gòu)的二元納米粒子。
[0017]可以在距火花不同距離處引入不同的前體物質(zhì)，允許具有組成梯度或核-殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)粒子的成核，其可以包含多個殼。
[0018]納米粒子可以包含硅。
[0019]納米粒子可以包含硅的化合物，包括二氧化硅、碳化硅、或氮化硅。
[0020]納米粒子可以包含硅的合金，包括被硼、磷、或砷摻雜的硅，以及硅-碳和硅-鍺合金。
[0021]納米粒子可以包含聚合物。
[0022]通過本發(fā)明的方法制備的納米粒子包含無機半導(dǎo)體物質(zhì)，并且具有非絕緣表面，通常用于電子和電學(xué)用途，特別用于需要半導(dǎo)體性質(zhì)的那些用途。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為顯示通過使用在圖1的反應(yīng)倉室中的兩個電極之間產(chǎn)生的電火花而形成的納米粒子的制備的示意圖；
[0024]圖2為由根據(jù)本發(fā)明的方法制備的硅納米粒子獲得的的透射電子顯微鏡(TEM)圖像；
[0025]圖3為根據(jù)本發(fā)明的方法制備的硅納米粒子的體積分布的柱狀圖。
[0026]圖4為根據(jù)本發(fā)明的方法制備的硅納米粒子的高放大率TEM圖像；
[0027]圖5為壓縮的通過本發(fā)明的方法制備的硅納米粉末的電阻率的圖；且
【具體實施方式】
[0028]在此發(fā)明中，使用放電或火花實施一種以上前體氣體的熱解，特別用于通過化學(xué)氣相合成制備穩(wěn)定的納米粒子，包括至少一種分子前體物種的熱解和周圍的氣相環(huán)境中的納米粒子的成核。其特別關(guān)系到無機半導(dǎo)體物質(zhì)的納米粒子的合成，所述無機半導(dǎo)體物質(zhì)具有非絕緣表面，通常用于電子和電學(xué)用途，且具體用于要求半導(dǎo)體性質(zhì)的那些用途。
[0029]先前的公知的實驗研究了使用高能火花促進由簡單的前體氣體合成復(fù)雜的有機分子。具體地，由預(yù)期存在于年輕的地球的大氣中的包括甲烷、氧和氨的氣體混合物制備化合物如氨基酸。火花熱解方法依靠前體氣體通過火花等離子體中的電子和離子的電激發(fā)的解離或裂化。所述過程與具有短暫加熱和快速冷卻循環(huán)的脈沖激光熱解方法具有類似性，但激發(fā)方法及周圍的氣體中等離子體的空間范圍和相關(guān)的溫度廓線均顯著不同。類似地，此處描述的方法與如W02010 / 027959,US2006 / 0051505、和US2006 / 269690中所述的
使用電子激發(fā)的射頻耦合但有效激發(fā)整個氣體氣氛的等離子體增強化學(xué)氣相合成方法具有表面上的類似性。
[0030]類似于此處描述的方法但不包括關(guān)鍵的熱解步驟的方法為:如W02003 / 022739或JP2010 / 095422所述的公知的通過兩個分開的電極之間的連續(xù)的電弧制備納米粒子，所述電極中至少一個由構(gòu)成納米粒子的物質(zhì)制成。來自所述電極之一或兩者的物質(zhì)蒸發(fā)到電弧等離子體中，通過在周圍的介質(zhì)中成核而導(dǎo)致納米粒子的形成。對此方法的已知更改包括將電極物質(zhì)蒸發(fā)到反應(yīng)性環(huán)境例如空氣或氧中，以制備氧化物納米粒子。
[0031]圖1示意性地顯示了在化學(xué)氣相合成期間發(fā)生的過程。當(dāng)在兩個電極(I)之間產(chǎn)生電弧放電時，自由基物種(2)通過一種以上前體在火花(3)的相對熱的等離子體核心中的熱解產(chǎn)生。在火花的等離子體核心的周圍的較冷的反應(yīng)區(qū)域(4)中，生成的自由基物種中的一種或多種經(jīng)歷相互作用，以形成包含想要的納米粒子的物種(5)。自由基物種之間的相互作用或自由基和未反應(yīng)的物種之間的相互作用可以簡單地形成一種達到化學(xué)合成的途徑，或者，至少一種這樣的自由基可以起到促進任何其他存在的物種之間的反應(yīng)的催化劑的作用。更特別地，這樣的催化反應(yīng)應(yīng)當(dāng)包括一種以上未裂化的前體物種。
[0032]最終產(chǎn)物的局部過飽和導(dǎo)致在周圍介質(zhì)中納米粒子(6)的成核和生長。因此，粒子的大小、形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要被五個因素控制:周圍介質(zhì)的壓力和溫度、以及火花的長度、能量和持續(xù)時間?？梢詫⒓{米粒子制備在Inm至1000nm大小范圍內(nèi)，但優(yōu)選在5nm至200nm范圍內(nèi)，且更優(yōu)選在20nm至70nm范圍內(nèi)。
[0033]在此發(fā)明中，在火花中形成具有小空間范圍的等離子體。因此裂化過程與那些在等離子體增強化學(xué)氣相 合成中發(fā)生的裂化過程類似，其中其他運動碰撞過程可以在前體分子的裂化中起作用以形成自由基物種。與等離子體增強化學(xué)氣相合成的另一個表面上的類似性為等離子體的電激發(fā)，該等離子體的電激發(fā)在本發(fā)明中是不同的，在本發(fā)明中，其為直接耦合的并且僅僅激發(fā)直接位于兩個電極之間的介質(zhì)的有限的區(qū)域，而非如現(xiàn)有技術(shù)中使用的利用射頻耦合的方法中的整個氣體氣氛。
[0034]因此，在本發(fā)明中，與在等離子體增強化學(xué)氣相合成中相比，流體介質(zhì)含有較冷的區(qū)域，使得粒子可以以較快的速率形成和冷卻，從而限制構(gòu)成粒子的原子或分子的生長和重新排列。因此，所述方法更好地適于制備可以為非晶態(tài)、多晶或單晶的小的球形粒子。通過對周圍的物質(zhì)的物理參數(shù)(例如對于氣相合成，為流量、壓力、倉室溫度和驟冷或稀釋氣體的存在)的控制，可以控制結(jié)晶度，并可以獲得處于期望的大小范圍內(nèi)的單晶粒子。
[0035]與在等離子體增強化學(xué)氣相合成中不同，在在此處公開的方法中，火花和相關(guān)的等離子體為壽命短暫的，并且因此等離子體的時間廓線與具有短暫加熱和較長冷卻循環(huán)的脈沖激光熱解具有一些類似性。然而，本方法不僅激發(fā)方法顯著不同，而且等離子體的空間范圍也顯著不同，并且由此在周圍介質(zhì)中的溫度廓線也顯著不同。更特別地，在本發(fā)明中，火花沒有顯著地加熱周圍的介質(zhì)。
[0036]周圍的介質(zhì)中的溫度和壓力的變化可以用于改變粒子的成核和凝聚速率，允許更大的結(jié)構(gòu)的形成。尤其是，粒子可以原位融合以形成緊密的球形或橢球形的簇、鏈、支化的簇或復(fù)雜的樹狀網(wǎng)絡(luò)。在升高的溫度下，如果允許納米粒子在基底上撞擊，所述方法可以適于緊密的層和涂層的沉積。[0037]本發(fā)明可以用于制備大多數(shù)其前體可以以氣相或液相或作為氣溶膠引入火花中的物質(zhì)的納米粒子。在氣溶膠中，載氣可以為惰性的或由前體物質(zhì)之一構(gòu)成。因此，本發(fā)明包括所有已知在化學(xué)氣相沉積(CVD)過程中沉積為薄膜的材料例如半導(dǎo)體、金屬和陶瓷的納米粒子的制造。以與最常見的化學(xué)氣相沉積過程類似的方式，摻雜和合金化可以通過在將混合物進料到倉室中之前將前體和摻雜劑混合而實現(xiàn)，或通過將它們分別地注入火花區(qū)域而實現(xiàn)。類似地，其他相的引入，例如對于具有核殼結(jié)構(gòu)的二元粒子的制備，可以通過將氣溶膠注入到圍繞火花的成核區(qū)域中而完成。
[0038]公開的方法尤其適于制備包含以下各項的納米粒子:硅；它的化合物如二氧化硅、氮化硅和碳化硅；及其合金，其中包括被硼摻雜的和被磷摻雜的硅，以及硅-碳和硅-鍺
I=1-Wl O
[0039]聚合物和其他有機納米粒子，以及碳相例如納米管和巴克明斯特-富勒烯分子，可以在與如Gleeson等在W02007145657中所述的在引發(fā)的化學(xué)氣相沉積中的熱燈絲處發(fā)生的過程類似的過程中，通過使用火花熱解催化自由基的前體而制備。特別相關(guān)的是如W09742356中所公開的碳氟化合物，和聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)，其可以如上所公開的在預(yù)先存在的金屬和陶瓷納米粒子的核周圍成核。
[0040]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，通過在兩個電極之間施用高電壓而在反應(yīng)倉室內(nèi)部的氣體環(huán)境中產(chǎn)生火花。反應(yīng)倉室的大小可以變化，并且可以由不銹鋼或玻璃或任何其他適合的材料構(gòu)成，并通過O形環(huán)等對大氣密封，防止空氣進入倉室中。反應(yīng)倉室充有被引入反應(yīng)倉室的前體氣體，且其流量和壓力可以被調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，通過火花熱解制備的納米粒子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度和大小可以被火花間隙距離、火花的能量、反應(yīng)倉室內(nèi)部的壓力、前體氣體的組成和流量的變化影響。
[0041]電極可以由任何導(dǎo)體材料構(gòu)成，但優(yōu)選具有高熔點和耐腐蝕性的難熔金屬。根據(jù)經(jīng)驗，已證明鎢絲為出色的電極材料。僅當(dāng)滿足用于倉室中的氣體的離子化的條件時才產(chǎn)生火花。所述條件由壓力、電壓和火花距離確定。因此，對于固定的火花間隙，火花間隙上的電壓必須足夠高，以在特定的壓力下引發(fā)火花。倉室內(nèi)部的火花位置以及倉室大小也可以變化，以影響納米粒子的粒徑和團聚。納米粒子的成核速率可以進一步通過由冷卻或加熱控制倉室的溫度來調(diào)節(jié)。
[0042]可以通過倉室上相同或不同部位處的單個入口或多個入口將一種或多種前體氣體引入反應(yīng)倉室中，允許前體和反應(yīng)性物種的空間變化分布。作為實例，一種或多種氣體可以在倉室內(nèi)部放射狀地分布，促進在組成上具有梯度或具有核-殼結(jié)構(gòu)的納米粒子的生長，當(dāng)不同的物種在距火花不同的距離處成核時，有具有多個殼的可能性。
[0043]實施例:摻雜的硅納米粒子的制備
[0044]為了更完全地說明本發(fā)明的方法，使用P-型硅納米粒子的制備作為一個實例。前體氣體為用0.1體積％二硼烷(B2H6)稀釋的純單硅烷(SiH4)，其以50SCCm的流量被遞送至反應(yīng)倉室，并保持在80毫巴的壓力下?？梢酝ㄟ^將二硼烷的濃度由約Ippm改變?yōu)槌^10體積％而控制生成的納米粒子中的摻雜水平?？梢酝ㄟ^將其他任何已知的摻雜劑的各自的已知的前體包括在內(nèi)而將它們添加至納米粒子。作為特別的實例，通過添加膦或二膦而實現(xiàn)用磷的η-型摻雜，而通過添加胂實現(xiàn)用砷的η-型摻雜。
[0045]可以使用其他已知的硅前體如二硅烷和鹵代硅烷例如氯硅烷或氟硅烷?？梢允褂枚栊韵♂寗怏w例如氬或氦。如硅膜的化學(xué)氣相沉積中公知的，用氫稀釋前體氣體也會導(dǎo)致納米粒子的制備，但對于獲得穩(wěn)定的表面而言是不推薦的?？梢酝ㄟ^分別使用氧和氮之一或兩者作為稀釋劑氣體，制備包含氧化物、氮化物和氧氮化物的粒子或具有包括這樣的材料的表面層的粒子。
[0046]類似地，包含硅與其他元素的合金或化合物的粒子可以通過將對于這些物質(zhì)的化學(xué)氣相沉積的從業(yè)者而言已知的前體包括在內(nèi)而合成。此列表是廣泛的，并且不應(yīng)被限于以下實例。例如，為合成碳化硅或硅-碳合金的納米粒子，可以通過添加甲烷，短鏈烷如乙烷、丙烷或丁烷，或烯如乙烷或丙烯作為第二前體氣體，或芳香化合物或其他噴霧形式的高級烴，而將碳包括在內(nèi)。類似地，可以通過添加相應(yīng)的鍺烷或用相應(yīng)的鍺烷代替硅烷而制備包含娃-鍺合金或元素鍺的納米粒子。
[0047]將用于生成火花的高壓電源保持在自由運行模式，電容跨火花間隙重復(fù)地充電和放電。在此布置中，火花放電的平均頻率及其能量取決于擊穿電壓，而擊穿電壓取決于火花間隙的大小和反應(yīng)倉室內(nèi)部的壓力。在本實例中，火花頻率為9.5Hz且區(qū)域中的火花能量為 0.6J。
[0048]在備選的過程中，可以使用限定在低于IkHz且理想地高于0.01Hz的頻率的經(jīng)調(diào)制的高壓脈沖，例如但不限于正方形、三角形、正弦或半波整流的波形。最優(yōu)選地，火花頻率應(yīng)當(dāng)在IHz至IOOHz之間，每個火花的總能量在0.01至IOJ之間，且最優(yōu)選地在0.1到的范圍內(nèi)。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例制備的硅納米粒子示于圖2的--Μ圖中。硅納米粒子為球形的，平均粒徑在20至40nm之間，如圖3的粒徑分布柱狀圖中所示。此柱狀圖表示在40毫巴下制備的固有的硅納米粒子。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的方法，在80毫巴和0.1 %二硼烷的存在下制備的硅納米粒子為單晶。這在圖4中的TEM圖像中通過在整個粒子上可見的晶格結(jié)構(gòu)揭示。其顯示了晶體結(jié)構(gòu)如何完全地延伸至粒子的外部原子層。
[0051]納米粒子的大小和結(jié)晶度兩者均可以通過改變反應(yīng)倉室中的火花能量、壓力和氣體的流量而控制成核區(qū)中的成核速率和溫度來改變?？焖俪珊藢?dǎo)致形成球形粒子，在高壓力下將導(dǎo)致多晶或非晶態(tài)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在較高的流量下，粒子將更小并且更少團聚。因此，控制氣流和反應(yīng)參數(shù)也可以允許包含納米粒子的大的結(jié)構(gòu)例如粒子的緊密的球形或橢球形簇、支化的樹狀簇和大網(wǎng)絡(luò)的合成。
[0052]隨著二硼烷前體氣體濃度的增加，由電阻率的減少確認了硅納米粒子被硼的摻雜。通過在兩個導(dǎo)電棒之間將被測量的參比硅納米粉末和相同量的通過本發(fā)明的方法制備的納米粉末壓縮至相同的密度，測量根據(jù)本發(fā)明的方法制備的粒子的電阻率。在80毫巴和
0.01%,0.1%和1%濃度二硼烷的條件下按照本發(fā)明制備的硅納米粒子的電阻率示于圖5中。電阻率隨著二硼烷濃度增加的降低表明根據(jù)本發(fā)明制備的硅納米粒子中的摻雜濃度的增加。
【權(quán)利要求】
1.一種通過一種以上前體流體的合成制備在Inm至1000nm大小范圍內(nèi)的納米粒子的方法，所述方法包括提供包含至少一種前體流體的流體介質(zhì)和在所述流體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生電火花以導(dǎo)致所述至少一種前體流體在相對熱的等離子體區(qū)中的熱解，以制備至少一種自由基物種，并通過在所述等離子體區(qū)周圍的較冷的反應(yīng)區(qū)中的所述流體介質(zhì)中成核以形成納米粒子，其中，所述至少一種自由基物種在構(gòu)成所述納米粒子的物質(zhì)的合成中起反應(yīng)物或催化劑的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述火花通過具有0.01Hz至IkHz之間的頻率的放電產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述火花通過具有IHz至IOOHz之間的頻率的放電產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述火花具有0.01J至IOJ之間的總能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述火花具有0.1到之間的總能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述前體流體包含至少一種處于氣體形式的前體物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述前體流體包含至少一種處于液體形式的前體物質(zhì)，所述液體為純的不導(dǎo)電液體或其他物質(zhì)在合適的溶劑中的不導(dǎo)電的溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項`所述的方法，其中，所述前體流體包含至少一種前體物質(zhì)，所述前體物質(zhì)平常為固體或液體，并且作為由在載氣中的粒子或液滴構(gòu)成的氣溶膠被引入所述火花中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中遠離所述火花的區(qū)域的納米粒子的快速凝聚導(dǎo)致球形納米粒子的形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述球形納米粒子為單晶。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述納米粒子形成緊密的球形或橢球形簇。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其中，納米粒子團聚以形成鏈、支化的簇、或網(wǎng)絡(luò)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其中，納米粒子在預(yù)先存在的納米粒子周圍成核，以制備具有核-殼結(jié)構(gòu)的二元納米粒子。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述納米粒子在被注入圍繞所述火花的介質(zhì)的較冷區(qū)域中的預(yù)先存在的納米粒子周圍成核，以形成具有核-殼結(jié)構(gòu)的二元納米粒子。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的方法，其中，在距所述火花不同距離處引入不同的前體物質(zhì)，以允許具有組成梯度或核-殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)粒子的成核。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其中，所述納米粒子包含硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其中，所述納米粒子包含硅的化合物，所述硅的化合物包括二氧化硅、碳化硅、或氮化硅。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其中，所述納米粒子包含硅的合金，所述娃的合金包括被硼、磷、或砷摻雜的娃，以及娃-碳和娃-鍺合金。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其中，所述納米粒子包含聚合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的方法，其中，所述納米粒子包含無機半導(dǎo)體物質(zhì)并且具有非絕緣表面，通常用于電子和電學(xué)用途，且具體用于需要半導(dǎo)體性質(zhì)的那些用途。`
【文檔編號】B82Y30/00GK103874538SQ201280043459
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·托馬斯·布里頓, 曼弗雷德·魯?shù)婪颉に箍死锇? 申請人:Pst傳感器(私人)有限公司