中，即其中納米線(xiàn)包含pn結(jié)或其他整流機(jī)制。這樣的PV器件包括密集填塞的納米線(xiàn)陣列，其中大部分線(xiàn)豎向排列并且以相同極性相連。這也將包括或者從頂部起或者通過(guò)透明襯底的透明接觸部，從而并聯(lián)地連接所有線(xiàn)端部。
[0065]2.發(fā)光二級(jí)管(LED)，其中光發(fā)射和電荷重組單獨(dú)發(fā)生在納米線(xiàn)中，即其中納米線(xiàn)包含pn結(jié)或其他整流機(jī)制。這樣的LED器件將包括可或者以相同極性或者以隨機(jī)極性接觸的納米線(xiàn)陣列。在后者的情況下，該結(jié)構(gòu)將充當(dāng)整流器，適于與交流電壓的直接連接。如果目標(biāo)是產(chǎn)生大面積的發(fā)光表面，例如瓷磚乃至墻紙，LED陣列也將無(wú)需是極度密集的。
[0066]3.PV電池，其中納米線(xiàn)構(gòu)成整流機(jī)制的部分，并且其他(一個(gè)或多個(gè))部分處在襯底中；襯底例如為P型并且線(xiàn)為η型。這樣的PV器件將用密集填塞的納米線(xiàn)制成，但這里線(xiàn)的向上/向下定向不那么重要，并且因此處理更簡(jiǎn)單。另外，如果襯底中的載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度足夠大，則線(xiàn)密度可低于上述示例1中的線(xiàn)密度。
[0067]4.LED，其中納米線(xiàn)構(gòu)成整流機(jī)制的部分，并且其他(一個(gè)或多個(gè))部分處在襯底中；襯底例如為P型并且線(xiàn)為η型。正如上述示例2和示例3中那樣，這樣的LED布置緩解了對(duì)排列和密度的需要。
[0068]5.PV電池，其中納米線(xiàn)構(gòu)成整流機(jī)制的部分，并且其他(一個(gè)或多個(gè))部分處在沉積之后圍繞線(xiàn)的基質(zhì)中，例如P型線(xiàn)在η型的導(dǎo)電氧化物或聚合物中。這樣的PV器件可在非常簡(jiǎn)單的襯底上制作。
[0069]6.LED，其中納米線(xiàn)構(gòu)成整流機(jī)制的部分，并且其他(一個(gè)或多個(gè))部分處在沉積之后圍繞線(xiàn)的基質(zhì)中，例如P型線(xiàn)在η型的導(dǎo)電氧化物或聚合物中。正如上述示例2-5中那樣，這樣的LED布置緩解了對(duì)排列和密度兩者的需要。
[0070]7.PV電池，其中襯底本身是光生伏打電池，并且其中納米線(xiàn)被設(shè)計(jì)為吸收高于或低于襯底帶隙的光，由此產(chǎn)生串接的光生伏打電池。串接電池的納米線(xiàn)部分可根據(jù)上述示例1、3或5來(lái)制作。
[0071]8.在PV電池或LED的所有上述示例中，可按例如條紋的圖案設(shè)置納米線(xiàn)，以允許借助于棱鏡的光譜分辨的光吸收，獲得多結(jié)PV功能；或者在每個(gè)條紋單獨(dú)被接觸的地方獲得具有可調(diào)節(jié)色溫的光發(fā)射。
[0072]9.在PV電池或LED的所有上述示例中，納米線(xiàn)還給出具有頂表面的內(nèi)在納米結(jié)構(gòu)，這對(duì)于在PV電池情況下的光吸收以及對(duì)于在LED情況下的光發(fā)射可以是有利的。
[0073]10.熱電池，其中納米線(xiàn)的一維特性被用于改進(jìn)熱梯度可被用于產(chǎn)生電力的方式。此外，通過(guò)η型摻雜和ρ型摻雜的納米線(xiàn)的獨(dú)立區(qū)域的受控沉積，珀耳帖(Peltier)元件被形成，其可在電力向熱梯度轉(zhuǎn)換時(shí)被用于冷卻或加熱應(yīng)用。
[0074]11.電池，其中通過(guò)這種方法來(lái)準(zhǔn)備一個(gè)或兩個(gè)電極，并且因此該一個(gè)或兩個(gè)電極用納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造。納米線(xiàn)的小直徑使其對(duì)變形不敏感并且因此對(duì)電池循環(huán)期間伴隨容量變化的直徑變化不敏感。
[0075]12.燃料電池、電解或光解電池，其中主要材料由納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這在對(duì)制程感生的變形的不敏感性、表面體積比以及與結(jié)構(gòu)的制程流體交互方面給予它們超過(guò)其他材料的優(yōu)點(diǎn)。
[0076]13.微電子或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件可用從氣溶膠相沉積的納米線(xiàn)形成。
[0077]14.用于功能材料膜在簡(jiǎn)單襯底上的生長(zhǎng)的模板，其中排列好的納米線(xiàn)為例如化合物半導(dǎo)體在硅上乃至在非晶表面(金屬、玻璃等)上的生長(zhǎng)提供了晶體結(jié)構(gòu)。
[0078]15.用于根據(jù)尺寸和/或材料對(duì)納米線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)的器件，其中帶電荷或不帶電荷的納米線(xiàn)的流通過(guò)電場(chǎng)梯度。更長(zhǎng)、更細(xì)以及更易極化的線(xiàn)經(jīng)受朝向更高的電場(chǎng)區(qū)域的更強(qiáng)的吸引力，并且可因此以使人聯(lián)想到質(zhì)譜儀的方式進(jìn)行分類(lèi)。對(duì)于帶電荷的線(xiàn)，力可被平衡以得到更大的選擇性。
[0079]16.納米復(fù)合材料，其中納米線(xiàn)分散在例如聚合物基質(zhì)中，從而例如得到提高的機(jī)械強(qiáng)度、增加的導(dǎo)電率、改善的透氣特性等。這樣的納米復(fù)合物也可對(duì)所施加的外力敏感并且因此被用作傳感器。
[0080]17.場(chǎng)發(fā)射電子源，其中簡(jiǎn)單或異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的納米線(xiàn)被沉積為陣列以用于場(chǎng)發(fā)射應(yīng)用。
[0081]18.抗反射或?yàn)V光表面或智能窗。
[0082]19.由壁虎效應(yīng)所引起的、具有增強(qiáng)的機(jī)械粘附能力的表面。
[0083]20.具有提尚或降低的散熱的表面。
[0084]21.化學(xué)或生物傳感器。
[0085]僅為了易于理解而引入所有對(duì)朝上、豎直、水平、縱向等的參考，而這不應(yīng)被理解為局限于具體的定向。此外，圖中的結(jié)構(gòu)和坐標(biāo)軸的尺寸不一定按比例繪制。
[0086]雖然已結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是最實(shí)用并且是優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是本發(fā)明不應(yīng)局限于所公開(kāi)的實(shí)施例，相反地，其意在涵蓋所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種變型及等效設(shè)置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制作納米線(xiàn)器件的方法，包括: 使用氣相合成制程從晶種粒子生長(zhǎng)多根納米線(xiàn)； 將所述多根納米線(xiàn)沉積在襯底的表面； 在所述多根納米線(xiàn)上施加電場(chǎng)以使所述多根納米線(xiàn)沿所述電場(chǎng)排列；以及 固定所述多根納米線(xiàn)以在所述襯底上形成多根固定的、排列好的納米線(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述生長(zhǎng)步驟之后將所述多根納米線(xiàn)轉(zhuǎn)移至流體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)包括單極納米線(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)包括形成在每根相應(yīng)的納米線(xiàn)與晶種粒子之間的肖特基二極管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)包括軸向Pn結(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)包括P摻雜端和η摻雜端，并且所述P摻雜端指向電場(chǎng)的方向。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述軸向ρη結(jié)采用單次氣相合成制程生長(zhǎng)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述軸向ρη結(jié)形成所述納米線(xiàn)器件的功能部分。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)包括徑向ρη結(jié)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述徑向ρη結(jié)形成所述納米線(xiàn)器件的功能部分。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米線(xiàn)包括異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米線(xiàn)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括照射所述多根納米線(xiàn)。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電場(chǎng)在兩個(gè)相對(duì)的電極之間產(chǎn)生。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述襯底是所述兩個(gè)相對(duì)的電極中的一個(gè)。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)包括不是有意用于排列的另外的功能部分。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中摻雜劑和源材料在所述多根納米線(xiàn)的生長(zhǎng)步驟期間被引入。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米線(xiàn)按功能圖案排列。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述功能圖案包括點(diǎn)、條紋或棋盤(pán)形圖案中的至少一個(gè)。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中通過(guò)使用包括釘床或脊?fàn)铌嚵械闹辽僖粋€(gè)電極施加電場(chǎng)來(lái)形成所述功能圖案。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)增強(qiáng)或改變所述襯底的功能。21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中固定所述多根納米線(xiàn)包括凝固或聚合固定劑并且其中在凝固或聚合所述固定劑期間或之前沉積所述多根納米線(xiàn)。22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多根納米線(xiàn)被沉積在所述襯底的第一表面以及相對(duì)的第二表面兩者上。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述襯底的所述第一表面上的納米線(xiàn)具有與所述襯底的所述第二表面上的納米線(xiàn)不同的類(lèi)型。24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在連續(xù)的制程中將所述多根納米線(xiàn)沉積在襯底上，同時(shí)在兩個(gè)電極之間或在電極上向所述襯底饋電。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于排列納米線(xiàn)的方法，該方法可被用于制作包括納米線(xiàn)的器件，其中無(wú)論被設(shè)置在何種襯底上，所述納米線(xiàn)均具有明確限定并且受控的定向。所述方法包括以下步驟：提供納米線(xiàn)(1)以及在納米線(xiàn)(1)的群體上施加電場(chǎng)(E)，由此所述納米線(xiàn)的電偶極矩使所述納米線(xiàn)沿所述電場(chǎng)(E)排列。優(yōu)選地，在所述提供和排列步驟期間使所述納米線(xiàn)分散在流體中。當(dāng)被排列好時(shí)，所述納米線(xiàn)可以被固定，優(yōu)選地被沉積在襯底(2)上?？梢栽诔练e時(shí)應(yīng)用所述電場(chǎng)。pn結(jié)或在所述納米線(xiàn)(1)中引入的任何凈電荷都可有助于所述排列和沉積制程。所述方法適合幾乎在任何襯底材料上進(jìn)行連續(xù)處理，例如在卷對(duì)卷制程中，而不限于適合粒子輔助生長(zhǎng)的襯底。
【IPC分類(lèi)】B82B3/00, H01L29/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105347297
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510253715
【發(fā)明人】L.薩穆?tīng)柹? K.德珀特, J.奧爾森, M.馬格努森
【申請(qǐng)人】昆南諾股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2010年12月22日
【公告號(hào)】CN102770367A, CN102770367B, EP2516323A1, US9305766, US20130203242, WO2011078780A1