中，即其中纳米线包含pn结或其他整流机制。这样的PV器件包括密集填塞的纳米线阵列，其中大部分线竖向排列并且以相同极性相连。这也将包括或者从顶部起或者通过透明衬底的透明接触部，从而并联地连接所有线端部。
[0065]2.发光二级管(LED)，其中光发射和电荷重组单独发生在纳米线中，即其中纳米线包含pn结或其他整流机制。这样的LED器件将包括可或者以相同极性或者以随机极性接触的纳米线阵列。在后者的情况下，该结构将充当整流器，适于与交流电压的直接连接。如果目标是产生大面积的发光表面，例如瓷砖乃至墙纸，LED阵列也将无需是极度密集的。
[0066]3.PV电池，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在衬底中；衬底例如为P型并且线为η型。这样的PV器件将用密集填塞的纳米线制成，但这里线的向上/向下定向不那么重要，并且因此处理更简单。另外，如果衬底中的载流子扩散长度足够大，则线密度可低于上述示例1中的线密度。
[0067]4.LED，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在衬底中；衬底例如为P型并且线为η型。正如上述示例2和示例3中那样，这样的LED布置缓解了对排列和密度的需要。
[0068]5.PV电池，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在沉积之后围绕线的基质中，例如P型线在η型的导电氧化物或聚合物中。这样的PV器件可在非常简单的衬底上制作。
[0069]6.LED，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在沉积之后围绕线的基质中，例如P型线在η型的导电氧化物或聚合物中。正如上述示例2-5中那样，这样的LED布置缓解了对排列和密度两者的需要。
[0070]7.PV电池，其中衬底本身是光生伏打电池，并且其中纳米线被设计为吸收高于或低于衬底带隙的光，由此产生串接的光生伏打电池。串接电池的纳米线部分可根据上述示例1、3或5来制作。
[0071]8.在PV电池或LED的所有上述示例中，可按例如条纹的图案设置纳米线，以允许借助于棱镜的光谱分辨的光吸收，获得多结PV功能；或者在每个条纹单独被接触的地方获得具有可调节色温的光发射。
[0072]9.在PV电池或LED的所有上述示例中，纳米线还给出具有顶表面的内在纳米结构，这对于在PV电池情况下的光吸收以及对于在LED情况下的光发射可以是有利的。
[0073]10.热电池，其中纳米线的一维特性被用于改进热梯度可被用于产生电力的方式。此外，通过η型掺杂和ρ型掺杂的纳米线的独立区域的受控沉积，珀耳帖(Peltier)元件被形成，其可在电力向热梯度转换时被用于冷却或加热应用。
[0074]11.电池，其中通过这种方法来准备一个或两个电极，并且因此该一个或两个电极用纳米线结构来构造。纳米线的小直径使其对变形不敏感并且因此对电池循环期间伴随容量变化的直径变化不敏感。
[0075]12.燃料电池、电解或光解电池，其中主要材料由纳米线结构构成，这在对制程感生的变形的不敏感性、表面体积比以及与结构的制程流体交互方面给予它们超过其他材料的优点。
[0076]13.微电子或数据存储器件可用从气溶胶相沉积的纳米线形成。
[0077]14.用于功能材料膜在简单衬底上的生长的模板，其中排列好的纳米线为例如化合物半导体在硅上乃至在非晶表面(金属、玻璃等)上的生长提供了晶体结构。
[0078]15.用于根据尺寸和/或材料对纳米线进行分类的器件，其中带电荷或不带电荷的纳米线的流通过电场梯度。更长、更细以及更易极化的线经受朝向更高的电场区域的更强的吸引力，并且可因此以使人联想到质谱仪的方式进行分类。对于带电荷的线，力可被平衡以得到更大的选择性。
[0079]16.纳米复合材料，其中纳米线分散在例如聚合物基质中，从而例如得到提高的机械强度、增加的导电率、改善的透气特性等。这样的纳米复合物也可对所施加的外力敏感并且因此被用作传感器。
[0080]17.场发射电子源，其中简单或异质结构设计的纳米线被沉积为阵列以用于场发射应用。
[0081]18.抗反射或滤光表面或智能窗。
[0082]19.由壁虎效应所引起的、具有增强的机械粘附能力的表面。
[0083]20.具有提尚或降低的散热的表面。
[0084]21.化学或生物传感器。
[0085]仅为了易于理解而引入所有对朝上、竖直、水平、纵向等的参考，而这不应被理解为局限于具体的定向。此外，图中的结构和坐标轴的尺寸不一定按比例绘制。
[0086]虽然已结合当前被认为是最实用并且是优选的实施例描述了本发明，但应理解的是本发明不应局限于所公开的实施例，相反地，其意在涵盖所附权利要求范围内的各种变型及等效设置。
【主权项】
1.一种制作纳米线器件的方法，包括: 使用气相合成制程从晶种粒子生长多根纳米线； 将所述多根纳米线沉积在衬底的表面； 在所述多根纳米线上施加电场以使所述多根纳米线沿所述电场排列；以及 固定所述多根纳米线以在所述衬底上形成多根固定的、排列好的纳米线。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述生长步骤之后将所述多根纳米线转移至流体。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括单极纳米线。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多根纳米线包括形成在每根相应的纳米线与晶种粒子之间的肖特基二极管。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括轴向Pn结。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多根纳米线包括P掺杂端和η掺杂端，并且所述P掺杂端指向电场的方向。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述轴向ρη结采用单次气相合成制程生长。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述轴向ρη结形成所述纳米线器件的功能部分。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括径向ρη结。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述径向ρη结形成所述纳米线器件的功能部分。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米线包括异质结构纳米线。12.根据权利要求1所述的方法，其还包括照射所述多根纳米线。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述电场在两个相对的电极之间产生。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述衬底是所述两个相对的电极中的一个。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括不是有意用于排列的另外的功能部分。16.根据权利要求1所述的方法，其中掺杂剂和源材料在所述多根纳米线的生长步骤期间被引入。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米线按功能图案排列。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述功能图案包括点、条纹或棋盘形图案中的至少一个。19.根据权利要求18所述的方法，其中通过使用包括钉床或脊状阵列的至少一个电极施加电场来形成所述功能图案。20.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线增强或改变所述衬底的功能。21.根据权利要求1所述的方法，其中固定所述多根纳米线包括凝固或聚合固定剂并且其中在凝固或聚合所述固定剂期间或之前沉积所述多根纳米线。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线被沉积在所述衬底的第一表面以及相对的第二表面两者上。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述衬底的所述第一表面上的纳米线具有与所述衬底的所述第二表面上的纳米线不同的类型。24.根据权利要求1所述的方法，其中在连续的制程中将所述多根纳米线沉积在衬底上，同时在两个电极之间或在电极上向所述衬底馈电。
【专利摘要】本发明提供了一种用于排列纳米线的方法，该方法可被用于制作包括纳米线的器件，其中无论被设置在何种衬底上，所述纳米线均具有明确限定并且受控的定向。所述方法包括以下步骤：提供纳米线(1)以及在纳米线(1)的群体上施加电场(E)，由此所述纳米线的电偶极矩使所述纳米线沿所述电场(E)排列。优选地，在所述提供和排列步骤期间使所述纳米线分散在流体中。当被排列好时，所述纳米线可以被固定，优选地被沉积在衬底(2)上。可以在沉积时应用所述电场。pn结或在所述纳米线(1)中引入的任何净电荷都可有助于所述排列和沉积制程。所述方法适合几乎在任何衬底材料上进行连续处理，例如在卷对卷制程中，而不限于适合粒子辅助生长的衬底。
【IPC分类】B82B3/00, H01L29/06
【公开号】CN105347297
【申请号】CN201510253715
【发明人】L.萨穆尔森, K.德珀特, J.奥尔森, M.马格努森
【申请人】昆南诺股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2010年12月22日
【公告号】CN102770367A, CN102770367B, EP2516323A1, US9305766, US20130203242, WO2011078780A1
[0065]2.发光二级管(LED)，其中光发射和电荷重组单独发生在纳米线中，即其中纳米线包含pn结或其他整流机制。这样的LED器件将包括可或者以相同极性或者以随机极性接触的纳米线阵列。在后者的情况下，该结构将充当整流器，适于与交流电压的直接连接。如果目标是产生大面积的发光表面，例如瓷砖乃至墙纸，LED阵列也将无需是极度密集的。
[0066]3.PV电池，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在衬底中；衬底例如为P型并且线为η型。这样的PV器件将用密集填塞的纳米线制成，但这里线的向上/向下定向不那么重要，并且因此处理更简单。另外，如果衬底中的载流子扩散长度足够大，则线密度可低于上述示例1中的线密度。
[0067]4.LED，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在衬底中；衬底例如为P型并且线为η型。正如上述示例2和示例3中那样，这样的LED布置缓解了对排列和密度的需要。
[0068]5.PV电池，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在沉积之后围绕线的基质中，例如P型线在η型的导电氧化物或聚合物中。这样的PV器件可在非常简单的衬底上制作。
[0069]6.LED，其中纳米线构成整流机制的部分，并且其他(一个或多个)部分处在沉积之后围绕线的基质中，例如P型线在η型的导电氧化物或聚合物中。正如上述示例2-5中那样，这样的LED布置缓解了对排列和密度两者的需要。
[0070]7.PV电池，其中衬底本身是光生伏打电池，并且其中纳米线被设计为吸收高于或低于衬底带隙的光，由此产生串接的光生伏打电池。串接电池的纳米线部分可根据上述示例1、3或5来制作。
[0071]8.在PV电池或LED的所有上述示例中，可按例如条纹的图案设置纳米线，以允许借助于棱镜的光谱分辨的光吸收，获得多结PV功能；或者在每个条纹单独被接触的地方获得具有可调节色温的光发射。
[0072]9.在PV电池或LED的所有上述示例中，纳米线还给出具有顶表面的内在纳米结构，这对于在PV电池情况下的光吸收以及对于在LED情况下的光发射可以是有利的。
[0073]10.热电池，其中纳米线的一维特性被用于改进热梯度可被用于产生电力的方式。此外，通过η型掺杂和ρ型掺杂的纳米线的独立区域的受控沉积，珀耳帖(Peltier)元件被形成，其可在电力向热梯度转换时被用于冷却或加热应用。
[0074]11.电池，其中通过这种方法来准备一个或两个电极，并且因此该一个或两个电极用纳米线结构来构造。纳米线的小直径使其对变形不敏感并且因此对电池循环期间伴随容量变化的直径变化不敏感。
[0075]12.燃料电池、电解或光解电池，其中主要材料由纳米线结构构成，这在对制程感生的变形的不敏感性、表面体积比以及与结构的制程流体交互方面给予它们超过其他材料的优点。
[0076]13.微电子或数据存储器件可用从气溶胶相沉积的纳米线形成。
[0077]14.用于功能材料膜在简单衬底上的生长的模板，其中排列好的纳米线为例如化合物半导体在硅上乃至在非晶表面(金属、玻璃等)上的生长提供了晶体结构。
[0078]15.用于根据尺寸和/或材料对纳米线进行分类的器件，其中带电荷或不带电荷的纳米线的流通过电场梯度。更长、更细以及更易极化的线经受朝向更高的电场区域的更强的吸引力，并且可因此以使人联想到质谱仪的方式进行分类。对于带电荷的线，力可被平衡以得到更大的选择性。
[0079]16.纳米复合材料，其中纳米线分散在例如聚合物基质中，从而例如得到提高的机械强度、增加的导电率、改善的透气特性等。这样的纳米复合物也可对所施加的外力敏感并且因此被用作传感器。
[0080]17.场发射电子源，其中简单或异质结构设计的纳米线被沉积为阵列以用于场发射应用。
[0081]18.抗反射或滤光表面或智能窗。
[0082]19.由壁虎效应所引起的、具有增强的机械粘附能力的表面。
[0083]20.具有提尚或降低的散热的表面。
[0084]21.化学或生物传感器。
[0085]仅为了易于理解而引入所有对朝上、竖直、水平、纵向等的参考，而这不应被理解为局限于具体的定向。此外，图中的结构和坐标轴的尺寸不一定按比例绘制。
[0086]虽然已结合当前被认为是最实用并且是优选的实施例描述了本发明，但应理解的是本发明不应局限于所公开的实施例，相反地，其意在涵盖所附权利要求范围内的各种变型及等效设置。
【主权项】
1.一种制作纳米线器件的方法，包括: 使用气相合成制程从晶种粒子生长多根纳米线； 将所述多根纳米线沉积在衬底的表面； 在所述多根纳米线上施加电场以使所述多根纳米线沿所述电场排列；以及 固定所述多根纳米线以在所述衬底上形成多根固定的、排列好的纳米线。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述生长步骤之后将所述多根纳米线转移至流体。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括单极纳米线。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多根纳米线包括形成在每根相应的纳米线与晶种粒子之间的肖特基二极管。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括轴向Pn结。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多根纳米线包括P掺杂端和η掺杂端，并且所述P掺杂端指向电场的方向。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述轴向ρη结采用单次气相合成制程生长。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述轴向ρη结形成所述纳米线器件的功能部分。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括径向ρη结。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述径向ρη结形成所述纳米线器件的功能部分。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米线包括异质结构纳米线。12.根据权利要求1所述的方法，其还包括照射所述多根纳米线。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述电场在两个相对的电极之间产生。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述衬底是所述两个相对的电极中的一个。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线包括不是有意用于排列的另外的功能部分。16.根据权利要求1所述的方法，其中掺杂剂和源材料在所述多根纳米线的生长步骤期间被引入。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米线按功能图案排列。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述功能图案包括点、条纹或棋盘形图案中的至少一个。19.根据权利要求18所述的方法，其中通过使用包括钉床或脊状阵列的至少一个电极施加电场来形成所述功能图案。20.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线增强或改变所述衬底的功能。21.根据权利要求1所述的方法，其中固定所述多根纳米线包括凝固或聚合固定剂并且其中在凝固或聚合所述固定剂期间或之前沉积所述多根纳米线。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纳米线被沉积在所述衬底的第一表面以及相对的第二表面两者上。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述衬底的所述第一表面上的纳米线具有与所述衬底的所述第二表面上的纳米线不同的类型。24.根据权利要求1所述的方法，其中在连续的制程中将所述多根纳米线沉积在衬底上，同时在两个电极之间或在电极上向所述衬底馈电。
【专利摘要】本发明提供了一种用于排列纳米线的方法，该方法可被用于制作包括纳米线的器件，其中无论被设置在何种衬底上，所述纳米线均具有明确限定并且受控的定向。所述方法包括以下步骤：提供纳米线(1)以及在纳米线(1)的群体上施加电场(E)，由此所述纳米线的电偶极矩使所述纳米线沿所述电场(E)排列。优选地，在所述提供和排列步骤期间使所述纳米线分散在流体中。当被排列好时，所述纳米线可以被固定，优选地被沉积在衬底(2)上。可以在沉积时应用所述电场。pn结或在所述纳米线(1)中引入的任何净电荷都可有助于所述排列和沉积制程。所述方法适合几乎在任何衬底材料上进行连续处理，例如在卷对卷制程中，而不限于适合粒子辅助生长的衬底。
【IPC分类】B82B3/00, H01L29/06
【公开号】CN105347297
【申请号】CN201510253715
【发明人】L.萨穆尔森, K.德珀特, J.奥尔森, M.马格努森
【申请人】昆南诺股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2010年12月22日
【公告号】CN102770367A, CN102770367B, EP2516323A1, US9305766, US20130203242, WO2011078780A1
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