Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур



Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур
Наноструктурное устройство и способ изготовления наноструктур

 


Владельцы патента RU 2573474:

СМОЛЬТЕК АБ (SE)

Изобретение может быть использовано при изготовлении аналоговых и/или цифровых электронных схем. Наноструктурное устройство (105) с множеством наноструктур (101) получают путём осаждения нижнего слоя (103), содержащего кристаллографическую структуру зерен с первым средним размером, на подложке (102), последующего осаждения слоя (104) катализатора, содержащего кристаллографическую структуру зерен со вторым средним размером, который больше первого. Полученный пакет слоёв нагревают до температуры, достаточной для роста наноструктур и взаимной диффузии между нижним слоем (103) и слоем (104) катализатора. Затем подают газ, содержащий реагент, для контакта со слоем (104) катализатора. Нижний слой (103) осаждают распылением или испарением. Наноструктуры (101) содержат основание, прилегающее к слою (104) катализатора, кончик, содержащий материал из слоя (104) катализатора, и тело между ними, содержащее углерод. Материал нижнего слоя (103) имеет более высокую точку плавления, чем материал слоя (104) катализатора. Упрощается процесс изготовления наноструктур за счёт уменьшения количества стадий и создания благоприятных условий для роста, кристаллизации и перекристаллизации. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу изготовления наноструктур и к наноструктурному устройству.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Поскольку масштабирование полупроводниковых устройств продолжается до нанометрового уровня, постоянно увеличивается поиск новых и усовершенствованных наноструктур для замены традиционных устройств и технологий. Многие способы производства наноструктур известны в литературе.

Например, в патенте США № 7687876 описан способ производства наноструктур, при котором на подложку осаждают несколько промежуточных слоев, за которыми следует слой катализатора, на котором выращивают наноструктуры. Благодаря наличию многослойного пакета между подложкой и слоем катализатора можно приспосабливать морфологию, а также электрические свойства наноструктур к широкому спектру применений. Для некоторых применений, где такая большая способность к приспосабливанию может не требоваться, было бы желательно уменьшить число технологических стадий, задействованных в формировании наноструктур.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с вышеизложенным, целью настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного способа производства наноструктур и, в частности, способа производства наноструктур, позволяющего снизить издержки благодаря уменьшению сложности изготовления.

Поэтому согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления множества наноструктур на подложке, содержащий: осаждение нижнего слоя на верхней поверхности подложки, причем нижний слой содержит зерна с первым средним размером зерен; осаждение слоя катализатора на верхней поверхности нижнего слоя, причем слой катализатора содержит зерна со вторым средним размером зерен, отличающимся от первого среднего размера зерен, с образованием тем самым пакета слоев, содержащего нижний слой и слой катализатора; нагревание пакета слоев до температуры, при которой могут образоваться наноструктуры; и обеспечение газа, содержащего реагент, так что реагент входит в контакт со слоем катализатора.

Настоящее изобретение основано на постижении того факта, что росту наноструктур можно способствовать в конфигурации с всего лишь двумя предусмотренными на подложке слоями путем надлежащего выбора соотношения между размерами зерен таких предусмотренных на подложке слоев.

Два слоя с разным средним размером зерен будут давать разные механические свойства слоев, более конкретно, отличие в среднем размере зерен будет оказывать влияние на свойства напряженного состояния слоев. Механическое напряжение в слое может, в свою очередь, влиять на кристаллографические свойства и морфологию. При этом поверхность слоя катализатора изменяется таким образом, чтобы свойства поверхности слоя катализатора способствовали росту наноструктур. Кроме того, отличие размера зерен будет обеспечивать возможность взаимной диффузии между двумя соседними слоями. Поскольку взаимная диффузия может менять кристаллографические свойства взаимно диффундирующих слоев, она также может приводить к изменению механического напряжения в слоях, тем самым модифицируя кристаллографические и морфологические свойства поверхности слоя катализатора из-за перекристаллизации. На рост наноструктур влияет как кристаллографическая структура, так и морфология поверхности материала, из которого они растут. Поэтому, придавая нижнему слою и слою катализатора отличающиеся средние размеры зерен, можно получать условия, способствующие росту наноструктур, с использованием всего лишь двух слоев, благодаря чему достигается снижение издержек производства и сложности процесса.

Подложка может быть выполнена из любых из широкого диапазона материалов. Чаще всего применяются материалы на основе полупроводников, такие как кремний, оксид кремния, нитрид кремния, карбид кремния, силициды, AlGaAs, AlGaN или SiGe, но также возможны другие материалы, такие как оптически прозрачные подложки (ITO, кварц, стекло, сапфир, алмаз), полимеры (полиимид, эпоксиды, PDMS, SU8, SAL6001) или любые металлы, сплавы металлов или изоляторы.

В качестве нижнего слоя можно использовать широкий диапазон изолирующих, полупроводящих или проводящих материалов, а в качестве слоя катализатора можно преимущественно использовать металлы или сплавы металлов, такие как Fe, Ni, NiCr, Au, Cu, Pt, Pd или Co. Кроме того, в качестве катализатора также можно использовать биметаллы на основе Co, примеры таких биметаллов представляют собой Co-V, Co-Fe, Co-Ni, Co-Pt, Co-Y, Co-Cu и Co-Sn.

Для осаждения тонких пленок изолирующих, полупроводящих или проводящих материалов, используемых в нижнем слое и слое катализатора, имеется несколько разных способов осаждения. В число самых распространенных способов осаждения входят распыление (магнетронное) и другие способы испарения, такие как электронно-лучевое испарение, термическое испарение или резистивное испарение, а также можно применять другие способы, такие как химическое осаждение из паровой фазы (ХОПФ или CVD) или электроосаждение, при условии, что такие способы отрегулированы так, чтобы были достигнуты желательные различные средние размеры зерен.

В дальнейшем при обсуждении размера зерен всегда будет подразумеваться средний размер зерен. Средний размер зерен можно измерять с помощью нескольких разных способов. Один простой подход состоит в подсчете числа зерен на заданной площади в плоскости на верхней поверхности материала или в сечении, при этом подсчитывается средняя занимаемая зерном площадь, определяющая средний размер зерен. Измерение размера площади зерна согласно такому способу можно преимущественно осуществлять с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) или просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).

В контексте настоящей заявки слой катализатора представляет собой слой, содержащий материал или комбинацию материалов, действующих в качестве катализатора в каталитическом процессе, при котором происходит химическая реакция между катализатором и по меньшей мере одним веществом-реагентом, приводящая к росту наноструктур на каталитическом слое. Типичная реакция в каталитическом процессе представляет собой разложение органических соединений. При таком процессе катализатор взаимодействует с органическим соединением, обычно с образованием промежуточных соединений, которые потом дают конечный продукт реакции, из которого формируются наноструктуры. Реагент может преимущественно обеспечиваться в форме пара, газа или в виде компонента в газе-носителе. Рост наноструктур можно преимущественно осуществлять способами ХОПФ, такими как плазмостимулированное осаждение с использованием удаленной плазмы (УПСХОПФ или RPECVD), термическое ХОПФ, ХОПФ с использованием металлорганических соединений (MOCVD), плазмостимулированное ХОПФ (PECVD), ХОПФ с использованием микроволнового излучения, ХОПФ в индуктивно связанной плазме (ИСПХОПФ или ICPCVD), или с помощью любых других типов ХОПФ, известных в данной области техники.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения наибольший из первого среднего размера зерен и второго среднего размера зерен может быть на по меньшей мере 10% большим, чем наименьший из первого среднего размера зерен и второго среднего размера зерен. Кроме того, в одном варианте осуществления изобретения первый средний размер зерен (нижнего слоя) может быть меньше, чем второй средний размер зерен (слоя катализатора). Кроме того, нижний слой и слой катализатора могут преимущественно иметь разные составы материалов.

В силу того, что диффузия на границе раздела между нижним слоем и слоем катализатора преобладающим образом происходит вдоль и вблизи границ зерен, имеющих меньший размер зерен в нижнем слое, улучшается управление процессом диффузии, благодаря чему обеспечивается возможность лучшего управления кристаллографическими свойствами и морфологией поверхности слоя катализатора для способствования росту наноструктур. По этой причине управляемая диффузия за счет регулирования размера зерен разных слоев обеспечивает большую степень управления слоем катализатора.

Кроме того, в по меньшей мере один из нижнего слоя и слоя катализатора можно преимущественно вводить примесные элементы во время осаждения слоя(ев), после осаждения одного или обоих слоев или во время роста наноструктур. Примесные элементы можно вводить в газовой фазе, в виде реакционноспособных радикалов, в виде ионов или в форме пара. Способы введения примесных элементов, например, могут включать в себя отжиг в окружающем газе, содержащем примесные элементы, и ионную бомбардировку. Примеры таких примесных элементов включают H, N, O, CO2, Ar, пар H2O или их комбинации. Примесные элементы, вводимые во время осаждения материалов, могут менять кинетику роста тонких пленок, что может приводить к дополнительному напряжению, или же примеси могут изменять распределения зерен по размерам (гранулометрические составы) в осажденных пленках, тем самым оказывая влияние на диффузионные свойства. Кроме того, введение примесных элементов также может изменять кристаллографическую структуру материала, в который они вводятся, обеспечивая при этом дополнительные возможности для адаптации размера зерен и диффузионных свойств.

Существует несколько путей регулирования соотношения между средним размером зерен нижнего слоя и средним размером зерен слоя катализатора. В общем, материал, осаждаемый распылением, будет иметь меньший размер зерен, чем материал, осаждаемый испарением. Поэтому может быть выгодно осаждать один слой распылением, а другой слой - испарением, чтобы добиться отличия в размере зерен. В качестве примера, для формирования нижнего слоя и слоя катализатора можно применять разные способы осаждения, чтобы добиться разных размеров зерен.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения слой катализатора может быть снабжен рисунком перед выращиванием наноструктур, обеспечивая возможный выбор для роста наноструктур только в желаемых, заранее заданных местах.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается наноструктурное устройство, содержащее подложку; нижний слой, расположенный на верхней поверхности подложки, причем нижний слой содержит зерна с первым средним размером зерен; слой катализатора, расположенный на верхней поверхности нижнего слоя, причем слой катализатора содержит зерна со вторым средним размером зерен, отличающимся от первого среднего размера зерен нижнего слоя, с образованием тем самым пакета слоев; множество наноструктур, расположенных на слое катализатора, при этом каждая из наноструктур содержит: основание, прилегающее к слою катализатора; кончик; и тело между основанием и кончиком.

Эффекты и признаки этого второго аспекта настоящего изобретения в значительной степени аналогичны описанным выше в связи с первым аспектом изобретения.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения на границе раздела между нижнем слоем и слоем катализатора присутствует область взаимной диффузии, где два слоя смешиваются. Область взаимной диффузии можно распознать путем применения способов измерения, таких как АСМ или ПЭМ, или химического анализа, такого как EDX или XPS.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения слой с меньшим размером зерен может преимущественно быть выполнен из первого материала, выбранного из группы материалов с относительно высокой точкой плавления, а слой с более крупным размером зерен может преимущественно быть выполнен из второго материала, отличающегося от первого материала, выбранного из группы материалов с относительно низкой точкой плавления, более низкой, чем точка плавления первого материала. В общем, слои, сформированные из материалов с более низкими точками плавления, имеют более крупный средний размер зерен, чем слои, сформированные из материалов с более высокими точками плавления. Материал с высокой точкой плавления может быть преимущественно выбран из группы W, Mo или Ta, а материал с низкой точкой плавления может быть выбран из группы Fe, Ni, Au, Cu, Pt, Pd и Co.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения наноструктуры могут преимущественно содержать углерод и могут, например, представлять собой углеродные нанотрубки или углеродные нановолокна. Кроме того, наноструктура может содержать слой графена.

Также способ по настоящему изобретению можно было бы применять для производства наноструктурных устройств, содержащих наноструктуры, образованные полупроводниковыми материалами и/или металлами, такими как InP, GaAs, InGaAs, GaN, SiC, Si, CdS, ZnO, TiO2, Ni, Al, Au, Ag, W, Cu, Pd, Pt, Mo или их комбинации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь эти и другие аспекты настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие предпочтительный в данное время вариант осуществления изобретения, где:

На фиг. 1 схематично проиллюстрировано наноструктурное устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 2 представлена технологическая схема, схематично иллюстрирующая способ изготовления согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 3a-d схематично проиллюстрированы стадии производства по изготовлению наноструктурного устройства;

На фиг. 4 схематично проиллюстрирована единичная наноструктура из наноструктурного устройства на фиг. 1;

На фиг. 5 представлена технологическая схема, схематично иллюстрирующая вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению; и

На фиг. 6 представлена технологическая схема, схематично иллюстрирующая еще один вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем подробном описании в основном обсуждаются различные варианты осуществления способа изготовления наноструктур согласно настоящему изобретению со ссылкой на способы, способствующие управляемому росту наноструктур, таких как нанопроволоки или нановолокна. Кроме того, нижний слой и слой катализатора осаждают с применением разных способов осаждения.

Это никоим образом не следует интерпретировать как ограничивающее объем настоящего изобретения, который, например, также охватывает способы и наноструктурные устройства, в которых наноструктуры выполнены из иных материалов, чем углерод, и/или в которых нижний слой и слой катализатора осаждают с применением одного и того же способа.

На фиг. 1 схематично проиллюстрировано наноструктурное устройство 105 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Кроме того, на фиг. 1 показан нижний слой 103, расположенный на верхней поверхности подложки 102, и слой 104 катализатора, расположенный на верхней поверхности нижнего слоя 103.

Теперь будет описан способ согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения со ссылкой на технологическую схему, показанную на фиг. 2 и обрисовывающую в общих чертах общие стадии способа производства наноструктур, вместе с фиг. 3a-d, иллюстрирующими наноструктурное устройство на разных этапах процесса производства.

На первой стадии 201 обеспечивают подходящую подложку 102, как показано на фиг. 3a. Подложка 102 может представлять собой любую изолирующую, полупроводящую или проводящую подложку, такую как кремниевая подложка стандартного типа.

На следующей стадии 202 на поверхность подложки 102 осаждают проводящий нижний слой 103, содержащий металл или металлический сплав, как проиллюстрировано на фиг. 3b. Размер зерен нижнего слоя 103 регулируют посредством выбора материала и/или способа осаждения так, чтобы получить нижний слой с желательным средним размером зерен. Нижнего слоя 103 с относительно небольшим размером зерен добиваются путем применения материала с более высокой точкой плавления и/или путем осаждения материала распылением.

Следующая за осаждением нижнего слоя 103 стадия 203 представляет собой осаждение слоя 104 металлического катализатора сверху нижнего слоя 103, с образованием тем самым пакета слоев, как показано на фиг. 3c. Для того чтобы добиться отличия в размере зерен между нижним слоем 103 и слоем 104 катализатора, устанавливают параметры процесса, определяющие размер зерен слоя 104 катализатора, относительно размера зерен нижнего слоя 103. Слоя 104 катализатора с более крупным размером зерен, чем в нижнем слое 103, можно добиться, выбирая материал с более низкой точкой плавления и/или осаждая этот материал испарением. На фиг. 3c более отчетливо проиллюстрировано, что размер зерен нижнего слоя 103 меньше, чем размер зерен слоя 104 катализатора.

Следующая стадия 204 содержит рост наноструктур 101. Процесс роста начинается нагреванием пакета слоев на стадии, где температура линейно повышается вплоть до температуры, подходящей для роста наноструктур. По мере того как пакет слоев нагревается, нижний слой 103 и слой 104 катализатора взаимно диффундируют на границе раздела между двумя слоями. Протяженность полученной в результате области 302 взаимной диффузии зависит от свойств материалов, температуры и времени воздействия повышенной температуры.

Кроме того, диффузионные свойства также можно менять путем введения примесных элементов в один или оба из этих слоев. Примеси, вводимые во время осаждения слоев, могут изменять параметры роста слоев, тем самым влияя на характеристики напряженного состояния и получаемую кристаллографическую структуру. Примеси, вводимые во время осаждения, также могут менять размер зерен в результате влияния свободных связей и/или других дефектов. Альтернативно или в сочетании, примеси можно вводить с помощью ионной бомбардировки или отжига после выращивания слоев, а также меняя кристаллографические свойства поверхности так, чтобы способствовать росту наноструктур.

Когда образец нагревается до предпочтительной температуры, обеспечивают (подают) газ или пар, содержащий вещество-реагент, который посредством реакции с каталитическим слоем 104 образует наноструктуры 101. На фиг. 3d показано наноструктурное устройство 105 с множеством выращенных наноструктур 101. На фиг. 3d также проиллюстрирована область 302 взаимной диффузии между нижним слоем 103 и слоем 104 катализатора, как область, где материалы объединились и образовали сплав, в котором отдельные зерна уже не различимы. Однако с помощью методов анализа, таких как метод энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) или ПЭМ, в области 302 взаимной диффузии можно найти концентрации атомов обоих материалов.

Перед ростом наноструктур слой 104 катализатора может быть снабжен рисунком (структурирован), чтобы изготовить наноструктуры только в заранее заданных местах. Альтернативно, на неструктурированной поверхности наноструктуры растут из центров зародышеобразования по всей поверхности слоя катализатора.

На фиг. 4 показан схематичный пример единичной наноструктуры 101. Каждая наноструктура 101 имеет основание 401, прилегающее к слою 104 катализатора, кончик 403 и тело 402 между основанием 401 и кончиком 403. В силу механизмов роста наноструктур и, в частности, нанопроволок кончик 403 нанопроволок будет иметь чашевидное образование, как показано на фиг. 4, содержащее материал из слоя 104 катализатора. В зависимости от протяженности области 302 взаимной диффузии между двумя слоями, на кончике 403 наноструктуры 101 также можно обнаружить следы материала нижнего слоя 103.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры представлены для дополнительной иллюстрации изобретения и не должны толковаться как ненадлежаще ограничивающие объем этого изобретения.

В первом примерном варианте осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированном с помощью технологической схемы на фиг. 5, на первой стадии 501 обеспечивают (берут) подложку, за которой следует стадия 502 осаждения нижнего слоя, содержащего W, осаждаемый распылением. Затем, на стадии 503, с помощью испарения осаждают слой катализатора, содержащий Ni. На конечной стадии 504 выращивают углеродные наноструктуры методом PECVD с использованием ацетилена в качестве доставляющего углерод предшественника.

Во втором примерном варианте осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированном с помощью технологической схемы на фиг. 6, на первой стадии 601 обеспечивают (берут) подложку, за которой следует стадия 602 осаждения нижнего слоя, содержащего W, осаждаемый распылением. Затем, на стадии 603, с помощью испарения осаждают слой катализатора, содержащий Pd. На следующей стадии 604 в технологический процесс вводят примесное вещество в форме H2 во время этапа линейного повышения температуры перед ростом наноструктур. На конечной стадии 605 выращивают углеродные наноструктуры методом PECVD. В данном варианте осуществления в качестве доставляющего углерод предшественника используют метан.

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЙ

Возможное применение технологии согласно настоящему изобретению представляет собой изготовление межсоединений в интегральных схемах. Межсоединения можно изготавливать, сначала осаждая проводящий нижний слой на поверхности подложки, причем нижний слой имеет относительно небольшой размер зерен. Затем осаждают слой катализатора с более крупным размером зерен, за которым следует рост проводящих наноструктур. Выращенные наноструктуры затем покрывают изолирующим слоем с последующей стадией травления для удаления покрытия с кончика наноструктуры. Обнаженный кончик наноструктуры приводят в контакт с проводящим материалом для образования верхних контактов межсоединительного устройства.

Другим применением наноструктур, производимых согласно настоящему изобретению, является применение при присоединении к столбиковым выводам, где два проводящих слоя могут быть соединены с использованием наноструктурной сборки. Способ производства в значительной степени аналогичен способу производства межсоединений. Однако после обнажения кончиков наноструктур чип, содержащий это устройство, переворачивают и приводят в контакт с проводящей поверхностью на втором чипе (крепление методом перевернутого кристалла), тем самым создавая соединение между двумя проводящими слоями. Дополнительно, можно отполировать поверхность с выступающими кончиками наноструктур, чтобы добиться равномерной длины наноструктур.

Используя описанную выше технологию крепления, также можно применять наноструктурные устройства в качестве анизотропных проводящих пленок (ACF). Еще одной областью применения является применение двух описанных выше устройств с обнаженными кончиками наноструктур для обеспечения крепления типа "липучка". Его выполняют путем прижатия друг к другу двух поверхностей, содержащих обнаженные кончики, тем самым создавая связь между двумя поверхностями.

Описанные здесь способы применимы в общем регулируемом выращивании наноструктур. Способы также можно применять в любых методах сборки электронных компонентов, которые включают в себя аналоговые и/или цифровые электронные схемы. Например, такие компоненты можно найти в: технике связи, изделиях автомобильной/промышленной электроники, бытовой электронной технике, вычислительной технике, средствах обработки цифровых сигналов и интегрированных изделиях. Описанные здесь способы могут использоваться в технологиях крепления, таких как технология шариковых выводов (BGA), модули, монтируемые по технологии перевернутого кристалла (FC), CSP, WLP, FCOB, TCB, TSV 3D-формирование многоуровневой структуры, схемы металлизации. Описанные здесь способы могут использоваться в различных типах интегральных схем (ИС), таких как RFID, CMOS, BiCMOS, GaAS, AlGAAs, MMIC, MCM. Технологии отображения, такие как LCD, LED и OLED, применяемые автомобилях, компьютерах, мобильных телефонных трубках и телевизорах, также могут внедрять наноструктуры и методы соединения, выполненные с помощью описанных здесь способов. Другие электронные компоненты, которые аналогичным образом могут внедрять такую технологию, включают в себя, но не ограничиваются перечисленным: чипы ASIC, запоминающие устройства, MCU, модули высокочастотных устройств, пассивные компоненты интегральных схем, такие как резистор, конденсаторы, индукторы и т.д.

1. Способ изготовления на подложке (102) множества наноструктур (101) для применения в электронном компоненте, содержащий следующие стадии:
осаждение нижнего слоя (103) на верхней поверхности подложки (102) с использованием способа осаждения, отрегулированного для достижения кристаллографической структуры зерен с первым средним размером зерен;
осаждение слоя (104) катализатора на верхней поверхности нижнего слоя (103) с использованием способа осаждения, отрегулированного для достижения кристаллографической структуры зерен со вторым средним размером зерен, большим упомянутого первого среднего размера зерен, с образованием тем самым пакета слоев, содержащего упомянутый нижний слой (103) и упомянутый слой (104) катализатора;
нагревание пакета слоев до температуры, достаточной для роста наноструктур и приводящей к взаимной диффузии между нижним слоем с первым средним размером зерен и слоем катализатора со вторым средним размером зерен; и
обеспечение газа, содержащего реагент, так что реагент входит в контакт со слоем (104) катализатора.

2. Способ по п.1, при этом второй средний размер зерен является на по меньшей мере 10% большим, чем первый средний размер зерен.

3. Способ по п.1 или 2, при этом слой (104) катализатора имеет первый состав материала, а нижний слой (103) имеет второй состав материала, который отличается от упомянутого первого состава материала.

4. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий стадию:
введения по меньшей мере одного примесного элемента в по меньшей мере один из нижнего слоя (103) и слоя (104) катализатора во время осаждения упомянутых слоев.

5. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий стадию:
введения по меньшей мере одного примесного элемента в по меньшей мере один из нижнего слоя (103) и слоя (104) катализатора после осаждения упомянутых слоев.

6. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий стадию:
снабжения рисунком упомянутого слоя (104) катализатора перед ростом наноструктур.

7. Способ по п.1 или 2, при этом упомянутый нижний слой (103) осаждают распылением.

8. Способ по п.1 или 2, при этом упомянутый слой (104) катализатора осаждают испарением.

9. Наноструктурное устройство (105) для электронного устройства, содержащее:
подложку (102);
нижний слой (103), расположенный на верхней поверхности подложки (102), причем упомянутый нижний слой (103) имеет кристаллографическую структуру зерен с первым средним размером зерен;
слой (104) катализатора, расположенный на верхней поверхности нижнего слоя (103), причем упомянутый слой (104) катализатора имеет кристаллографическую структуру зерен со вторым средним размером зерен, большим первого среднего размера зерен нижнего слоя (103), с образованием тем самым пакета слоев;
множество наноструктур (101), расположенных на упомянутом слое (104) катализатора, причем каждая из упомянутых наноструктур (101) содержит:
основание (401), прилегающее к упомянутому слою (104) катализатора;
кончик (403); и
тело (402) между упомянутым основанием (401) и упомянутым кончиком (403),
при этом нижний слой и слой катализатора взаимно продиффундировали между упомянутым нижним слоем и упомянутым слоем катализатора.

10. Наноструктурное устройство (105) по п.9, при этом слой (104) катализатора имеет первый состав материала, а нижний слой (103) имеет второй состав материала, который отличается от упомянутого первого состава материала.

11. Наноструктурное устройство (105) по п.9 или 10, при этом упомянутый кончик (403) содержит материал из упомянутого слоя (104) катализатора.

12. Наноструктурное устройство (105) по п.10, при этом материал нижнего слоя имеет более высокую точку плавления, чем материал слоя катализатора.

13. Наноструктурное устройство (105) по п.9, при этом упомянутое тело (402) упомянутой наноструктуры (101) содержит углерод.



 

Похожие патенты:

Изобретения могут быть использованы при изготовлении композитов или катализаторов. В средстве 3 получают рабочую смесь 2 с температурой 400-1400°C, включающую наночастицы, содержащие вещество катализатора, несущий газ и газообразные углеводороды.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано при получении элементов памяти, наноэлектрических проводов, электрических и магнитных материалов.

Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано в производстве биологически активных добавок, препаратов для мягкой антираковой терапии, контрастных веществ в клинической диагностики, косметических средств.
Изобретение может быть использовано при изготовлении сорбентов и армирующих добавок. Сначала подготавливают ростовую подложку путем нанесения на ее поверхность нанодисперсных частиц катализатора конденсацией микрокапель коллоидного раствора, находящегося под воздействием ультразвука.

Изобретение может быть использовано для получения функционализированных углеродных наноматериалов. Углеродные нанотрубки озонируют в проточном сосуде в присутствии трёхокиси серы или азотной кислоты, ускоряющих воздействие озона на их поверхность.

Изобретение предназначено для использования в химической, химико-металлургической, в авиационной и космической отраслях промышленности. Формируют каркас углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ) из низкомодульных углеродных волокон, заполняют его поры дисперсным углеродным наполнителем путем выращивания в них каталитическим методом в газовой фазе наноразмерного углерода в форме частиц, волокон или трубок до его содержания 3,7-10,9% от веса волокнистого каркаса.

Изобретение относится к технологии получения тонких пленок графена, которые могут быть использованы в качестве прозрачного проводящего покрытия. Способ включает гетероэпитаксиальное выращивание тонкой пленки графена на тонкой пленке катализатора, нанесение покрытия на основе полимера на поверхность тонкой пленки графена, которая является противоположной относительно поверхности тонкой пленки катализатора, отверждение покрытия на основе полимера и отслаивание тонкой пленки графена и покрытия на основе полимера от тонкой пленки катализатора, при этом тонкую пленку катализатора располагают на несущей подложке, сформированной со стороны тонкой пленки катализатора, которая является противоположной относительно поверхности тонкой пленки графена, и между несущей подложкой и каталитической тонкой пленкой располагают тонкую пленку разделительного слоя из оксида цинка.

Изобретение относится к технологии осаждения на больших площадях тонких пленок графена, которые могут быть легированы, для использования их в качестве прозрачного проводящего покрытия.

Изобретение относится к нанотехнологии. Углеродное нановолокно с внешним диаметром 50-300 нм содержит внешнюю оболочку из аморфного углерода и сердцевину из более чем 1, но не более чем 20 отдельных одностенных или двустенных углеродных нанотрубок.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано в технике, медицине и энергетике. Устройство для получения углеродных нанотрубок содержит реакционную камеру 12, в которой размещены подложкодержатель 1, нагреватель 2, подложка 3, входное окно 6, держатель 9 мишени 8, патрубок 11 ввода газов системы подачи реакционной газовой смеси и патрубок 10 системы вакуумирования.

Изобретение относится к энергетике. Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе, заключающийся в том, что подают воздух и первичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование первичной горючей смеси, подают окислитель и вторичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование вторичной горючей смеси, причем камеру сгорания формируют в виде последовательно расположенных и газодинамически связанных между собой основной и дополнительной камер сгорания, обеспечивают горение первичной горючей смеси в основной камере сгорания, а вторичной горючей смеси - в дополнительной камере сгорания, при этом в качестве первичного горючего используют водород, в качестве вторичного горючего - неоксидированные наночастицы алюминия, и используют продукты сгорания, образующиеся в основной камере сгорания в качестве окислителя для наночастиц алюминия.

Изобретение относится к способам защиты ценных изделий от подделки материальных культурных ценностей, ювелирных изделий, банкнот, кредитных и ценных бумаг, а также для последующего определения их подлинности.

Изобретение относится к области конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, и может быть использовано в химико-металлургической промышленности для создания изделий и элементов конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред.

Изобретения могут быть использованы при изготовлении композитов или катализаторов. В средстве 3 получают рабочую смесь 2 с температурой 400-1400°C, включающую наночастицы, содержащие вещество катализатора, несущий газ и газообразные углеводороды.

Изобретение относится к технологии получения порошкового материала, содержащего наночастицы полупроводникового соединения, и может быть использовано в оптоэлектронике и медицине.

Изобретение может быть использовано для получения материалов и элементов наноэлектроники, нанофотоники, газовых сенсоров и лазерных систем с ультракороткими импульсами излучения.

Изобретение относится к области нанотехнологий и наноматериалов. Наноразмерный порошок кремния получают травлением монокристаллического кремния в ячейке электрохимического травления с контрэлектродом U-образной формы из нержавеющей стали с последующим механическим отделением пористого слоя от подложки, его измельчением в изопропиловом спирте в ультразвуковой ванне и сушкой в естественных условиях, при этом в качестве электролита используют раствор диметилформамида с добавлением плавиковой кислоты и 20% по объему перекиси водорода (30%).

Изобретение относится к химической технологии. Способ включает упаривание смеси водных растворов цинк- и железосодержащих солей карбоновой кислоты, взятых в стехиометрическом соотношении.

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе тетрагонального диоксида циркония. Разработанные материалы могут быть использованы для получения износостойких изделий, режущего инструмента, керамических подшипников, медицинских нерезорбируемых имплантатов.

Изобретение относится к области органической химии и высокомолекулярных композитных материалов на основе органических соединений, обладающих высокой температурой разложения, и может быть использовано в качестве покрытий, устойчивых к температурным воздействиям.

Изобретения могут быть использованы при изготовлении композитов или катализаторов. В средстве 3 получают рабочую смесь 2 с температурой 400-1400°C, включающую наночастицы, содержащие вещество катализатора, несущий газ и газообразные углеводороды.
Наверх