纳米丝在基片上的电生长制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在基片(3)上电生长多个纳米丝(2)的设备(1)，包括基片支座(4)和用于基片支座(4)的容槽(5)，其中，该设备设计成当该基片支座(4)连带基片(3)已容置于容槽(5)中时在基片(3)上生长多个纳米丝(2)，所述基片支座(4)具有被设计为影响所述纳米丝(2)生长的电子装置(6)。的电子装置(6)。的电子装置(6)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米丝在基片上的电生长
[0001]本专利技术涉及用于在基片上电生长多个纳米丝的设备和方法。
[0002]用以制造纳米丝的设备和方法是已知的。例如纳米丝可以通过电镀工艺或通过从薄膜技术中知道的方法获得。对于许多已知的方法来说，它们需要复杂的机器是常见的，尤其因此缘故，它们通常只在实验室和净室中被使用(只能在此使用)。特别是，大多数已知的方法不适合工业使用。
[0003]此外，许多已知的设备和方法有如下缺点，所获纳米丝在其特性、尤其是其质量方面变化很大。即便使用相同的机器、原材料和/或配方，来自不同生长过程的纳米丝也常有差异，有时差异很大。纳米丝质量通常尤其取决于相应设备的用户或相应方法的用户的能力、环境影响和/或仅取决于偶然性。由于纳米丝是有时甚至用光学显微镜都看不到的结构，这一切都变得更加困难。因此可能需要进行详细调查以便首先确定所述特性(尤其是其波动)。
[0004]基于此，本专利技术的目的是提供能够以特别一致的质量生产多个纳米丝的设备和方法。
[0005]该目的通过根据独立权利要求的设备和方法来实现。在从属权利要求中指明其它有利配置。在权利要求书和说明书中表示的特征可以以任何技术上有意义的方式相互组合。
[0006]根据本专利技术，提供一种用于在基片上电生长多个纳米丝的设备。该设备包括基片支座和用于基片支座的容槽，该设备被设计成当基片座连带基片已被容置于容槽中时在基片上生长多个纳米丝，基片支座具有被设计成影响纳米丝生长的电子装置。
[0007]可利用所述设备生产纳米丝。纳米丝在这里被理解为指具有丝状的形状和尺寸在几纳米到几微米范围内的任何材料体。纳米丝可以例如具有圆形、椭圆形或多边形的基本面积。特别是，纳米丝可以具有六边形基本面积。
[0008]纳米丝长度优选在100nm(纳米)至100μm(微米)的范围内，特别是在500nm至60μm的范围内。纳米丝还优选具有在10nm至10μm范围、特别是在30nm至2μm的范围内的直径。在这里，术语直径与圆形基本面积有关，如果基本面积偏离圆形基本面积，则适用直径的相似定义。特别优选的是所用的所有纳米丝具有相同的长度和相同的直径。
[0009]所述设备可被用于纳米丝的各种各样的材料。导电材料、特别是诸如铜、银、金、镍、锡和铂的金属优选作为纳米丝材料。然而，诸如金属氧化物的非导电材料也是优选的。所有纳米丝优选由相同材料形成。
[0010]纳米丝可以用该设备被生长到基片表面上。基片表面优选被制成导电的。如果表面是不导电的基片的一部分，则可以例如通过金属化来实现导电性。因此，例如不导电基片可涂覆有金属薄层。金属化可以尤其用于生产电极层。根据基片表面和/或电极层的材料，在基片表面和电极层之间设置粘接层可能是可取的，该粘接层在表面与电极层之间赋予粘接。
[0011]基片表面的导电性允许其用作纳米丝电流生长用电极。基片可以特别是硅基片。基片可以尤其是具有导电结构的主体。它尤其可以是硅芯片或所谓的印刷电路板(PCB)。
[0012]利用所述设备，纳米丝可在箔的孔中电生长到基片表面。为此使用电解质。如果在生长过程中箔紧贴基片表面且电解质均匀分布在箔上，则能以特别一致的质量提供纳米丝。这可以通过可渗透电解质的弹性件如在箔上的海绵实现。电解质可以通过弹性件释放到箔上并且箔可以保持在基片表面上。
[0013]优选在纳米丝生长开始之前将箔放置在基片的待生长表面上。箔优选由塑料材料形成，特别是由聚合物材料形成。特别优选的是，箔以箔无法滑动的方式被连接到表面。这可能会降低生长纳米丝的质量。
[0014]箔具有多个通孔，纳米丝可以在通孔中生长。优选通过由从箔顶侧穿过到箔底侧的通道形成孔而穿过箔。特别优选的是孔呈圆柱形形成。但孔也有可能被制成沿弯曲路径的通道。孔可以具有例如圆形、椭圆形或多边形的基本面积。特别是，孔可以具有六边形的基本面积。孔优选均匀形成(即，孔优选在尺寸、形状、排列和/或与相邻孔隙的距离方面没有差异)。当正在生长纳米丝时，最好(特别是完全)用电沉积材料填充孔。这使得纳米丝呈现孔的大小、形状和排列。因此可以通过选择箔或其中的孔来建立或影响待生长的纳米丝的特性。因此箔也可被称为“模板”、“模板箔”或“图案”。
[0015]该设备包括基片支座和用于基片支座的容槽。基片可由基片支座保持并可与基片支座一起容纳在容槽中。一旦基片支座连带基片被容纳在容槽中，就可以在基片上生长纳米丝。为此，优选如此形成基片支座，即，电解质可被置于与基片的待生长表面接触。为此，基片支座可以例如具有凹部，基片可以放置在凹部中。电解质可以被引入凹部中，使得基片的待生长表面完全被电解质覆盖。
[0016]该设备优选具有壳体，在壳体中形成该容槽。就此而言，该设备可以认为是紧凑机器。壳体优选包括腔室，在腔室内布置该容槽。基片支座在此情况下可通过将基片支座插入容槽中被送入腔室中。腔室优选可关闭。例如腔室可以通过壳体内的开口来接近，从而基片支座可经由开口被插入腔室和容槽中。开口例如可以通过盖板被关闭。在关闭状态下，腔室优选是液体和气体密封的。因此可以在腔室内产生纳米丝生长所期望的气氛。另外，化学品可被防止逸出腔室。腔室优选可被锁定。因此，开口例如可以通过盖板被关闭，盖板可以通过锁定机构被保持就位。因此，在生长过程中的腔室偶然打开可被防止。腔室优选形成在由在生长纳米丝时所用的耐化学品的材料如钢或塑料构成的边界封盖中。
[0017]该腔室优选具有用于至少一种化学品的各自供应机构。例如可以通过这种方式提供用于生长纳米丝的电解质。电解质可以例如通过相应的供应机构被输入基片支座的凹部中，使得电解质与布置在凹部中的基片接触。此外，可以设置用于水特别是用于去离子水(DI水)的供应机构。这可被用于在纳米丝生长结束之后清洗基片。能通过这种方式防止余量电解质与基片一起离开设备。此外，腔室优选具有至少一个出口。因此例如可以设置出口，通过该出口可以在纳米丝生长结束后将电解质排出腔室。还可以设置用于清洗的水的出口。电解质和水可以通过相同的出口或不同的出口被排出腔室。
[0018]此外，腔室优选具有通风口。这允许腔室内气体从腔室排出。因此，当腔室打开时，可以保护使用者免受从腔室逸出的有害气体的伤害。气体可以通过通风口从腔室中被抽出并且例如用新鲜空气或惰性气氛来取代。所抽出的气体可以例如被清洁。此外，设计用于生长纳米丝的电极优选布置在腔室中。因此为了生长纳米丝，可以在电极和基片的待生长表面之间施加电压。电极优选保持在柱塞上。柱塞最好能自动移动。因此，柱塞可被用于使电
极与电解质接触以便生长纳米丝。这可以牵涉到诸如海绵的弹性件，其被放置在箔片上并被柱塞压到箔上。箔可以通过这种方式保持就位。柱塞还可以具有电解质分配器。因此，可以通过柱塞将电解质供给基片的待生长表面。电解质分配器可以在出口侧具有多个出口，使得电解质可通过电解质分配器均匀供给基片的待生长表面。电极可以形成在电解质分配器的出口侧。因此该出口可以邻接电极内的相应通孔，使得电解质可以通过通孔穿过电极。
[0019]基片支座优选形成为抽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在基片(3)上电生长多个纳米丝(2)的设备(1)，所述设备(1)包括基片支座(4)和用于所述基片支座(4)的容槽(5)，所述设备(1)被设计成当所述基片支座(4)连带所述基片(3)已被容置于所述容槽(5)中时在所述基片(3)上生长所述多个纳米丝(2)，所述基片支座(4)具有被设计为影响所述纳米丝(2)的所述生长的电子装置(6)。2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述基片支座(4)具有界面(7)，当所述基片支座(4)已被容置于所述容槽(5)中时，所述电子装置(6)借助所述界面被连接到所述设备(1)的控制单元(8)。3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中，所述基片支座(4)的所述电子装置(6)包括被连接到所述控制单元(8)以便数字通信的数字化单元(9)。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其中，所述基片支座(4)的所述电子装置(6)包括传感器装置(10)。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，所述设备(1)还包括参考电极(11)，当所述基片支座(4)连同所述基片(3)已被容置于所述容槽(5)中时所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥拉夫，
申请(专利权)人：纳米线有限公司，
类型：发明
国别省市：