包括纳米线结构的方法和装置
阅读：890发布：2024-01-02
专利汇可以提供包括纳米线结构的方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文提出了多种 纳米线 结构及其制造方法。本文的纳米线结构可以是周期性的或者非周期性的并且可具有对于特定的应用而优化结构性能的特性。，下面是包括纳米线结构的方法和装置专利的具体信息内容。
1.一种装置，包括：
多个纳米线柱；
支撑所述多个纳米线柱的衬底；
其中所述多个纳米线柱被布置为周期性阵列，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
其中所述周期性阵列的特征包括柱与柱的节距小于800nm；
其中所述周期性阵列进一步的特征包括柱高宽比大于5：1；以及
其中所述装置被配置为所述衬底为柔性的，以使得所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化。
2.根据权利要求1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括具有底部截面积大于顶部截面积的柱形。
3.根据权利要求1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括圆锥形的柱形。
4.根据权利要求1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括截头圆锥体的柱形。
5.根据权利要求1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括所述多个纳米线柱中的相邻柱的底部相互接触。
6.根据权利要求1的装置，其中所述衬底包括单层材料。
7.根据权利要求1的装置，其中所述衬底包括多层的材料。
8.根据权利要求1的装置，其中所述衬底由柔性衬底提供。
9.根据权利要求1的装置，其中所述周期性阵列的柱与柱的节距小于600nm。
10.根据权利要求1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括柱高宽比大于20：1。
11.根据权利要求1的装置，其中所述多个纳米线柱由半导体材料形成。
12.根据权利要求1的装置，其中所述多个纳米线柱由硅形成。
13.根据权利要求1的装置，其中所述多个纳米线柱是垂直延伸的。
14.根据权利要求1的装置，其中所述装置使用放射性同位素动力电子光刻蚀刻制造。
15.一种装置，包括：
多个纳米线柱；
支撑所述多个纳米线柱的衬底；
其中所述多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
其中所述周期性阵列进一步的特征包括大于5：1的柱高宽比；以及
其中所述多个纳米线柱被配置以使得当所述装置暴露于从400nm到1000nm的波长范围的电磁辐射中时，所述装置具有至少90％的吸收率；以及
其中所述装置被配置为所述衬底为柔性的，以使得所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化。
16.根据权利要求15的装置，其中所述多个纳米线柱由硅形成。
17.根据权利要求15的装置，其中所述多个纳米线柱中的柱形成半导体p－n结，以响应于电磁辐射的吸收而产生电流。
18.根据权利要求15的装置，其中所述多个纳米线柱被配置以使得当所述装置当暴露于从400nm到1000nm的波长范围的电磁辐射时，所述装置具有至少90％的吸收率。
19.根据权利要求15的装置，其中所述多个纳米线柱被配置以使得当所述装置当暴露于从200nm到1200nm的波长范围的电磁辐射时，所述装置具有至少90％的吸收率。
20.一种装置，包括：
多个纳米线柱；
支撑所述多个纳米线柱的衬底；
其中所述多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
其中所述周期性阵列被配置以使得当暴露于具有从200nm到1000nm范围的波长的电磁辐射中时，所述周期性阵列具有至少10％的反射率；以及
其中所述装置被配置为所述衬底为柔性的，以使得所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化。
21.根据权利要求20的装置，其中所述周期性阵列被配置以使得当暴露于具有从
200nm到1000nm范围的波长的电磁辐射中时，所述周期性阵列具有至少10％的反射率。
22.一种装置，包括：
包括多个纳米线柱的结构；
其中所述结构进一步包括支撑所述多个纳米线柱的衬底，所述多个纳米线柱由半导体材料形成；
其中所述多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
其中所述多个纳米线柱中的柱形成半导体p－n结，以响应于电磁辐射的吸收而产生电流；以及
其中所述装置被配置为所述衬底为柔性的，以使得所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化。
23.根据权利要求22的装置，其中由所述衬底的变形导致的所述纳米线柱间距和角度的变化所改变的设置在所述二维周期性阵列中的所述多个纳米线柱的可观测特性包括所述二维周期性阵列的吸收率和反射率特性的变化。
24.根据权利要求22的装置，其中所述半导体p－n结是通过使用离子注入掺杂所述纳米线柱而形成。
25.根据权利要求22的装置，其中所述半导体p－n结是通过外延生长形成。
26.根据权利要求22的装置，其中所述半导体p－n结是通过化学气相沉积形成。
27.根据权利要求22的装置，其中所述装置进一步包括在所述多个纳米线柱之上的钝化层。
28.根据权利要求22的装置，其中所述装置进一步包括在所述多个纳米线柱之上的钝化层，并且通过热氧化而形成在所述多个纳米线柱之上，以减少表面复合缺陷。
29.根据权利要求22的装置，其中所述p－n结形成所述装置的p区域和n区域，并且其中所述装置进一步包括与所述p区域接触的第一电极和所述n区域接触的第二电极。
30.根据权利要求22的装置，其中所述半导体p－n结形成所述装置的外侧半导体结区域和所述装置的内侧半导体结区域，并且其中所述外侧半导体结区域被掺杂至为至少
18 3
10 /cm的掺杂水平，其中所述装置包括邻近所述外侧半导体结区域的钝化层，所述装置进一步具有与所述外侧半导体区域接触的电极。
31.根据权利要求22的装置，其中的所述多个纳米线柱被配置以使得当暴露于从
400nm到1000nm的波长范围的电磁辐射中时，所述多个纳米线柱具有至少90％的吸收率。
32.根据权利要求22的装置，其中的所述多个纳米线柱被配置以使得当暴露于200nm到1200nm的波长范围的电磁辐射中时，所述多个纳米线柱具有至少90％的吸收率。
33.根据权利要求22的装置，进一步包括逆变器，以用于将来自所述结构的直流电输出转换成交流电。
34.根据权利要求22的装置，其中所述纳米线柱由硅形成并且被配置以在400nm到
1000nm波长范围内具有至少90％的吸收率。
35.根据权利要求22的装置，其中所述纳米线柱由硅形成并且被配置以对400nm到
1000nm波长范围内的电磁辐射具有至少90％的吸收率，所述装置进一步包括滤波器，以用于过滤可见光波长波段的电磁辐射。
36.一种装置，包括：
包括多个像点图象元素的光探测器阵列；
其中所述光探测器阵列的特征像点图象元素包括具有纳米线柱阵列的纳米线结构；
其中所述特征像点图象元素的所述纳米线结构被配置以响应于所述纳米线柱阵列吸收的电磁辐射而输出电信号；以及
其中所述纳米线结构包括支撑所述纳米线柱阵列的柔性衬底，所述衬底被配置为使得所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化。
37.根据权利要求36的装置，进一步包括用于将图象聚焦在所述光探测器阵列上的成像透镜。
38.根据权利要求36的装置，进一步包括用于将图象聚焦在所述光探测器阵列上的成像透镜、以及过滤器，所述过滤器过滤在所述装置的光接收路径中的可见光。
39.根据权利要求36的装置，其中所述特征像点图象元素的所述纳米线柱阵列的柱由硅形成，并且其中所述特征像点图象元素的所述纳米线柱阵列被配置以对400nm到1000nm波长范围内的电磁辐射具有至少90％的吸收率。
40.根据权利要求36的装置，其中所述特征像点图象元素的所述纳米线柱阵列被配置以对200nm到1200nm波长范围内的电磁辐射具有至少90％的吸收率，并且其中所述装置进一步包括过滤器，所述过滤器过滤所述装置的光接收路径中的可见光。
41.根据权利要求36的装置，其中所述光探测器阵列的特征像点图象元素的所述纳米线结构包括限定第一和第二纳米线柱阵列的第一和第二区域，所述第一和第二纳米线柱阵列的区别在于节距和柱形中的一个或多个。
42.一种装置，包括：
具有多个纳米线柱的纳米线结构；
其中所述纳米线结构进一步包括支撑所述多个纳米线柱的衬底；
其中所述多个纳米线柱被布置形成纳米线柱的二维阵列；
其中所述装置被配置以使得所述衬底是柔性的，并且其中所述装置被进一步配置以使得所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此改变包括在所述二维阵列中的纳米线柱的吸收率和反射率。
43.根据权利要求42的装置，其中所述二维阵列被配置以在400nm到1000nm的波长范围内具有至少90％的吸收率。
44.根据权利要求42的装置，其中所述二维阵列被配置以在200nm到1000nm的电磁波长范围内具有至少10％的反射率。
45.根据权利要求42的装置，其中所述柔性衬底是单层硅衬底，所述单层硅衬底是具有所述多个纳米线柱的整体结构。
46.根据权利要求42的装置，其中所述柔性衬底包括多层，所述多层包括第一层和相邻的第二层，所述第一层具有的热膨胀系数不同于所述第二层的热膨胀系数。
47.根据权利要求42的装置，其中所述纳米线柱阵列通过使用Si/SiO2/Si晶片、蚀刻顶部Si层以形成所述纳米线柱并且蚀刻以去除底部Si层的部分而制造。
48.根据权利要求42的装置，其中所述装置包括电磁辐射源，以对所述多个纳米线柱的柱进行辐射。
49.根据权利要求42的装置，其中所述装置包括检测器，以检测从所述多个纳米线柱的柱反射的光。
50.根据权利要求42的装置，其中所述装置包括机械致动器以移动所述衬底。
51.根据权利要求42的装置，其中所述装置被配置以使得当所述衬底变形时，所述多个纳米线柱的柱的间距发生改变。
52.根据权利要求42的装置，其中所述装置被配置以使得当所述衬底变形时，所述多个纳米线柱的柱的角度发生改变。
53.根据权利要求42的装置，其中所述结构具有形成第一纳米线柱阵列的第一区域和形成第二纳米线柱阵列的第二区域，所述第一区域和所述第二区域基于柱节距、柱形、和柱朝向、以及柱周期性/非周期性分类中的一个或多个而被区分。
54.根据权利要求42的装置，其中所述二维阵列被配置以在200nm到1200nm波长范围内具有至少90％的吸收率。
55.一种方法，包括：
提供包括多个纳米线柱的结构，所述提供包括提供所述多个纳米线柱以二维阵列的方式布置在衬底上，所述提供包括提供所述结构使得包括在所述多个纳米线柱中的柱具有响应于施加到所述结构上的力的吸收率和反射率特性；
在所述结构处接收施加于所述结构上的力以使得包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率特性从第一特性转变为第二特性；以及
其中提供所述结构包括提供所述衬底，所述衬底为柔性的以使得所述衬底响应于施加到所述结构上的力的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的所述吸收率和反射率特性从所述第一特性转变为所述第二特性。
56.根据权利要求55的方法，其中所述方法包括当在所述结构上接收施加到所述结构上的力时检测所述纳米线柱的吸收率和反射率，所述吸收率和反射率显示施加到所述结构上的所述力的特性。
57.根据权利要求55的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述纳米线柱呈现的可见颜色响应于施加于所述结构上的力，并且其中所述方法包括当施加到所述结构上的力在所述结构上被接收时，可视地观测所述纳米线柱的呈现的颜色轮廓。
58.根据权利要求55的方法，其中所述提供包括提供所述结构以响应于被施加到所述结构上的力而输出电信号，所述方法包括输出能表示在所述结构上接收到的施加到所述结构上的力的电信号。
59.根据权利要求55的方法，其中所述提供包括提供具有形成密封腔的装置的所述结构，所述密封腔提供压力参考。
60.一种方法，包括：
提供包括多个纳米线柱的结构，所述提供包括提供所述多个纳米线柱以二维阵列的方式布置在衬底上，所述提供包括提供所述结构使得包括在所述多个纳米线柱中的柱具有响应于所述结构的环境中的温度的吸收率和反射率特性；
将所述结构暴露于特定温度的环境中以使得包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率表示所述环境的所述特定温度；以及
其中提供所述结构包括提供所述衬底，所述衬底为柔性的以使得所述衬底响应于所述环境中温度的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致表示所述环境的所述特定温度的所述多个纳米线柱的吸收率和反射率的变化。
61.根据权利要求60的方法，其中所述方法包括当所述结构被暴露于所述环境中时，检测所述纳米线柱的吸收率和反射率特性，所述吸收率和反射率特性表示所述环境的所述特定温度。
62.根据权利要求60的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述纳米线柱显示的可见的颜色响应于所述结构的温度，并且其中所述方法包括当所述结构被暴露于所述特定温度的所述环境时，可见地观测所述纳米线柱的显示的颜色轮廓。
63.根据权利要求60的方法，其中所述提供包括提供所述结构以响应于所述结构的环境温度而输出电信号，所述方法包括输出表示所述环境的所述特定温度的电信号，所述结构暴露于所述环境中。
64.根据权利要求60的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述纳米线柱包括半导体p－n结，以响应于所述结构的环境的温度而产生电信号，所述提供包括提供所述结构以使得所述衬底响应于所述结构的环境中的温度而变形，所述方法包括产生表示所述环境的所述特定温度的电信号，所述结构暴露于所述环境中。
65.根据权利要求60的方法，其中所述提供包括提供所述衬底以包括具有不同热膨胀系数的第一和第二层材料。
66.根据权利要求60的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述纳米线柱响应于被暴露于环境中经历温度变化的所述结构而呈现间距变化。
67.一种方法，包括：
提供包括多个纳米线柱的结构，所述多个纳米线柱以二维阵列的方式布置在衬底上，所述衬底与所述多个纳米线柱的结构热相通，其中包括在所述多个纳米线柱中的柱被配置以吸收电磁辐射；
向所述纳米线柱引导电磁辐射以引起所述衬底的热膨胀以及所述多个纳米线柱的移动；以及
其中所述电磁辐射引起的所述结构的膨胀以及所述多个纳米线柱的移动导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化。
68.根据权利要求67的方法，其中所述引导包括将来自光源的光引导到所述纳米线柱上。
69.根据权利要求67的方法，其中所述引导包括将来自光源的光引导到所述纳米线柱上，所述来自光源的光具有在与所述结构的机械共振相应的频率调制的幅度。
70.根据权利要求67的方法，其中所述引导包括将来自光源的光引导到所述纳米线柱上，所述光源具有在与所述衬底的机械共振频率相应的频率处被调幅。
71.根据权利要求67的方法，其中所述方法进一步包括对从所述纳米线柱反射的反射光进行感测。
72.根据权利要求67的方法，其中所述方法进一步包括将来自电磁辐射源的幅度调制辐射引导到所述纳米线柱，并对从所述纳米线柱反射的来自所述电磁辐射源的反射调制辐射进行检测。
73.根据权利要求67的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得如果在环境中存在特定物质，则该特定物质将附着到所述纳米线柱上，所述方法进一步包括将所述纳米线柱暴露在环境中，其中所述引导包括如果所述纳米线柱具有附着在其上的所述物质，则引导来自与所述衬底的机械共振频率相应的特定频率处调制的光源的调制光，并且其中所述方法进一步包括对从所述纳米线柱反射的所述光源的反射光进行感测，以确定所述环境中是否包括所述物质。
74.根据权利要求73的方法，其中所述纳米线柱包括对特定的物质敏感的吸引剂。
75.根据权利要求73的方法，其中所述纳米线柱包括由吸引抗原的抗体提供的吸引剂。
76.根据权利要求73的方法，其中所述纳米线柱包括由吸引特定气体分子的氧化物提供的吸引剂。
77.根据权利要求73的方法，其中所述纳米线柱包括由吸引特定DNA序列的DNA序列提供的吸引剂。
78.根据权利要求67的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得如果在环境中存在特定物质，则该特定物质将附着到所述纳米线柱上，所述方法进一步包括将所述纳米线柱暴露在环境中，其中所述引导包括如果所述纳米线柱具有附着在其上的所述物质，则引导来自与所述衬底的机械共振频率相应的特定频率处调制的光源的调幅光，并且其中所述方法进一步包括对从所述纳米线柱反射的所述光源的反射光进行检测，以确定所述环境中是否包括所述物质。
79.根据权利要求67的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得如果在环境中存在特定物质，则该特定物质将附着到所述纳米线柱上，所述方法进一步包括将所述纳米线柱暴露在环境中，其中所述引导包括如果所述纳米线柱具有附着在其上的所述物质，则引导来自在包括与所述衬底的机械共振频率相应的特定频率的扫描频率处调制的光源的调幅光，并且其中所述方法进一步包括对反射自所述纳米线柱的所述光源的反射光进行感测，以确定所述环境中是否包括所述物质。
80.根据权利要求67的方法，其中所述提供包括提供所述衬底以包括具有不同热膨胀系数的第一和第二层材料。
81.一种确定可变形体所呈现的应变的方法，所述方法包括：
提供具有以二维纳米线柱阵列的方式布置的多个纳米线柱的可变形的纳米线结构，所述可变形的纳米线结构具有支撑所述多个纳米线柱的衬底；
放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形体的变形被转变为使所述可变形的纳米线结构变形；以及
观测包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率的改变；
其中所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化，所述多个纳米线柱的可观测特性的变化包括所观测的包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率的改变。
82.根据权利要求81的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述二维阵列是周期性的二维阵列。
83.根据权利要求81的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述衬底邻近于所述可变形体。
84.根据权利要求81的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述纳米线柱呈现的可见的颜色响应于所述纳米线结构的变形，并且其中所述观测包括可视地观测所述纳米线柱。
85.根据权利要求81的方法，其中所述观测包括通过检测反射自所述纳米线柱的反射电磁辐射而检测所述纳米线柱的吸收率和反射率的改变。
86.根据权利要求85的方法，其中所述提供包括提供所述纳米线结构以使得所述纳米线结构响应于被所述纳米线柱吸收的电磁辐射而输出电信号，并且其中所述检测包括输出来自所述纳米线结构的电信号。
87.根据权利要求81的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得动物体的变形被转移到所述可变形的纳米线结构。
88.一种用于确定曲体的曲率的方法，所述方法包括：
提供具有以二维纳米线柱阵列的方式布置的多个纳米线柱的可变形的纳米线结构，所述可变形的纳米线结构具有支撑所述多个纳米线柱的衬底，所述可变形的纳米线结构被配置以使得所述多个纳米线柱在非应变状态时具有第一吸收率和反射率，并且当处于变形状态时具有不同于所述第一吸收率和反射率的吸收率和反射率；
放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形的纳米线结构与所述曲体的曲面相一致；以及
观测包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率；以及
其中所述衬底的变形导致纳米线柱间距和角度的变化，并因此导致所述多个纳米线柱的可观测特性的变化，所述多个纳米线柱的可观测特性的变化包括所观测的包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率的改变。
89.根据权利要求88的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述二维阵列是周期性的二维阵列。
90.根据权利要求88的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述衬底邻近于所述曲体。
91.根据权利要求88的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述纳米线柱呈现的可见的颜色响应于所述纳米线结构的变形，并且其中所述观测包括可视地观测所述纳米线柱。
92.根据权利要求88的方法，其中所述观测包括通过检测从所述纳米线柱反射的反射电磁辐射而检测所述纳米线柱的吸收率和反射率的改变。
93.根据权利要求92的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述纳米线结构响应于被所述纳米线柱吸收的电磁辐射而输出电信号，并且其中所述检测包括输出来自所述纳米线结构的电信号。
94.根据权利要求88的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形的纳米线结构与由动物体部提供的曲体相一致。
95.根据权利要求88的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形的纳米线结构与由动物眼睛提供的曲体相一致。
包括纳米线结构的方法和装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C.§119要求
[0003] 2009年10月16日提交的、名称为“通过放射性同位素动力电子光刻制造的太阳能电池（Solar Cells Produced Through Radio Isotope Powered Electron Lithography）”的第61/252,610号美国临时申请的优先权。该临时申请的优先权被要求并且其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
[0004] 纳米线是高宽比较高的物体，其往往具有亚微米范围的宽度。
[0005] 纳米线结构已对于多种应用受到研究，包括太阳能采集、超疏水性表面、微电子元件（诸如晶体管和电容存储元件）、传感应用。
[0006] 提出了各种制造纳米线结构的方法，包括光刻方法以确定用于蚀刻和/或来自固相、液相或气相化学源的直接生长区域。
[0010] 参照以下说明的附图将能更好的理解本文所描述的特征。本文的附图中描述的特征的相对维数表示本发明的特定实施方式。然而，可以理解的是，本文的装置、系统以及方法可以提供以与附图中明确提出的相对维数不同的相对维数的使用。在附图中，在各个视图中使用的相同标记表示相同的部件。
[0011] 图1是纳米线结构装置的立体图，该装置包括非周期性的纳米线柱阵列，其包括具有随机的柱间距和形式的纳米柱；
[0012] 图2是纳米线结构装置的立体图，该装置包括周期性的纳米线柱阵列；
[0013] 图3－10是图解一个实施方式中纳米线柱阵列的制造的侧向示意图；
[0015] 图12a是图解与具有纳米线柱阵列的纳米线结构对应的等价电路的示意图；
[0017] 图14a是具有纳米线柱阵列的结构的示意性侧视图；
[0018] 图14b是具有外力施加于其上的纳米线柱阵列的结构的示意性侧视图；
[0019] 图14c是对包括纳米线柱阵列的压力传感装置的示意性侧视图；
[0020] 图14d是在用于感测压力的环境中放置的压力传感装置的立体图；
[0021] 图14e是图解一种应用的示意图，其中使用包括纳米线柱阵列的结构作为应变计；
[0023] 图14g是图解具有柔性衬底的纳米线结构的示意性侧视图，其包括具有各自不同的热膨胀系数的层；
[0024] 图14h是图解一种应用的示意性侧视图，其中将具有纳米线柱阵列的结构放置于用于感测温度的环境中；
[0025] 图14i是图解一种应用的示意性侧视图，其中将具有纳米线柱阵列的结构放置于环境中，然后将其远程激活以移动该结构并相应的移动环镜中的物质；
[0026] 图14j是图解一种应用的示意性侧视图，其中将具有纳米线柱阵列的结构放置于包括液体并且由液体盛装容器来限定的环境中；
[0027] 图14k是图解一种应用的示意性侧视图，其中将具有纳米线柱阵列的结构放置于环境中以检测环镜中的物质的存在；
[0028] 图15a是图解放射性同位素动力光刻（RIPEL）制造工艺的示意性侧视图；
[0029] 图15b是RIPEL掩模制造工艺的示意性侧视图；
[0030] 图16a是图15b中所示的制造的掩模的俯视图；
[0031] 图16b是图15a中所示的抗蚀胶的俯视图；
[0033] 图18是图解节距对吸收率和反射率的影响的示意性样品；
[0034] 图19是图解制造具有纳米线柱阵列的结构的制造工艺的示意图；
[0035] 图20a是具有截头圆锥体柱状特征的周期性纳米线柱阵列的立体电子显微镜图象；
[0036] 图20b是具有截头圆锥体柱状特征的周期性纳米线柱阵列的俯视电子显微镜图象；
[0037] 图20c是具有圆柱形柱状特征的周期性纳米线柱阵列的立体电子显微镜图象；
[0038] 图20d是具有圆柱形柱状特征的周期性纳米线柱阵列的俯视电子显微镜图象；
[0039] 图21a是图解截头圆锥体纳米线柱阵列透射的衍射图的示意图；
[0040] 图21b是具有截头圆锥体纳米线柱阵列的结构的图片；
[0041] 图21c是图解圆柱形纳米线柱阵列和截头圆锥体纳米线柱阵列的光捕获机制的示意图；
[0043] 图21e是图解截头圆锥体纳米线柱阵列、圆柱形纳米线柱阵列和对照硅样品的测试透射谱的示意图；
[0044] 图21f是图解截头圆锥体纳米线柱阵列、圆柱形纳米线柱阵列和对照硅样品的测试吸收谱的示意图；
[0046] 图22b是示出对于多种样品的测试数据的图表，其中样品的节距变化；
[0047] 图22c是示出具有400nm节距的样品的测试数据的图表；
[0048] 图23a是图解纳米线结构的制造的示意性侧视图，该结构配置为输出响应于吸收的电磁辐射的电信号；
[0050] 图23c是示出截头圆锥形纳米线柱阵列的谱解析吸收率的提高的图表；
[0051] 图24是图解具有纳米线结构和电池充电电路的装置的示意图，该纳米线结构包括纳米线柱的阵列；
[0052] 图25是图解具有包括纳米线柱阵列和逆变器的结构的装置的示意图；
[0053] 图26是图解具有连接到逆变器的多个纳米线结构的阵列的装置的示意图，每个结构包括配置为阵列的多个纳米线柱；
[0054] 图27是图解并入具有纳米线柱阵列的结构的红外光检测装置的示意图；
[0055] 图28是图解并入纳米线柱阵列的光探测器阵列装置的示意图；
[0056] 图28是图解包括并入纳米线柱阵列的光探测器阵列的图像装置的示意图；
[0057] 图30a－30e是图解压力传感器制造工艺的示意性侧视图；
[0058] 图31是纳米线柱阵列的立体电子显微镜图象；
[0060] 图33a是示出对具有纳米线柱阵列的压力传感器的测试数据的图表；
[0062] 图34a是具有纳米线柱阵列的纳米线结构的示意图；
[0063] 图34b是图解在具有纳米线柱阵列的结构中定义的背面空腔的电子显微镜图象；
[0064] 图35是示出测量的纳米线柱阵列的光吸收谱的图表；
[0065] 图36a－36b是图解纳米线柱阵列中的光捕获的示意图；
[0066] 图36c是图解具有纳米线柱阵列的结构的弯矩的示意图；
[0067] 图37是示出通过独立激励方法测试的共振谱的图表；
[0068] 图38图解了具有纳米线柱阵列的结构的多个模式的映射模式；
[0069] 图39是自驱动电子光刻装备的示意图；
[0070] 图40是曝光和显影工艺的3D蒙特卡洛模拟；
[0071] 图41是抗蚀胶图案的扫描电镜（SEM）图；
[0072] 图42是NEB31A图案的SEM图；
[0073] 图43是示出了示意性RIPEL试验装备的示意图；
[0074] 图44a－44e是图解RIPEL掩模制造工艺的示意图；
[0075] 图45是在制造纳米线柱的阵列中使用的掩模的图象；
[0076] 图46是在制造纳米线柱的阵列中使用的抗蚀胶的图象；
[0077] 图47是具有大约250nm的特征性节距直径以及10000nm的特征性节距高度的纳米线柱的周期性阵列的图象；
[0078] 图48是示出了具有500nm节距线、1.5cm×1.5cm黑区的第一样品和具有1000nm节距线、1.5cm×1.5cm的呈现依赖于角度的多种颜色的区域的第二样品的图片；
[0079] 图49是图解配置以输出电信号的纳米线柱阵列的侧向示意图；
[0080] 图50是示出对于多种样品的测试数据的图表，其中样品的节距变化；
[0081] 图51是示出具有400nm节距的样品的测试数据的图表。
具体实施方式
[0082] 本文提出多种纳米线结构及其制造和使用的方法。本文的纳米线结构能够具有对于特定应用的结构的优化性能的特性。纳米线结构100可包括布置在衬底6上的以阵列形式分布的多个柱12，该衬底可以是单层或者多层，可以是刚性的或者柔性的。在附图1的实施方式中，纳米线结构100包括非周期性的阵列。在附图2示出的实施方式中，纳米线结构100包括周期性阵列。附图1和2图解了二维的纳米线柱阵列。参照如本文提出的结构100的其他方面，纳米线柱可以具有顶部、靠近衬底6的底部、以及位于顶部和基部中间的体部。纳米线柱阵列的节距能够被认为是相邻的柱的底部的各轴心之间的距离。间距为相邻的柱的体部之间的距离。通过柔性衬底的弯曲而受到变形的结构可以具有恒定的节距，但具有变化的间距。
[0083] 现在参照图3－10说明纳米线结构的制造的示例性方法。具体参照图3所示的结构100，Si(Si/SiO2/Si)初始衬底可以设置具有Si层108、SiO2层110以及Si层112。这些层的典型厚度可以是，例如层108：400μm，层110：3μm，层112：2μm。如图4所示，SiO2层114能够形成在层112上，而电子束抗蚀胶层116形成在层114上。在一个实施方式中，层114可通过热氧化形成，而层116可通过旋涂工艺形成。抗蚀胶层116可以如图5所示地构图。图5中所示的图案化可以通过，例如电子束光刻、纳米压印光刻、或者电子光刻（例如本文将进行更详细说明的使用掩模的放射性同位素动力电子光刻）来实现。利用如图5中所示的形式的结构100，结构100可以使用抗蚀胶层116作为掩模经受进一步的蚀刻，以形成如图6中所示的结构。该蚀刻可包括反应离子蚀刻法（RIE）。然后能够去掉抗蚀胶层116从而形成如图7所示的结构100。利用如图7所示的形式的结构100，结构100可使用SiO2层作为掩模经受进一步的蚀刻，以形成如图8所示的结构。该以层114作为掩模进行的进一步蚀刻可包括RIE蚀刻。如图9所示，可以去除层114以形成如图9所示的结构。然后结构100可以制成柔性的。为了使结构100形成柔性的，可以去除层108以形成如图10所示的结构100。
[0084] 而Si初始衬底是示例性的，也可以使用其他的初始材料，例如砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、SiC、金刚石、多晶硅以及有机半导体。可以在结构100的制造中使用除了保护层的光刻限定之外的工艺，其后在保护层中蚀刻半导体穿孔。例如，可以在其他柱12的制造中使用外延生长制造工艺。本文提出的纳米线柱12可以由以下示例性的材料形成：金刚石、硅、锗、碳化硅、碳化硅、碳化硅、锗化硅、锑化铝、砷化铝、氮化铝、磷化铝、氮化硼、氮化硼、氮化硼、磷化硼、砷化硼、锑化镓、砷化镓、锗、氮化镓、磷化镓、锑化铟、砷化铟、氮化铟、磷化铟、砷化铝镓、砷化铟镓、磷化铟镓、砷化铝铟、锑化铝铟、氮化镓砷、磷化镓砷、锑化镓砷、氮化铝镓、磷化铝镓、氮化铟镓、锑化铟砷、锑化铟镓、磷化铝镓铟、磷化铝镓砷、磷化铟镓砷、锑化铟镓砷、磷化铝铟砷、氮化铝镓砷、氮化铟镓砷、氮化铟铝砷、氮化镓砷锑、锑化镓铟氮砷、磷化镓铟砷锑、硒化镉、硫化镉、碲化镉、光伏碲化镉、多晶硅、氧化锌、氧化镁、氧化镉、氧化铟锡、随机激光、硒化锌、硫化锌、碲化锌、铌酸锂、太赫兹辐射、碲化镉锌、碲化汞镉、碲化汞、碲化汞锌、硒化汞锌、氯化亚铜、硫化铜、硒化铅、硫化铅（II）、碲化铅、硫化锡、碲化锡、碲化铅锡、碲化铊锡、碲化铊锗、碲化铋、磷化镉、砷化镉、锑化镉、磷化锌、砷化锌、锑化锌、二氧化钛、氧化铜（I）、氧化铜（II）、二氧化铀、三氧化铀、三氧化铋、二氧化锡、钛酸钡、铁电材料、压电材料、非线性光学材料、钛酸锶、铁电材料、压电材料、铌酸锂、氧化镧铜、碘化铅（II）、二硫化钼、硒化镓、硫化锡、硫化铋、砷化镓锰、砷化铟锰、碲化镉锰、碲化铅锰、锰酸镧钙、氧化铁（II）、反铁磁性材料、氧化镍（II）、氧化铕（II）、硫化铕（II）、溴化铬（III）、硒化铜铟镓、硫化铜锌锡、硒化铜铟、硫化银镓、磷化锌硅、硒化砷、硅化铂、碘化铋（III）、碘化汞（II）、溴化铊（I）、硒、二硫化铁、多晶硅、或者任何有机半导体。
[0085] 在本文提出的结构100的一些实施方式中，结构100可以用于吸收电磁辐射。在研究结构100的过程中发现节距（柱与柱的底部轴心之间的距离）影响纳米线结构的吸收特性，通常较小的节距会增加结构吸收光的的能力。还发现增加高度可以提高结构100的光吸收能力。此外，为了增加结构吸收光的的能力，纳米线柱的阵列可以包括形成具有的底部横截面大于顶部横截面的的特征柱形式。在研究结构100的过程中还发现通过设置结构100以使得柱底部互相接触可以提高结构100的吸收特性。
[0086] 在结构100的一些实施方式中，可以使用结构的反射特性和吸收特性对比。在研究结构100的过程中注意到，为了提供结构100以表现出光反射特性，可以增加结构100的节距。在一些实施方式中，期望的是纳米线结构100吸收大部分光但是仍然能反射可观测的分量的入射其上的光。间距也根据波长影响吸收和反射。
[0087] 在一些实施方式中，可以修改本文提出的结构100以使得在其中吸收的电磁辐射转换成电能。为了提供能将吸收的电磁辐射转换成电能的结构100，可以对如图11所示的柱12能够受到制造工艺以使得通过柱来限定p－n结，而不改变柱12的材料成分。在一个实施方式中，能够限定柱12的外部pn区域121，以及向衬底6延伸的柱12的内部pn区域122。在一个实施方式中，外部pn区域121是p区域，而内部pn区域是n区域。在另外一个实施方式中，外部pn区域121是n区域，而内部pn区域是p区域。此处提出一种装置，包括包含多个纳米线柱的结构，其中该结构进一步包含支撑多个纳米线柱的衬底，该多个纳米线柱由半导体材料形成，其中该多个纳米线柱布置成周期性阵列，该周期性阵列是二维的周期性阵列，其中该多个柱的柱限定半导体p－n结，用于响应于吸收的电磁辐射以产生电流。此外，在结构100上能够设置钝化层123以提高电子－空穴寿命。在一个实施方式中，结构100包括具有半导体的特征柱，例如Si/Si p－n结。参照结构100的其他方面，钝化层123可以通过热氧化形成，以消除表面复合中心，从而提高穿过结耗尽区的电子空穴对的收集效率。在另外一个方面，结构100可包括和区域121电欧姆接触的第一电极130，以及和区域122电欧姆接触的第二电极132。pn区域能够通过，例如离子注入、外延生长、或者通过化学气相沉积后利用热扩散的方法形成。
[0088] 结构100可以是非周期的，并且可以包括随机的柱节距形式和朝向。然而，提供的具有周期性阵列的结构100能够具有很大的优势。例如，通过周期性布置的柱，形成p－n结的受控制造工艺（例如，掺杂、外延生长、化学沉积、扩散）能形成具有基本均匀的电特性的p－n结柱阵列，从而整体提高结构100的电转换效率。图12中示出了对应于结构100的电示意图，其中柱平行排列并且结构100的功率输出是每个柱提供的组合电流的函数。可以看到，不适当的形成结构中的柱会减少结构的总的功率输出效率。如图12b中所显示的，非周期性纳米线柱阵列的不同的柱具有不同的电流－电压（IV）特性，并且当落在每个柱上的光的量相同时，以并联连接的所有柱中施加在每一个上的电压相同，施加于所有柱上的公共电压会促使这些柱以非最佳的IV曲线偏置而运行。提供的具有周期性阵列的结构100还可以提高预测结构100的预期输出的能力，从而能改善探测装置（诸如力或物质探测装置）中的结构的性能。
[0089] 本文描述的如附图2、9、10和11中示出的结构100包括周期性的阵列。附图2、9、10和11中描述的该周期性的阵列的特征包括具有均匀的节距（对于制造公差）、一致的柱形和朝向（对于制造公差，通常所有的都延伸到衬底）。结构100可以包括不具有均匀的节距、一致的柱形和朝向中的一个或多个的周期性阵列。例如，周期性阵列的特征还可以是具有重复图案的非均匀节距。周期性阵列的特征还可以是根据重复的图案而变化的非一致的柱形。周期性阵列的特征还可以是根据重复的图案而变化的非一致的柱的朝向。周期性阵列的特征还可以是根据重复的图案而变化非均匀节距、不一致的柱形和朝向中的多个。
[0090] 本文的周期性阵列还可以包括根据预定的梯度（例如，线性的、指数型的、对数型的、高斯型的）而变化的非均匀的节距和/或柱形和/或朝向。
[0091] 虽然结构100可以包括单个阵列，但是如图13所示的结构100可以包括多个阵列；例如，结构100的第一区域240可以包括如将在本文讨论的具有第一特征节距和/或柱形和/或吸引剂的第一周期性阵列，而结构100的第二区域242可以包括如将在本文讨论的具有第二特征节距和/或柱形和/或吸引剂的第二周期性阵列。一个或多个这样的区域也可以形成一种非周期性阵列。结构100可包括形成N阵列的N区域。
[0092] 图2、9、10、11中的结构100包括从衬底6竖直地且垂直地（对于制造公差）延伸，该衬底6无应力状态是处于平坦的（对于制造公差）。在另一个实施方式中，一个或多个柱12从衬底6以非垂直的角度延伸。参照本文提出的结构100的其他方面，纳米线柱可以具有顶部、接近衬底6的底部、以及位于顶部和底部中间的体部。纳米线柱阵列的节距能够被认为是相邻的柱的底部的轴心之间的距离。间距能够被认为是相邻的柱的体部之间的距离。通过柔性衬底的弯曲而变形的结构可以具有恒定的节距，但具有变化的柱间距以及变化的角度。
[0093] 在结构100的一些实施方式中，结构100可以配置为包括柔性衬底6。在结构100的一个实施方式中，使用如图9所示的Si（Si/SiO2/Si）晶片制造，可以对其通过去除Si层108而修改以成为柔性的。Si层108可以通过蚀刻去除。参照衬底6，衬底6可以是多层的，例如可以是如图9所示的具有三层108、110、112或者可以是如图10所示的具有两层110、112。在一个实施方式中，衬底6可以包括单层。如图10所示，通过去除层110，结构
100可以被配置为包括单层衬底。在例如图2、9和10的实施方式中，柱12和衬底6通过层
112提供的部分可以由整（单）块材料来提供。如果如图10所示的层110被去除，结构100可以包括单块材料。根据如图3－10所示的制造方法，层112没有被蚀刻穿过它的整个厚度，以使得层112部分地限定衬底6。根据另一个实施方式，在形成柱12时，层112可以被蚀刻穿过它的整个厚度。
100可以被配置为包括单层衬底。在例如图2、9和10的实施方式中，柱12和衬底6通过层
112提供的部分可以由整（单）块材料来提供。如果如图10所示的层110被去除，结构100可以包括单块材料。根据如图3－10所示的制造方法，层112没有被蚀刻穿过它的整个厚度，以使得层112部分地限定衬底6。根据另一个实施方式，在形成柱12时，层112可以被蚀刻穿过它的整个厚度。
[0094] 当限定一个或多个阵列的结构100包括柔性衬底6时，该衬底可以具有如此的抗弯刚度以使得，通过该衬底的变形能观察到纳米线柱12阵列的特性发生改变。
[0095] 衬底6的抗弯刚度fR可以定义为：
[0096] 方程式1
[0097] 其中EEFF是衬底6的有效杨氏模量，hEFF是衬底6的有效厚度，以及DEFF是衬底6的有效直径。
[0098] 本文的结构的抗弯刚度的典型范围为大约0.1N/m到大约10N/m。然而，如果该衬底的变形会导致可以观测到的柱12阵列的变化，则具有该注意的范围之外的抗弯刚度的衬底可被认为是柔性衬底。
[0099] 设置结构100以包括柔性衬底便于用于多种应用。如果柔性衬底6变形，则该变形会导致纳米线柱阵列柱间距和角度的变化，并且因此改变纳米线柱阵列的可观测的特性，例如吸收率和反射率。吸收率和反射率负相关，从而由此，吸收率的检测是对反射率的替代检测，反之亦然。吸收率和反射率可以被检测，例如通过检测从纳米线柱阵列反射的电磁辐射或通过来自被配置为输出电信号的衬底100的电信号输出。在本文提出的不同的方法中，可以提供具有特定的特性的纳米线结构。对于该提供的性能，纳米线结构可以放置或者以其他方式配置为在从第三方制造商或者经销商（可能以并入更大装置的形式）接收之后使用该方法。对于该提供的性能，纳米线结构可以替代地通过执行该方法的实体而制造。
[0100] 在一个示例中，设置结构100以包括柔性衬底允许衬底100进行力检测，其中施加在结构上的力会改变该结构的吸收率和反射率特性。结构100的吸收率和反射率可以被观测以用于确定当前施加于结构100的力。在力检测应用的一个实施方式中，结构100可以被构造以使得响应于施加在结构100上的力，电磁辐射反射纳米线柱阵列并被检测。根据另一种电磁辐射的检测方法，结构100可以被配置为响应于吸收的能量而输出电信号并且可以被配置以使得从结构100输出的电信号响应于施加在结构100上的力。在力检测应用的另一个实施方式中，结构100可以被配置为使得结构100的显示的可见颜色特性响应于施加在结构100上的力。结构100可以被构造，使得结构100的吸收率和反射率可通过一种以上的方法而被观测，例如通过结合检测反射的电磁辐射、通过电信号的输出检测、以及通过由纳米线柱12阵列所显示的可见颜色的视觉观察中的两种或更多种。
[0101] 在一个实施方式中，能提供如图14a所示的具有纳米线柱12的阵列的结构100。力F施加于结构100的衬底6上。为了确定力F，可以观测纳米线柱12的阵列的吸收率和反射率。该观测可包括检测。在检测的一个示例中，可以使用光源72和光探测器74以检测电磁辐射，例如反射自纳米线柱12阵列的光。吸收率和反射率能够额外地或可替代地能够通过配置结构100来检测，以使得结构100可以响应于吸收的电磁能量并因此响应于力F而输出电信号。在另外一个实施方式中，纳米线柱12的阵列的吸收率和反射率特性可以通过视觉观察来获知。在一个实施方式中，结构100可以构造以使得纳米线柱12的阵列响应于施加其上的力而显示出视觉颜色，例如不受力状态下的黑色以及在变形状态下处于可见光谱中的颜色。
[0102] 图14c中示出了力检测装置的一个具体实施方式。在图14c中，示出了由通过使用层104以形成密封腔7来封装结构100的一侧而获得的压力传感器。密封腔7在一侧上提供参考压力，而外部压力会改变作用在衬底6上的净力，使得衬底6产生变形。如图14c和14d中所示的装置，可被置于环境206中以感测压力，例如环境206的大气压，其中包括具有形成密封腔7的层104的结构100的装置暴露于该环境206中。在图14d的特定实施方式中，装置1000可被构造以使得由装置1000检测的压力能够通过由纳米线柱12的阵列所显示的可见颜色的视觉观察来确定。如图14d所示的装置1000可以额外地或可替代地采用反射检测或电信号输出以用于力检测。
[0103] 当结构100被构造以吸收电磁辐射时，结构100暴露于电磁辐射能导致衬底6的热膨胀，并且因此，导致衬底6产生变形。为了增加由热膨胀导致的衬底6的变形的量，如图14e所示的结构100能够具有包括至少第一和第二层的衬底6，例如层110、112，其中第一层具有热膨胀系数α=α，而第二层具有热膨胀系数α=α2，其中α1≠α2。衬底6的变形量和由此的吸收率和反射率响应于吸收的电磁能量的改变能够期望在给定的常数层厚度下随着α1和α2之间差别的增加而增加。参照图14e，纳米线柱12的阵列形成在层112上，其具有不同于纳米线层110的热膨胀系数。随着结构的温度的改变，这两层不同地膨胀或者收缩，导致纳米线柱阵列的柱的弯曲和延伸，从而导致纳米线柱阵列的柱的间距和角度发生改变。任意温度都能导致纳米线结构的变形。
[0104] 根据结构100的另一种应用，设置包括柔性衬底6的结构100能够用作应力计。在图14e中，示出了能够变形的可变形体202。体202可以是，例如动物的（例如，人类）躯体部分，或者机械部件。为了使用结构100作为应力计传感器，结构100可以被放置以使得结构100响应于体202的变形而变形，例如通过放置结构100以使得衬底6邻近体202。在结构
100如所描述的被配置时，结构100的可观测的吸收率和反射率将指示衬底6和体202的变形。当该体202经受应变时，该应变会传递到衬底6中，改变柱间距并可能地改变角度，并因此改变可观测的吸收率和反射率，如可通过检测反射的电磁能量而使得而可观测的那样，输出作为吸收率和反射率的检测的电信号，和/或通过观察从结构100发出的光颜色图案。
100如所描述的被配置时，结构100的可观测的吸收率和反射率将指示衬底6和体202的变形。当该体202经受应变时，该应变会传递到衬底6中，改变柱间距并可能地改变角度，并因此改变可观测的吸收率和反射率，如可通过检测反射的电磁能量而使得而可观测的那样，输出作为吸收率和反射率的检测的电信号，和/或通过观察从结构100发出的光颜色图案。
[0105] 根据结构100的另外一种应用，设置包括柔性衬底6的结构100能够用作曲率传感器。如本文所描述的，结构100可以被构造以在不受力的状态下具有基线吸收率和反射率特性，并且当处于变形状态时，具有能够指示器变形的吸收率和反射率特性。在图14f中，示出了曲体204。为了使用结构100作为曲率传感器，能够将结构100置于曲率未知的曲体204上，这样使得通过衬底6的变形，衬底6与体204的弯曲一致。在装置100的可操作的放置的一个实施方式中，可以放置装置100以使得衬底6接近体204。可观测的吸收率和反射率因此将可表示体202的曲率。在一个示例中，体204可以是动物（例如，人类）躯体部分或机械部件。在一个具体实施方式中，体204是人眼，并且可使用结构100检测人眼的曲率，通过将结构100置于一只眼睛上然后通过观测结构100的引起的吸收率和反射率。
[0106] 在另外一个方面，可以使用本文提出的结构100作为远程激活驱动器。被配置为可吸收电磁辐射，并进一步配置为使得衬底6响应于电磁辐射暴露而变形的结构100，能够被置于期望去移动物质214（例如，处于液态、气态或固态的物质）的工作环境210中。在一个实施方式中，工作环境210可以是，例如人躯体部分或者机械部件。在一个特定的实施方式中，工作环境210可以包括动物（例如，人）脑，而使用结构11移动的物质214为人脑组织。对于结构100的使用，可以激活电磁辐射源72，使得电磁能量在结构100中被吸收从而导致衬底6的变形，因此，导致物质214（例如以气体、液体或者固体形式存在的物质）的移动。来自电磁辐射源72的光可以是能透射穿过多种材料的电磁辐射（例如，可以是透射穿过人体组织的红外光）。衬底6可以具有一个或多层。在包括多层时，如本文提出的，这些层可以具有不同的热膨胀系数以当热激发时增加衬底6的移动量。在使用结构100作为驱动器的具体示例中。在如图14i所示的远程激活驱动器的一个实施方式中，来自源72的电磁辐射可以被调幅并在进一步的具体实施方式中能够以引起结构100的机械共振的频率而被调幅。当结构100处于机械共振中，结构100能展示出对驱动应用有用的机械特性（例如，最大的位移和加速度）。
[0107] 在参照图14j图解的特定应用的情况中，结构100被置于用于盛装液体的容器提供的工作环境210中并且物质214由液体提供。电磁辐射源72通过声波激光器提供。当衬底100被源72的能量激励，由液体提供的物质214被移动。随着时间变化，该位移可以空间上发生变化并连续，例如通过电磁辐射源72随时间的调幅。
[0108] 参照图14k，可以使用结构100以检测处于工作环境212中的物质214。如图14i所示，工作环境210可包括物质214，例如抗原体、气态分子、DNA序列。在进入到环境212中之前，柱12可以被构造以包括用于吸引物质214的吸引剂218。下面的表1列出了示例性的吸引剂和物质的组合。
[0109] 表1
[0111] 在一个实施方式中，可以使用电磁辐射源72用于结构100的热激发，来检测物质214。在对所描述的方法的研究中，可以看到会引起结构100的机械共振的来自电磁辐射源72的入射光的调幅的特定频率是纳米线柱12的阵列的重量的函数，且因此该频率将根据物质214是否被吸引到柱12上而发生改变。因此，通过将结构100暴露于在特定频率处调制的幅度调制的电磁辐射中，并且检测机械共振条件是否已经发生，物质可以被检测。机械共振条件是否已经发生可以被检测到，由于当结构100处于机械共振时，结构100的吸收率和反射率将根据可检测的模型而发生改变。本文提出的方法提供包括多个纳米线柱的结构，上述提供包括将多个纳米线柱以二维阵列的方式设置在衬底上，上述提供包括提供该结构使得上述多个纳米线柱中包括的柱吸收电磁辐射以引起结构的衬底热膨胀。本文进一步提出一种方法，其中该方法包括提供结构使得如果特定的物质存在于环境中，其将吸引到柱上，该方法进一步包括将柱暴露于环境中，其中该引导包括如果柱具有附在上面的物质，则引导来自在对应于该结构的机械共振频率的特定频率处调制的电磁辐射源的调幅的光，以及其中该方法进一步包括检测电磁辐射源从柱上反射的反射光，以确定该环境是否包括该物质。
[0112] 如图14k所示的物质检测系统，结构100能够暴露于可能包括或可能不包括将要检测的物质的环境中，然后该结构能够被热激发，例如使用电磁辐射源，例如诸如激光的光源。该光激发频率可以调幅或者调频以横跨结构100的机械共振的范围。结构100的反射在一个或多个共振频率处发生改变，在共振频率结构的位移会大大的增强。这将使得可以通过测量光探测器74上的反射光来测量共振频率。物质是否存在的确定，例如存在生物材料或者气体，可以基于结构100的共振频率的变化的检测，都被光学激励并测量。
[0113] 在物质检测应用的一个具体实施方式中，电磁辐射源72的调制的频率可以被扫描以检测结构100的多个机械共振频率的存在。扫描频率可包括第一共振频率和第二共振频率，该第一共振频率将通过没有被检测的吸引在上面的物质的纳米线柱阵列所显示，而第二共振频率将通过被检测的吸引在上面的物质的纳米线柱12的阵列所显示。因此，对入射在结构100上的第一共振频率的电磁辐射的共振检测可以显示环境212中不存在物质214，对结构100的具有入射第二共振频率的电磁辐射的共振检测可以显示环境212中存在物质214。在一个实施方式中，参照图14j所显示的，能够进行物质检测的环境212可以是液体环境。
[0114] 在图14k所示的另外一个方面，装置100包括机械（例如压电的）驱动器262用于机械地移动衬底6，以改变纳米线柱12的阵列的吸收率和反射率特性。
[0115] 在另一个实施方式中，结构100可以配置以使得多个物质214可被检测。例如，仍然参照图13，结构100的纳米线柱12可包括多个区域240、242，每一个区域形成有不同的纳米线柱阵列。第一区域240中的柱12可包括第一吸引剂以检测第一物质，而第二区域242的柱12可包括第二吸引剂以吸引第二物质。每个不同的区域240和242可以期望具有两个共振频率，第一个代表物质的不存在而第二个代表物质的存在。通过对入射的来自源
72的调幅电磁辐射在一个频率范围内进行扫描并且通过检测四个机械共振条件，第一和第二物质可以被检测。如图13所示的结构100可以按比例增大以包括N个区域，每个区域具有吸引不同物质的不同吸引剂218。本文描述的方法可以使用本文提出的纳米线结构而实现。
72的调幅电磁辐射在一个频率范围内进行扫描并且通过检测四个机械共振条件，第一和第二物质可以被检测。如图13所示的结构100可以按比例增大以包括N个区域，每个区域具有吸引不同物质的不同吸引剂218。本文描述的方法可以使用本文提出的纳米线结构而实现。
[0116] 参照本文提出的实施例描述结构100的其他方面。在参照实施例对这些方面作进一步的阐述中，实施例1和实施例2描述了纳米线结构的具体制造方法，包括放射性同位素动力电子光刻掩模。实施例3和实施例4阐述了修改纳米线结构以将吸收的电磁辐射转换成电能的方法。实施例5和实施例6阐述了具有柔性衬底的结构100，其可以看作是薄膜。
[0117] 实施例1
[0118] 参照图15a－18来说明使用放射性同位素动力电子光刻（RIPEL）制造纳米线结构100的方法。参照图15a，描述了RIPEL制造工艺的示意装备。如图15a所示，置于衬底上的抗蚀胶可以使用如图15b所示制造的掩模进行图案化。为了蚀刻，该抗蚀胶可以暴露于来自放射性同位素源的能量。
[0119] 参照图15b，描述了RIPEL掩模制造工艺。（a）在双抛光的Si（100）片上沉积低应力LPCVD氮化物（600nm），接着在前侧上W溅射700nm以及蒸发Cr100nm。（b）使用ZEP520抗蚀胶，电子束图案化。（c）使用ZEP520作为蚀刻掩模，Cr RIE蚀刻。（d）使用Cr作为蚀刻掩模，W RIE（CF4/SF6）蚀刻。（e）通过光刻在后侧进行氮化物窗口图案化，氮化物RIE蚀刻，接着KOH（80°C）Si蚀刻以蚀刻穿过Si片。
[0120] 图16a图解了如图15b所示制造的掩模的俯视图。图16b示出了如图15a所示的抗蚀胶的俯视图。图17示出了生成的纳米线结构。图18示出了节距（柱与柱的底部轴心之间的距离）对纳米线结构性能的影响。如图18所示，具有500nm的节距，结构100呈现黑色。具有1000nm的节距，具有由硅形成的纳米线柱的结构100呈现出不同的颜色。
[0121] 实施例1的结束
[0122] 实施例1阐述了使用基于电子光刻的掩模制造纳米线结构的方法。而能够使用电子束光刻对结构100图案化，使用基于电子光刻的掩模允许在高制造速度的情况下而制造大面积的结构。
[0123] 实施例2
[0124] 图19示出了制造周期性（有序的）纳米圆锥形的平截头体（NCF）纳米柱阵列的工艺的示意图，其可以认为是截头圆锥体纳米柱阵列。在绝缘体上硅结构（SOI）（Si（5μm）/SiO2（2μm）/Si叠层）晶片衬底上沉积薄层等离子加强化学气相沉积工艺（PECVD）二氧化硅（200nm厚）。使用自对准多晶硅电极(SPEL)以对电子束抗蚀胶图案化，使用SiO2反应离子蚀刻(RIE)将该图案转移到SiO2。使用硅成角度的RIE蚀刻方法形成有序的Si NCF截头圆锥体纳米线柱阵列，以SiO2作为蚀刻掩模。
[0125] 参照图19a-19d，示出了通过SPEL制备的有序Si NCF阵列的示意图。参照图19a，其示出了SPEL实验级设备的截面示意图，使用大面积的平坦的放射性β电子薄膜发射器（顶部）穿过光刻板掩模（中间）平行照射电子束抗蚀胶（底部）。使用自然的高能粒子，SPEL潜在地能够进行大面积大块平行地高产出电子光刻，并且成本较低，同时能保持亚35nm的分辨率。参照图19b，示出了通过SPEL，电子束抗蚀胶在叠层衬底SiO（0.2μm）2 /Si（5μm）/SiO2（2μm）/Si上进行图案化。参照图19c，使用电子束抗蚀胶作为蚀刻掩模，图案通过氧化RIE蚀刻被转移到SiO2层。参照图19d，使用SiO2作为蚀刻掩模，通过Si RIE蚀刻形成有序Si NCF阵列。这里没有示出SOI晶片的底部Si衬底。
[0126] 依据反应离子蚀刻条件，可以获得具有不同倾斜角度的有序SiNCF阵列。图20a－20d示出了使用相同的有序SiO2柱阵列作为蚀刻掩模的具有不同倾斜角的两种类型NCF阵列的SEM图象。第一NCF阵列（图20a－20b）具有170nm的顶部半径（r1），400nm的底部半径（r2），3.5μm的高度（h），3.8度的倾斜角（θ）以及800nm的晶格常数。第二类型（附图20c－20d）具有相同的都为170nm的顶部半径和底部半径，3.5μm的高度，零度倾斜角和800nm的晶格常数，而被称为具有周期性（有序）的圆柱形纳米线柱阵列。在实验中，通过SPEL掩模设计来控制顶部半径和晶格常数。倾斜角和高度分别由硅RIE蚀刻条件和蚀刻时间来确定。所有相邻的底部都被连接在一起（图20b右边），而相邻的圆柱形纳米线柱阵列的底部相互被分开（图20d）。
[0127] 参照图20a－20d，示出了有序Si NCF阵列和有序圆柱形纳米线柱阵列的显微镜图象。参照图20a，左边部分示出了有序Si NCF阵列的侧视（45度）扫描电子显微镜（SEM）图象，比例尺800nm。单个NCF的SEM图象（45度侧视）的放大图示出在右边，具有170nm的顶部半径（r1），400nm的底部半径（r2），3.5μm的高度（h），3.8度的倾斜角（θ）。比例尺视400nm。参照图20b，有序Si NCF阵列的俯视SEM图象（左边，800nm比例尺）和SEM图象的放大图（右边，400nm比例尺）。插图示出了相应的蚀刻掩模SiO2柱阵列的SEM图象（800nm比例尺）。a1和a2是晶格矢量，具有晶格常数a。邻近的NCF的底部是相连的，具有800nm的晶格常数和400nm的NCF底部半径。参照图20c，其呈现了有序Si圆柱形纳米柱阵列的侧视（45度）SEM图象，400nm比例尺。参照图20d，有序Si圆柱形纳米柱阵列的俯视SEM图象，400nm比例尺。
[0128] 实施例2的结束
[0129] 参照实施例2，使用λ=609nm激光的有序Si NCF阵列（800nm晶格常数）的传输的衍射图（图21a），显示了该纳米结构的高周期性和均匀性。在图21a－21f中示出了反射和透射谱。为了获得薄膜窗口以进行透射测量，使用4μm PECVD SiO2作为蚀刻掩模以及隐埋氧化物（2μm）作为蚀刻终止层，通过Si深层反应性离子蚀刻（DRIE），蚀刻穿过SOI晶片的背部。窗口薄膜由3.5μm的有序Si NCF阵列、下面1.5μm的平坦Si层和2μm的SOI隐埋氧化物组成。控制裸露的硅薄膜具有5μm厚度的平坦Si和2μm的SOI隐埋氧化物。通过A=100%-R-T，在获得反射（R）和透射（T）谱后得到吸收谱（A）（图21f）。有序Si NCF阵列在波长400－1100nm的范围具有约99％的最大吸收率。这些Si NCF阵列呈现了非常宽的带宽和极高的光学吸收效率，这可能是由于存在光学波导共振模的光子晶体的光学吸收增强效应，并且半径的变化也在极佳的有序结构中不存在的其他频率处产生附加共振模（λ1,λ2,λ3等）。参照其他的实验结果，相比于裸硅（5μm厚）和具有800nm晶格常数的有序Si NCF阵列，描述的截头圆锥体纳米线柱阵列呈现出整个波长范围的吸收率的提高。上述提高在较长波长处增加，在较长波长处，硅吸收降低而光捕获效应增加。在1000－1100nm区域，该提高能达到10－19倍的较大值，在此区域硅具有非常弱的吸收。本文提出的装置包括多个纳米线柱、支撑多个纳米线柱的衬底，其中该多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，该周期性阵列是二维的周期性阵列，其中该周期性阵列进一步的特征包括具有大于约5∶1的柱高宽比，并且其中多个柱被构造以使得当该装置暴露于大约400nm到大约1000nm范围的电磁辐射中时，其具有至少90％的吸收率。
[0130] 为了研究光捕获特性与晶格常数的关系，我们在相同的SOI晶片上制备了三种具有相同的高度（3.5μm）和恒定的倾斜角度（θ=3.8度）的有序NCF纳米线阵列，但是具有不同的晶格常数，分别为600nm（r1=69nm,r2=300nm）、800nm（r1=170nm,r2=400nm）和1000nm（r1=273nm,r2=500nm）。具有600nm晶格常数的有序NCF阵列给出了最低的反射率（<0.5%），这是由于最小的顶部半径对于最低的反射，这是符合预期的。所有这三种NCF样品在整个光谱范围呈现出很强的抗反射特性，这与“黑表面”（图21b）相符合。晶格常数为800nm和1000nm的有序NCF阵列在整个波普范围400nm－1100nm都呈现出极低的透射谱（图23b），而晶格常数为600nm的有序NCF阵列在带隙区域800－1100nm的波长附近呈现出稍稍增强的透射性。
[0131] 参照图21a，描述了光捕获测量。再图21a中，示出了使用λ=609nm激光投射到白纸屏幕上并被数字照相机记录形成的NCF阵列（晶格常数为800nm）的透射衍射图。白纸屏幕离SiO2衬底4mm远。比例尺是3mm。窗口薄膜由3.5μm的有序Si NCF阵列、在下面的1.5μm的平坦Si层和2μm的SOI隐埋氧化物组成。参照图21b，示出了有序Si NCF阵列的照片，比例尺为1mm。参照图21c，示出了有序NCF阵列和有序圆柱形纳米柱阵列的光捕获机理的示意图。具有变化的半径的有序Si NCF阵列结构可在极佳的有序结构中不存在的其他频率处产生额外共振模（λ1,λ2,λ3等），而单一的线半径导致宽带太阳能收集。图
21d、21e和21f分别示出了测量的垂直入射到有序Si NCF阵列（虚线的）上、有序Si圆柱形纳米柱阵列（点线的）上、和控制裸硅层（黑色）上的光的反射、透射和吸收谱。窗口薄膜由3.5μm有序Si NCF（或者圆柱形的）阵列、在下面的1.5μm的平坦Si层和2μm的SOI掩埋氧化层组成。控制裸硅层具有5μm的厚度。
21d、21e和21f分别示出了测量的垂直入射到有序Si NCF阵列（虚线的）上、有序Si圆柱形纳米柱阵列（点线的）上、和控制裸硅层（黑色）上的光的反射、透射和吸收谱。窗口薄膜由3.5μm有序Si NCF（或者圆柱形的）阵列、在下面的1.5μm的平坦Si层和2μm的SOI掩埋氧化层组成。控制裸硅层具有5μm的厚度。
[0132] 现在如下参照实施例3和4，提供实施例3和4以说明被修改以将吸收的电磁辐射转换成电能的结构。
[0133] 实施例3
[0134] 如实施例1中所描述制备的结构被修改以将吸收的电磁辐射转换成电能。图22a图解了修改以将吸收的电磁辐射转换成电能的结构。如图22a所示的结构100可以通过掺杂柱12以形成为Si柱p－n结。该结构100还可以包括置于柱之上的SiO2层以及与作为结构的p区域的电连接的第一电极和与结构100的n区域电连接的第二电极。图22b和图22b图解了多种样品的测试数据，其中多种样品的节距是不同的。图22c示出了具有400nm的节距的样品的测试数据。
[0135] 实施例4
[0136] 由于在整个光谱范围的最大吸收，选择如实施例2中所述的具有800nm晶格常数的有序Si NCF阵列来制造电磁辐射能量转换器，以观测太阳能转换效率。从使用SOI顶部18 -3 +
硅（电阻率0.015Ω·cm，掺杂浓度2×10 cm ）制造的n-型有序Si NCF阵列开始，经硼离子注入(E=10keV)而形成径向的p－n结。（见图23a）。离子注入具有对总的掺杂剂量、
19 21 -3
深度分布图的精确控制的优点，并且最重要地是对于高达10 -10 cm 的高掺杂级别依然适合。考虑到NCF的倾斜角（3.8度），使用通过SRIM离子注入模拟器而计算的侧向离散深度值，从而预估出侧壁的离子注入深度为20nm。在离子注入期间，NCF侧壁表面上的初始掺
20 -3
杂浓度被控制为1×10 cm 。注入后，直接在900°C快速热退火（RTA）60秒，以激活掺杂剂并且去除注入损伤。为了最小化由于NCF阵列几何形状而增加的巨大的总表面积而带来的表面复合的损失，在900度持续6分钟条件下，形成SiO2湿氧化物薄层（20nm厚）以作为p－n结的外侧钝化层。在RTA和湿氧化的高温工艺期间，硼离子朝中心扩散估计的80nm
19 -3
更多，在扩散之后形成最终的结深为100nm和最终硼掺杂浓度为2×10 cm 。从外表面到+
核心处，径向p－n结由20nm外侧钝化层SiO2、100nm准中性硼掺杂p型的壳区、25nm的耗+
尽内壳区、以及45nm顶部半径（275nm底部半径）的准中性n型Si核心区(在半径上）组+ +
成。重要的是使用两者都重掺杂的n和p 准中性区域以在每个NCF中形成小的耗尽区，从而使得NCF不是完全耗尽的，因为准中性核心区应存在以引导载流子向下至底部接触。图
23a中示出了示意性能量转换单元结构图。
硅（电阻率0.015Ω·cm，掺杂浓度2×10 cm ）制造的n-型有序Si NCF阵列开始，经硼离子注入(E=10keV)而形成径向的p－n结。（见图23a）。离子注入具有对总的掺杂剂量、
19 21 -3
深度分布图的精确控制的优点，并且最重要地是对于高达10 -10 cm 的高掺杂级别依然适合。考虑到NCF的倾斜角（3.8度），使用通过SRIM离子注入模拟器而计算的侧向离散深度值，从而预估出侧壁的离子注入深度为20nm。在离子注入期间，NCF侧壁表面上的初始掺
20 -3
杂浓度被控制为1×10 cm 。注入后，直接在900°C快速热退火（RTA）60秒，以激活掺杂剂并且去除注入损伤。为了最小化由于NCF阵列几何形状而增加的巨大的总表面积而带来的表面复合的损失，在900度持续6分钟条件下，形成SiO2湿氧化物薄层（20nm厚）以作为p－n结的外侧钝化层。在RTA和湿氧化的高温工艺期间，硼离子朝中心扩散估计的80nm
19 -3
更多，在扩散之后形成最终的结深为100nm和最终硼掺杂浓度为2×10 cm 。从外表面到+
核心处，径向p－n结由20nm外侧钝化层SiO2、100nm准中性硼掺杂p型的壳区、25nm的耗+
尽内壳区、以及45nm顶部半径（275nm底部半径）的准中性n型Si核心区(在半径上）组+ +
成。重要的是使用两者都重掺杂的n和p 准中性区域以在每个NCF中形成小的耗尽区，从而使得NCF不是完全耗尽的，因为准中性核心区应存在以引导载流子向下至底部接触。图
23a中示出了示意性能量转换单元结构图。
[0137] 实施例4的结束
[0138] 图23b示出了在室温下、AM 1.5G垂直照射100mW/cm2下，单个太阳能电池的典型的电流密度对电压的测量。对于具有仅仅是控制的裸Si和具有有序Si NCF阵列（800nm2
晶格常数）的太阳能电池，它们分别具有13.6和26.4mA/cm的短路电流密度（Jsc）、0.54和
0.59V的开路电压（Voc）、0.7和0.69的填充因子（FF）、以及5.2%和10.8％的效率（η）。
晶格常数）的太阳能电池，它们分别具有13.6和26.4mA/cm的短路电流密度（Jsc）、0.54和
0.59V的开路电压（Voc）、0.7和0.69的填充因子（FF）、以及5.2%和10.8％的效率（η）。
[0139] 参照图23a－23c，描述了太阳能电池输出特性。参照图23a，图23a是太阳能电池结构的截面示意图。参照图23b，图23b是在AM 1.5G垂直照射下，由裸硅（黑色）、具有800nm的Si NCF阵列（蓝色）组成的太阳能电池的电流密度对电压的曲线图。参照图23c，图23c是相比于裸硅，具有800nm晶格常数的NCF阵列的吸收的谱分辨的提高。该提高的定义是有序Si NCF阵列所测量的值和裸硅所测量的值的差，然后除以裸硅的值。
[0140] 不希望一定是单一的理论，选择有序Si NCF阵列的高能量转换效率具有如下几个理由：（1）有序Si NCF结构阵列在整个谱范围具有强的光捕获和吸收特性，存在光子晶体增强效应和半径的变化导致的宽带宽的吸收。（2）径向p－n结结构具有使光吸收和载流子收集过程正交化的优点，提供高的载流子收集效率。（3）通过高温湿氧化形成的钝化二氧化硅层（~20nm），大大减少了大表面积的表面复合损耗。（4）这些有序Si NCF阵列具有高+ +度可控的朝向、节距和维数，这可确定在每个NCF上的p/n二极管具有一致的且较高的器件性能。
[0141] 通过使用SPEL技术能够制造大面积有序Si NCF阵列结构，仅5μm的厚度，呈现了在波长范围400－1000nm范围内约99％的可观的吸收率，SPEL技术具有高光刻输出、高分辨率和低成本的潜能。使用这些有序Si NCF阵列可以获得高效率能量转换电池。而且，该新颖的高光捕获结构阵列和SPEL制造技术也可以用于低成本衬底太阳能电池，使用多晶硅或其他半导体。
[0142] 对纳米线结构作修改以将电磁辐射转换成电能，本文的纳米线结构可以使用于更大的装置中。
[0143] 在一个实施方式中，可以用电池充电电路使用如本文提出的结构100。图24示出了具有操作地连接到电池再充电电路514的电极502、504的类型的结构100。电池再充电电路514依次可以操作地连接到可再充电电池520。如图24所示的装置，可以用于为任何便携式或者固定式电子器件供电。
[0144] 参照图25，可以使用结构100用于太阳能转换。参照图25，结构100的电极502和504，例如如图25所示的结构可以连接到逆变器510，用于将输入DC电能转换成AC电功率的输出。来自逆变器510的AC输出可以依次连接到电力配送系统的电网。结构100可以水平地放置，例如放在地平线上或者屋顶以使得其中的柱12向上延伸以增加太阳能的吸收。
在一个实施方式中，结构100的配置使得结构100对红外波长范围是吸收的，并且其中柱12是由硅形成。因此提供了具有低成本的可升级的用于太阳能的宽带收集和转换的装置。目前可用的太阳能板需要跟踪装置，以用于在白天期间优化板相对于太阳的朝向。而具有配置用于太阳能的内部反射的结构100，则不需要这样的跟踪装置。
在一个实施方式中，结构100的配置使得结构100对红外波长范围是吸收的，并且其中柱12是由硅形成。因此提供了具有低成本的可升级的用于太阳能的宽带收集和转换的装置。目前可用的太阳能板需要跟踪装置，以用于在白天期间优化板相对于太阳的朝向。而具有配置用于太阳能的内部反射的结构100，则不需要这样的跟踪装置。
[0145] 在图26的实施方式中，多个结构100中形成太阳能板的每一个被分布到更大阵列560的太阳能板中。结构100的多列可以串联在一起，并且这些串连的列可以并联连接以限定顶部和底部端子，这些端子可以连接到逆变器510，如图26所示，用于将输入的DC电能转换成输出AC电能。
[0146] 对于附图27，图27图解了硅基红外探测器中使用的结构100。在图27的实施方式中，结构100本文描述的的类型，其中柱由硅形成，并且在电磁波长400nm到1000nm范围内具有至少90％的吸收率（这可以使用图21f的虚线吸收图所表示的结构来实现）。为了检测红外光，在结构100的前方可以放置滤波器572，用于过滤红外波段之外的电磁辐射（例如过滤可见光的过滤器）。图27的装置还可以包括不透明罩574，以用于防止除了通过滤器572的光之外的光进入到结构100。电路570可以操作地将结构100输出的电信号连接到指示器580（例如光源、用于显示与信号对应的数据的显示器）或者程序控制界面582。
[0147] 参照图28，本文提出的多个结构100可以布置为光探测器阵列602，其具有多个相邻的结构100以使得每个结构100操作为光探测器阵列602的单个像点（photosite）或者图象元素（像素）。结构100可以布置在线性探测器阵列中或者布置在二维探测器阵列中，如图28所示的具体实施方式。本文提出的装置包括具有多个像点图象元素的光探测器阵列，其中光探测器阵列的特征像点图象元素包括具有纳米线柱阵列的纳米线结构，并且其中该特征像点图象元素的纳米线结构被配置以响应于纳米线柱阵列吸收的电磁辐射而输出电信号。
[0148] 为了建立结构100以使得每个结构100操作为光探测器阵列中的像素，每个结构100可以被建立以使得每个结构存储代表入射到其上的光的电荷，而不受光探测器阵列602的每个其他结构100的影响。如图29所示，该装置可进一步包括列电路604、行电路060以及控制电路610，并且每一个结构100可具有适当的像素电路610以使得控制电路612可以输入到光探测器阵列602中，列电路604和行电路606控制信号曝光和像素图象信号的读取，并且可以以逐行的基础读取光探测器阵列602的图像信号直到代表入射到光探测器阵列602上的光的图像数据被输出。输出的图像数据可以存储到工作存储器中以通过CPU（未示出）来运行。在图29的实施方式中示出了空间成像装置。如图29所示的装置，包括图
29所示的光探测器电路624。图29的空间成像装置还包括如图28所示的装置的部件，可以包括用于将目标物体聚焦在光探测器阵列602上的成像透镜。其中阵列602的结构100可以由实施例2的红外吸收实施方式提供，从而建立硅基红外吸收探测器阵列。
29所示的光探测器电路624。图29的空间成像装置还包括如图28所示的装置的部件，可以包括用于将目标物体聚焦在光探测器阵列602上的成像透镜。其中阵列602的结构100可以由实施例2的红外吸收实施方式提供，从而建立硅基红外吸收探测器阵列。
[0149] 描述了被修改以包括柔性衬底的结构100可以适用于多种应用，包括力检测应用和衬底检测应用。本文的实施例5描述了用于力检测应用中的纳米线结构，而实施例6阐述了在衬底检测应用中的柔性纳米结构的使用情况。
[0150] 实施例5
[0151] 具有周期性光子晶体结构的垂直硅纳米线阵列（纳米线柱阵列），可以依赖于光波长、纳米线直径以及纳米线节距间隔而选择性地捕获或者衍射光。这里，我们通过在设置为柔性的衬底上制造可控制的垂直硅纳米线阵列以获得视觉压力传感器。具有光子晶体纳米结构的垂直纳米线柱阵列可以以与在半导体晶体中的周期性势能通过限定电子容许能带和禁带而影响电子运动一样的方式影响电磁波的传播。这将导致明显的光学现象，比如高反射的全向镜以及低损耗波导。对于具有在顶部上有垂直硅纳米线柱阵列的衬底，通过控制空腔压力而弯曲薄膜（图30），将导致由于纳米线节距和纳米线视角的调制而使衬底颜色发生改变（图32和33）。
[0152] 我们通过利用SiO2纳米柱作为蚀刻掩模的硅RIE蚀刻，使用电子束光刻以在SOI晶片上对垂直硅纳米线阵列进行构图。垂直硅纳米线柱阵列具有100nm的线直径、1μm的纳米线节距和1.5μm的纳米线高度（图31）。这些纳米线柱阵列具有一致的线直径、可控制的线（柱）朝向和节距。具有背面对准的光刻可以用于图案化背面圆形腔（800μm直径），接着利用背面PECVD SiO2层作为蚀刻掩模并利用SOI隐埋氧化物作为终止层，采用硅DRIE以蚀刻穿过该硅衬底。通过移动在下面的衬底（薄膜），这些光子晶体纳米线结构将呈现不4
同的视觉颜色。我们的视觉压力传感器在0Pa至8×10Pa之间具有高灵敏度。
同的视觉颜色。我们的视觉压力传感器在0Pa至8×10Pa之间具有高灵敏度。
[0153] 参照图30a－30e，示出了压力传感器制备工艺示意图。参照图30a，在SOI晶片上沉积薄层PECVD SiO2（约300nm)(3μm Si/2μm SiO2）。该PECVD SiO2层通过电子束光刻使用负型电子束抗蚀胶NEB31A而被图案化，接着采用氧化RIE蚀刻。参照图30b，通过Si RIE蚀刻以形成垂直Si柱纳米线阵列，使用SiO2作蚀刻掩模。参照图30c，在SOI晶片的背面沉积厚层的PECVD SiO2（约4μm）。然后其通过光刻机EV620使用背面对准进行图案化，接着进行SiO2 RIE蚀刻。参照图30d，SOI晶片硅衬底通过硅深RIE被蚀刻穿，利用背面PECVD SiO2作为蚀刻掩模并利用SOI隐埋氧化物作为终止层。参照图30e，使用粘合胶将玻璃压力控制适配器安装在背部。
[0154] 参照图31，图31示出了垂直Si纳米线柱阵列的SEM图象（45度角视图），该纳米线柱阵列具有100nm的线直径、1μm的纳米线节距和1.5μm的纳米线高度。插图示出了图30a中的SiO2柱阵列的俯视SEM图象。
[0155] 图32a－图32f示出了随着薄膜承载压力从0Pa增加到8×104Pa的纳米线薄膜颜色变化的俯视图像。位移相应于圆形薄膜的中心点的最大位移。初始的图案是由于薄膜的应力导致的。
[0156] 参照图33a，提供了视觉压力传感器的实验测试和模拟。该圆形薄膜具有800μm的直径并且它的负载压力被定义为外部压力和腔内压力的压力差。
[0157] 参照图33b，提出了解释从弯曲的薄膜上的这些光子晶体垂直纳米线结构反射的光的机制的示意图。柔性衬底的弯曲将调制纳米线柱阵列的节距，对于不同纳米线密度的区域产生波长相关的反射。具有不同颜色的箭头对应于具有不同波长的反射可见光。
[0158] 实施例5的结束
[0160] 实施例6
[0161] 提供用于MEMS薄膜共振器的热机激发的纳米尺寸光子晶体光学吸收器。MEMS的光激励具有将能量直接耦合进选择的器件区域而不需要任何在集成静电和压电激励中需要的电互联。在光热激励中，入射到结构上的光被吸收并且通过光子吸收被转换成热。这里，我们实现了对于具有集成垂直硅纳米柱光子晶体阵列的圆形薄膜Si/SiO2振荡器的线性和宽带的光激励（图34a－34c）。更重要地，我们可以使用具有不同波长（从紫外到近红外）的多种激光器，或者甚至是具有连续光谱的调制的白光，来激励我们的振荡器，因为具有光子晶体结构以及波长可比的晶格常数的垂直硅纳米柱阵列，已展示出高度提高的宽带光学吸收效率（图35）。因此，这实现了高效率的宽带的光学激励。另外，垂直纳米柱阵列将暴露的表面面积比基于质量变化的共振器传感器放大了五倍，用于高得多的灵敏度。表面积和直接光激发和频率检测的并发增加便于阵列使用于，例如MEMS生物分子或气体传感器。
[0162] 使用电子束光刻以在SOI晶片上图案化垂直硅纳米柱阵列（纳米线柱阵列），接着硅RIE蚀刻，使用SiO2纳米柱作为蚀刻掩模。垂直硅纳米柱阵列具有圆锥形柱，圆锥形柱的高度为1.5μm、底部直径为250nm、顶部直径为100nm，节距为600nm（图34c）。随着光子进入纳米柱阵列，它们不断遇到在不同波长处形成等价的光共振器的反射边界条件，从而导致光的捕获。测量的这些周期性（有序）的纳米线柱阵列上的光吸收效率在400~1000nm宽带波长范围上大于90％（图35）。对应于“全黑”表面（图35的插图）。使用具有背面对准的光刻机以图案化背部圆形腔（图34b，800μm直径），接着通过硅DRIE利用SOI隐埋氧化物作为终止层以蚀刻穿过硅衬底。沉积薄层的氮化物以补偿SiO2层中的压应力。
[0163] 为了光激发，调制的激光二极管的辐射被聚焦在具有纳米柱阵列的薄膜的中心上。来自入射的调制激光的局部热生成Si/SiO2弯曲力矩（图36c）。因为顶部Si层被SiO2热隔离且在真空中操作，因此对流损耗是可忽略的。使用2μW的激光二极管AC输出功率，计算的温度梯度□T小于1度。为了检验光激发，我们使用压电激励，通过将PZT板安装在装置的背面（图35a）。薄膜振荡器的振动偏差幅度响应采用具有亚1nm级分辨率的PolyTec干涉仪测量。测量的来自光学激励的薄膜振荡器的共振谱响应与来自PZE激发的谱匹配得非常好（图37）。这些数据说明了线性光学激励。图38示出了具有纳米柱阵列的Si/SiO2薄膜振荡器的第一个十五个模式的测量绘制图形。这些实验数据与圆形薄膜的理论模式匹配得非常好。引人注目地是，在光子在覆盖薄膜的整个光子晶体上捕获时，甚至具有在激光焦点处的节点的模式被激发。通过计算2μW AC功率的激光束的功率和在每个模式中由于声学散射而损失的功率，我们可以计算每个模式的激发效率，达到82％的最大激发效率。
[0164] 参照图34a，示出了具有垂直Si纳米柱阵列（1.5μ高度）的Si/SiO2（1.5μm/2μm）薄膜的示意图。参照图34b，其示出了背面圆形腔的SEM图象（40°视图）。
参照图34c，其示出了纳米柱阵列的SEM图象（60°视角）。
参照图34c，其示出了纳米柱阵列的SEM图象（60°视角）。
[0165] 参照图35，其示出了具有图34c中的纳米线柱阵列的薄膜光吸收测量谱，以及用于相比较的平坦硅的光吸收谱。插图示出了具有纳米柱阵列的器件的顶部表面的图像（黑色）。
[0166] 参照图36a－36c，其示出了光子晶体纳米柱阵列中的光捕获和光吸收的示意图。光被吸收随着光子产生电子空穴对而被转换成热，电子空穴对随后非弹性地被复合。参照图36c，其示出了由于来自调制激光器的局部热效应而产生的Si/SiO2弯曲力矩的示意图。
[0167] 参照图37，其示出了通过两种单独的激励方法测量的共振谱：PZT激励和采用调制激光二极管的辐射的光激励。这些模式命名为（n，m），其中n是圆形节点而m是直径节点。m和n的值由实验的模式绘图和模拟而确定（图37）。插图示出了实验设备的示意图。薄膜振荡器的振动幅度和相位响应使用PolyTec干涉仪测量。激光二极管通过激光二极管驱动器而控制，具有来自函数发生器的调制输入。PZT板通过另外一个函数发生器而被激励。
[0168] 参照图38，其示出了具有纳米柱阵列的Si/SiO2薄膜振荡器的第一个十五个模式（增加一个非简并模（22）’）的绘图图形。在绘图期间，光激励固定在谐振模并且干涉仪激光枪通过用于具有亚10μm横向分辨率的横向移动的级控制器而被控制。这些实验数据与圆形薄膜的理论模式匹配得很好。非简并模是由于系统非对称性而产生的。
[0169] 实施例6的结束
[0170] 在一个方面，该发明涉及通过使用放射性同位素动力电子光刻而制造太阳能电池。通过使用放射性同位素动力电子光刻已得到一种新颖的结构，包括具有基本上垂直的壁的高宽比为40到1的非常高的纳米线柱。以该工艺制造的太阳能电池已显示了增加的效率且可产生具有集成电池的多功能太阳能电池。纳米线阵列的间距和节距的变化使得允许调节反射的光的波长。
[0171] 自驱动电子光刻（SPEL）被用于制造掩模。低应力LPCVD氮化层被沉积在双抛光的硅衬底上，接着在前侧上溅射薄层（150nm）的钨（W）并蒸镀30nm的铬层（Cr）。接着使用ZEP520抗蚀胶，执行电子束图案化。使用ZEP520作为蚀刻掩模而执行铬放射性同位素蚀刻（Cr RIE）。然后使用铬（Cr）作为蚀刻掩模而执行钨放射性同位素蚀刻（W RIE）（CF4/SF6）。通过光学光刻、氮化物REI蚀刻而执行背面氮化层窗口图案化，接着进行KOH（80C）硅蚀刻以蚀刻穿过硅衬底。
[0172] 太阳能电池直接将光转换成电，并且使用与在微电子工业中使用的相似的物理现象和技术。使用太阳能电池将太阳光直接转换成能量，这称为光伏效应。高效率太阳能电池对于每入射太阳能单位产生更多的电（瓦特/瓦特）。很多工业都聚焦在和每产生的电能的成本相关的最符合成本效益的技术上。
[0173] 由于其具有最高分辨率的光刻，因此选择的工具为电子束曝光，但是其在连续的束写入期间具有低的生产率。我们已设计并研究了低成本自驱动电子光刻（SPEL）技术，其利用来自β发射放射性同位素薄膜的自发发射能电子。该方法使得能够进行整体地平行电子束曝光，并且对同时暴露的表面积几乎没有限制。该方法潜在地消除了如在现有的电子束光刻系统中需要的对真空系统和电子聚焦柱的需要。这将大大地简化了整体的光刻系统，并且削减了深亚纳米光刻机的成本（T.Ito,S.Okazaki,Nature 406,1027（2000）;R.F.Pease,S.Y.Chou,Proceedings of the IEEE 96,248（2008））。在SPEL中，使用被置于与硅衬底上的电子灵敏抗蚀胶邻近的位置的纳米镂空微机械掩模，而在空间上阻挡发射的电子（展示1的图1）。没有被阻挡的电子，与由撞击在镂空层的侧壁上的初级电子产生的二次电子一起，撞击在并进入光刻胶。
[0174] 使用3D蒙特卡罗模拟，我们示出了在我们的系统中的特征尺寸将降低至20nm，从63
Ni发出17keV的电子。我们的3D MC模拟考虑了高能量初级电子以及产生的级联二次电子的弹性散射和非弹性散射。（Z.J.Ding,R.Shimizu,Scanning 18,92（1996））。20nm限制
2
由二次发射散射施加。为了检验SPEL概念，进行了实验，使用安全且低辐射性（10mCi/cm）β离子发射63Ni薄膜源，发射平均能量微17keV的电子。我们暴露负性抗蚀胶NEB31A，并且获得了100nm的光刻胶柱之间的最小间隙。通过掩模产生的二次电子对于曝光也是有用的。横向发射的电子被掩模层阻挡。掩模材料应当具有高的阻挡能力以最大化地吸收横向电子并且还应当具有好的导电性以消除充电效应。与当前使用的具有连续光栅扫描的利用几天以暴露晶片的电子束光刻（EBL）相比，我们的光刻系统将使得能够在几分钟内，在任意大的晶片上平行暴光大的图案。与模型化和实验结果一起，我们将对使用不同的放射性同位素和对分辨率和生产率的影响进行行业研究。
Ni发出17keV的电子。我们的3D MC模拟考虑了高能量初级电子以及产生的级联二次电子的弹性散射和非弹性散射。（Z.J.Ding,R.Shimizu,Scanning 18,92（1996））。20nm限制
2
由二次发射散射施加。为了检验SPEL概念，进行了实验，使用安全且低辐射性（10mCi/cm）β离子发射63Ni薄膜源，发射平均能量微17keV的电子。我们暴露负性抗蚀胶NEB31A，并且获得了100nm的光刻胶柱之间的最小间隙。通过掩模产生的二次电子对于曝光也是有用的。横向发射的电子被掩模层阻挡。掩模材料应当具有高的阻挡能力以最大化地吸收横向电子并且还应当具有好的导电性以消除充电效应。与当前使用的具有连续光栅扫描的利用几天以暴露晶片的电子束光刻（EBL）相比，我们的光刻系统将使得能够在几分钟内，在任意大的晶片上平行暴光大的图案。与模型化和实验结果一起，我们将对使用不同的放射性同位素和对分辨率和生产率的影响进行行业研究。
[0175] 图39是自驱动电子光刻装置的示意图，示出了（a）在纳米镂空Au掩模上的线孔的宽度、（b）线孔的间隔、（c）需要以完全阻挡非孔区域中的β粒子的掩模的厚度、以及（z）接触的可调谐接近距离。
[0176] 图40是使用Ni薄膜源以暴光负电子束抗蚀胶NEB31A的曝光和显影工艺的3D蒙2
特卡罗模拟，具有Au掩模、a=b=50nm,c=400nm,z=0nm（接触）。在350×150nm面积中使用
175000个电子。顶部图象为曝光工艺，示出了被抗蚀胶NEB31A吸收的能量密度的截面轮廓图。底部图象示出了使用基于剂量的显影模型的抗蚀胶的轮廓。
特卡罗模拟，具有Au掩模、a=b=50nm,c=400nm,z=0nm（接触）。在350×150nm面积中使用
175000个电子。顶部图象为曝光工艺，示出了被抗蚀胶NEB31A吸收的能量密度的截面轮廓图。底部图象示出了使用基于剂量的显影模型的抗蚀胶的轮廓。
[0177] 图41图解了抗蚀胶图案的扫描电镜（SEM）图象。概念的检验实验性展示了使用63 2
放射性 Ni薄膜源（I=12pA/cm）以暴露纳米镂空Au掩模（圆孔形）的自驱动电子光刻，Au掩模置于负电子束抗蚀胶NEB31A（12nm）的附近。左边底部插图示出了Au薄膜掩模的光学图象（厚度为500nm）。
放射性 Ni薄膜源（I=12pA/cm）以暴露纳米镂空Au掩模（圆孔形）的自驱动电子光刻，Au掩模置于负电子束抗蚀胶NEB31A（12nm）的附近。左边底部插图示出了Au薄膜掩模的光学图象（厚度为500nm）。
[0178] 图42图解了具有约100nm间隙的NEB31A图案的SEM图象，使用具有Au掩模（准63 2
正方形孔形状）的 Ni薄膜源（I=12pA/cm）。
正方形孔形状）的 Ni薄膜源（I=12pA/cm）。
[0179] 参照图43－49，提出了一种方法，包括使用RIPEL以制造具有12~15%效率的太阳能电池。大规模制造高效太阳能电池成为可能。而且，多功能的太阳能电池以及集成电池也成为可能。
[0180] 参照图43－44e，描述了SPEL实验设备和掩模制造工艺。
[0181] 参照图43，其示出了RIPEL实验设备的示意图。
[0182] 参照图44a－44e，示出了RIPEL掩模制造工艺。（a）在双抛光Si（100）晶片上沉积低应力LPCVD氮化物（600nm），接着进行700nm的W溅射并且在前侧100nm的Cr蒸镀。（b）使用ZEP520抗蚀胶，电子束图案化。（c）使用ZEP520作为蚀刻掩模，Cr RIE蚀刻。（d）使用Cr作为蚀刻掩模，W RIE(CF4/SF6)蚀刻。（e）通过光学光刻机进行背部氮化物窗口图案化、氮化RIE蚀刻，接着KOH（80°C）Si蚀刻以蚀刻穿过Si衬底。
[0183] 参照图45和图46，示出了SPEL特征尺寸推挤（呈现约35nm）。图45中示出了掩模的图象。
[0184] 参照图46，其示出了抗蚀胶的图象。
[0185] 参照图47，其示出了使用SPEL、接着进行RIE蚀刻制造的纳米线阵列。
[0186] 参照图48的左边样品，其示出了500nm节距线1.5cmx1.5cm面积黑色。
[0187] 参照图48的右边样品，其示出了1000nm节距线1.5cmx1.5cm面积的依据角度的多种颜色。
[0188] 参照图49，关于图49中示出的结构的数据呈现在表A中。
[0189] 表A
[0190]
[0191] 参照图50和51，图50和51是基于图案化平行Si纳米线阵列的太阳能电池的测试数据图表。
[0192] 参照图50，图50是使用690nm激光以10度恒定角入射而测量的反射率随纳米线节距的测试曲线。
[0193] 参照图51，图51是具有400nm的纳米线节距和测试的效率为大约15.3%的最好的太阳能电池装置的图。
[0194] 因此，按照图39－51以及相应的说明，本文提出了（a）一种装置包括：多个纳米线柱、支撑多个纳米线柱的衬底，其中所述多个纳米线柱被布置为周期性阵列，所述周期性阵列是二维的周期性阵列，其中所述周期性阵列的特征包括柱与柱的节距小于大约800nm，其中所述周期性阵列进一步的特征包括，柱的高宽比大于大约5∶1。因此还提出了装置（a），其中多个纳米线柱的这些柱限定半导体p－n结，以响应于电磁辐射的吸收而产生电流。
[0195] 按照图39－51和相应的说明，因此本文还提出了（b）装置，包括结构，该结构包括多个纳米线柱；其中所述结构进一步包括支撑所述多个纳米线柱的衬底，所述多个纳米线柱由半导体材料形成；其中所述多个纳米线柱被布置为周期性阵列，所述周期性阵列是二维周期性阵列，并且其中所述多个柱的这些柱限定半导体p－n结，以响应于电磁辐射的吸收而产生电流。因此还提出了装置（b），其中所述半导体p－n通过使用离子注入而掺杂所述柱而形成。因此还提出了装置（b），其中所述装置进一步包括在所述多个纳米线柱之上的钝化层。因此本文还提出了装置（b），其中p－n结限定用于该装置的p区域和n区域，并且其中所述装置进一步包括与所述p区域接触的第一电极和与所述n区域接触的第二电极。
[0196] 因此本文还提出了装置（a）或（b），其中的柱的高宽比大于10：1。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中柱的高宽比大于20∶1。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中柱的高宽比大于30∶1。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中柱的高宽比大于40∶1。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中柱的高宽比大于50∶1。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中节距小于700nm。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中节距小于600nm。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中节距小于500nm。因此本文还提出了装置（a）或（b），其中的柱由硅形成。
[0198] 该发明涉及通过使用放射性同位素动力电子光刻而制造太阳能电池。通过使用放射性同位素动力电子光刻已得到一种新颖的结构，包括具有基本上垂直的壁的高宽比为40到1的非常高的纳米线柱。以该工艺制造的太阳能电池已显示了增加的效率且可产生具有集成电池的多功能太阳能电池。纳米线阵列的间距和节距的变化使得允许调节反射的光的波长。
[0199] 自驱动电子光刻（SPEL）被用于制造掩模。低应力LPCVD氮化层被沉积在双抛光的硅衬底上，接着在前侧上溅射薄层（150nm）的钨（W）并蒸镀30nm的铬层（Cr）。接着使用ZEP520抗蚀胶，执行电子束图案化。使用ZEP520作为蚀刻掩模而执行铬放射性同位素蚀刻（Cr RIE）。然后使用铬（Cr）作为蚀刻掩模而执行钨放射性同位素蚀刻（W RIE）（CF4/SF6）。通过光学光刻、氮化物REI蚀刻而执行背面氮化层窗口图案化，接着进行KOH（80C）硅蚀刻以蚀刻穿过硅衬底。
[0200] 太阳能电池直接将光转换成电，并且使用与在微电子工业中使用的相似的物理现象和技术。使用太阳能电池将太阳光直接转换成能量，这称为光伏效应。高效率太阳能电池对于每入射太阳能单位产生更多的电（瓦特/瓦特）。很多工业都聚焦在和每产生的电能的成本相关的最符合成本效益的技术上。
[0201] 由于其具有最高分辨率的光刻，因此选择的工具为电子束曝光，但是其在连续的束写入期间具有低的生产率。我们已设计并研究了低成本自驱动电子光刻（SPEL）技术，其利用来自β发射放射性同位素薄膜的自发发射能电子。该方法使得能够进行整体地平行电子束曝光，并且对同时暴露的表面积几乎没有限制。该方法潜在地消除了如在现有的电子束光刻系统中需要的对真空系统和电子聚焦柱的需要。这将大大地简化了整体的光刻系统，并且削减了深亚纳米光刻机的成本（T.Ito,S.Okazaki,Nature 406,1027（2000）;R.F.Pease,S.Y.Chou,Proceedings of the IEEE 96,248（2008））。在SPEL中，使用被置于与硅衬底上的电子灵敏抗蚀胶邻近的位置的纳米镂空微机械掩模，而在空间上阻挡发射的电子（展示1的图1）。没有被阻挡的电子，与由撞击在镂空层的侧壁上的初级电子产生的二次电子一起，撞击在并进入光刻胶。
[0202] 使用3D蒙特卡罗模拟，我们示出了在我们的系统中的特征尺寸将降低至20nm，从63
Ni发出17keV的电子。我们的3D MC模拟考虑了高能量初级电子以及产生的级联二次电子的弹性散射和非弹性散射。（Z.J.Ding,R.Shimizu,Scanning 18,92（1996））。20nm限制
2
由二次发射散射施加。为了检验SPEL概念，进行了实验，使用安全且低辐射性（10mCi/cm）β离子发射63Ni薄膜源，发射平均能量微17keV的电子。我们暴露负性抗蚀胶NEB31A，并且获得了100nm的光刻胶柱之间的最小间隙。通过掩模产生的二次电子对于曝光也是有用的。横向发射的电子被掩模层阻挡。掩模材料应当具有高的阻挡能力以最大化地吸收横向电子并且还应当具有好的导电性以消除充电效应。与当前使用的具有连续光栅扫描的利用几天以暴露晶片的电子束光刻（EBL）相比，我们的光刻系统将使得能够在几分钟内，在任意大的晶片上平行暴光大的图案。与模型化和实验结果一起，我们将对使用不同的放射性同位素和对分辨率和生产率的影响进行行业研究。
Ni发出17keV的电子。我们的3D MC模拟考虑了高能量初级电子以及产生的级联二次电子的弹性散射和非弹性散射。（Z.J.Ding,R.Shimizu,Scanning 18,92（1996））。20nm限制
2
由二次发射散射施加。为了检验SPEL概念，进行了实验，使用安全且低辐射性（10mCi/cm）β离子发射63Ni薄膜源，发射平均能量微17keV的电子。我们暴露负性抗蚀胶NEB31A，并且获得了100nm的光刻胶柱之间的最小间隙。通过掩模产生的二次电子对于曝光也是有用的。横向发射的电子被掩模层阻挡。掩模材料应当具有高的阻挡能力以最大化地吸收横向电子并且还应当具有好的导电性以消除充电效应。与当前使用的具有连续光栅扫描的利用几天以暴露晶片的电子束光刻（EBL）相比，我们的光刻系统将使得能够在几分钟内，在任意大的晶片上平行暴光大的图案。与模型化和实验结果一起，我们将对使用不同的放射性同位素和对分辨率和生产率的影响进行行业研究。
[0203] 图39是自驱动电子光刻装置的示意图，示出了（a）在纳米镂空Au掩模上的线孔的宽度、（b）线孔的间隔、（c）需要以完全阻挡非孔区域中的β粒子的掩模的厚度、以及（z）接触的可调谐接近距离。
[0204] 图40是使用Ni薄膜源以暴光负电子束抗蚀胶NEB31A的曝光和显影工艺的3D蒙2
特卡罗模拟，具有Au掩模、a=b=50nm,c=400nm,z=0nm（接触）。在350×150nm面积中使用
175000个电子。顶部图象为曝光工艺，示出了被抗蚀胶NEB31A吸收的能量密度的截面轮廓图。底部图象示出了使用基于剂量的显影模型的抗蚀胶的轮廓。
特卡罗模拟，具有Au掩模、a=b=50nm,c=400nm,z=0nm（接触）。在350×150nm面积中使用
175000个电子。顶部图象为曝光工艺，示出了被抗蚀胶NEB31A吸收的能量密度的截面轮廓图。底部图象示出了使用基于剂量的显影模型的抗蚀胶的轮廓。
[0205] 图41图解了抗蚀胶图案的扫描电镜（SEM）图象。概念的检验实验性展示了使用63 2
放射性 Ni薄膜源（I=12pA/cm）以暴露纳米镂空Au掩模（圆孔形）的自驱动电子光刻，Au掩模置于负电子束抗蚀胶NEB31A（12nm）的附近。左边底部插图示出了Au薄膜掩模的光学图象（厚度为500nm）。
放射性 Ni薄膜源（I=12pA/cm）以暴露纳米镂空Au掩模（圆孔形）的自驱动电子光刻，Au掩模置于负电子束抗蚀胶NEB31A（12nm）的附近。左边底部插图示出了Au薄膜掩模的光学图象（厚度为500nm）。
[0206] 图42图解了具有约100nm间隙的NEB31A图案的SEM图象，使用具有Au掩模（准63 2
正方形孔形状）的 Ni薄膜源（I=12pA/cm）。
正方形孔形状）的 Ni薄膜源（I=12pA/cm）。
[0207] 参照图43－49，提出了一种方法，包括使用RIPEL以制造具有12~15%效率的太阳能电池。大规模制造高效太阳能电池成为可能。而且，多功能的太阳能电池以及集成电池也成为可能。
[0208] 参照图43a－44e，描述了SPEL实验设备和掩模制造工艺。
[0209] 参照图43，其示出了RIPEL实验设备的示意图。
[0210] 参照图44a－44e，示出了RIPEL掩模制造工艺。（a）在双抛光Si（100）晶片上沉积低应力LPCVD氮化物（600nm），接着进行700nm的W溅射并且在前侧100nm的Cr蒸镀。（b）使用ZEP520抗蚀胶，电子束图案化。（c）使用ZEP520作为蚀刻掩模，Cr RIE蚀刻。（d）使用Cr作为蚀刻掩模，W RIE(CF4/SF6)蚀刻。（e）通过光学光刻机进行背部氮化物窗口图案化、氮化RIE蚀刻，接着KOH（80°C）Si蚀刻以蚀刻穿过Si衬底。
[0211] 参照图45和图46，示出了SPEL特征尺寸推挤（呈现约35nm）。图45中示出了掩模的图象。
[0212] 参照图46，其示出了抗蚀胶的图象。
[0213] 参照图47，其示出了使用SPEL、接着进行RIE蚀刻制造的纳米线阵列。
[0214] 参照图48的左边样品，其示出了500nm节距线1.5cmx1.5cm面积黑色。
[0215] 参照图48的右边样品，其示出了1000nm节距线1.5cmx1.5cm面积的依据角度的多种颜色。
[0216] 参照图49，关于图49中示出的结构的数据呈现在表A中。
[0217] 表A
[0218]
[0219] 参照图50和51，图50和51是基于图案化平行Si纳米线阵列的太阳能电池的测试数据图表。
[0220] 参照图50，图50是使用690nm激光以10度恒定角入射而测量的反射率随纳米线节距的测试曲线。
[0221] 参照图51，图51是具有400nm的纳米线节距和测试的效率为大约15.3%的最好的太阳能电池装置的图。
[0222] [第61/252,610号美国临时专利申请的摘录的结束]
[0223] 本文描述的系统方法和装置的小实例在如下：
[0224] A1.一种装置，包括：
[0225] 多个纳米线柱；
[0226] 支撑所述多个纳米线柱的衬底；
[0227] 其中所述多个纳米线柱被布置为周期性阵列，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
[0228] 其中所述周期性阵列的特征包括柱与柱的节距小于大约800nm；
[0229] 其中所述周期性阵列进一步的特征包括柱高宽比大于大约5∶1。
[0230] A2.根据A1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括具有底部截面积大于顶部截面积的柱形。
[0231] A3.根据A1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括圆锥形的柱形。
[0232] A4.根据A1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括截头圆锥体的柱形。
[0233] A5.根据A1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括所述多个柱中的相邻柱的底部相互接触。
[0234] A6.根据A1的装置，其中所述衬底包括单层材料。
[0235] A7.根据A1的装置，其中所述衬底包括多层的材料
[0236] A8.根据A1的装置，其中所述衬底由柔性衬底提供。
[0237] A9.根据A1的装置，其中所述周期性阵列的柱与柱的节距小于600nm。
[0238] A10.根据A1的装置，其中所述周期性阵列的特征包括柱高宽比大于20∶1。
[0239] A11.根据A1的装置，其中所述多个柱由半导体材料形成。
[0240] A12.根据A1的装置，其中所述多个柱由硅形成。
[0241] A13.根据A1的装置，其中所述多个柱是垂直延伸的。
[0243] B1.一种装置，包括：
[0244] 多个纳米线柱；
[0245] 支撑所述多个纳米线柱的衬底；
[0246] 其中所述多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
[0247] 其中所述周期性阵列进一步的特征包括大于约5∶1的柱高宽比；以及
[0248] 其中所述多个柱被配置以使得当所述装置暴露于从大约400nm到大约1000nm的波长范围的电磁辐射中时，所述装置具有至少90％的吸收率。
[0249] B2.根据B1的装置，其中所述多个纳米线柱由硅形成。
[0250] B3.根据B1的装置，其中所述多个柱中的柱形成半导体p－n结，以响应于电磁辐射的吸收而产生电流。
[0251] B4.根据B1的装置，其中所述多个柱被配置以使得所述装置当暴露于从400nm到1000nm的波长范围的电磁辐射时，所述装置具有至少90％的吸收率。
[0252] B5.根据B1的装置，其中所述多个柱被配置以使得所述装置当暴露于从大约200nm到大约1200nm的波长范围的电磁辐射时，所述装置具有至少90％的吸收率。
[0253] C1.一种装置，包括：
[0254] 多个纳米线柱；
[0255] 支撑所述多个纳米线柱的衬底；
[0256] 其中所述多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
[0257] 其中所述周期性阵列被配置以使得当暴露于具有从大约200nm到大约1000nm范围的波长的电磁辐射中时，所述周期性阵列具有至少10％的反射率。
[0258] C2.根据C1的装置，其中所述周期性阵列被配置以使得当暴露于具有从大约200nm到大约1000nm范围的波长的电磁辐射中时，所述周期性阵列具有至少10％的反射率。
[0259] D1.一种装置，包括：
[0260] 包括多个纳米线柱的结构；
[0261] 其中所述结构进一步包括支撑所述多个纳米线柱的衬底，所述多个纳米线柱由半导体材料形成；
[0262] 其中所述多个纳米线柱以周期性阵列的方式布置，所述周期性阵列是二维的周期性阵列；
[0263] 其中所述多个柱中的柱形成半导体p－n结，以响应于电磁辐射的吸收而产生电流。
[0264] D2.根据D1的装置，其中所述装置被配置以使得所述衬底是柔性的，并且其中所述装置被配置以使得所述衬底的变形改变所述二维阵列的吸收率和反射率特性。
[0265] D3.根据D1的装置，其中所述半导体p－n结是通过使用离子注入掺杂所述柱而形成。
[0266] D4.根据D1的装置，其中所述半导体p－n结是通过外延生长形成。
[0267] D5.根据D1的装置，其中所述半导体p－n结是通过化学气相沉积形成。
[0268] D6.根据D1的装置，其中所述装置进一步包括在所述多个柱之上的钝化层。
[0269] D7.根据D1的装置，其中所述装置进一步包括在所述多个柱之上的钝化层，并且通过热氧化而形成在所述多个柱之上，以减少表面复合缺陷。
[0270] D8.根据D1的装置，其中所述p－n结形成所述装置的p区域和n区域，并且其中所述装置进一步包括与所述p区域接触的第一电极和与所述n区域接触的第二电极。
[0271] D9.根据D1的装置，其中所述半导体p－n结形成所述装置的外侧半导体结区域18
和所述装置的内侧半导体结区域，并且其中所述外侧半导体结区域被掺杂至为至少10 /
3
cm的掺杂水平，其中所述装置包括邻近所述外侧半导体结区域的钝化层，所述装置进一步具有与所述外侧半导体区域接触的电极。
和所述装置的内侧半导体结区域，并且其中所述外侧半导体结区域被掺杂至为至少10 /
3
cm的掺杂水平，其中所述装置包括邻近所述外侧半导体结区域的钝化层，所述装置进一步具有与所述外侧半导体区域接触的电极。
[0272] D10.根据D1的装置，其中的所述多个柱被配置以使得当暴露于从400nm到1000nm的波长范围的电磁辐射中时，所述多个柱具有至少90％的吸收率。
[0273] D11.根据D1的装置，其中的所述多个柱被配置以使得当暴露于200nm到1200nm的波长范围的电磁辐射中时，所述多个柱具有至少90％的吸收率。
[0274] D12.根据D1的装置，进一步包括逆变器，以用于将来自所述结构的直流电输出转换成交流电。
[0275] D13.根据D1的装置，其中所述柱由硅形成并且被配置以在400nm到1000nm波长范围内具有至少90％的吸收率。
[0276] D14.根据D1的装置，其中所述柱由硅形成并且被配置以对400nm到1000nm波长范围内的电磁辐射具有至少90％的吸收率，所述装置进一步包括滤波器，以用于过滤可见光波长波段的电磁辐射。
[0277] E1.一种装置，包括：
[0278] 包括多个像点图象元素的光探测器阵列；
[0279] 其中所述光探测器阵列的特征像点图象元素包括具有纳米线柱阵列的纳米线结构，
[0280] 其中所述特征像点图象元素的所述纳米线结构被配置以响应于所述纳米线柱阵列吸收的电磁辐射而输出电信号。
[0281] E2.根据E1的装置，进一步包括用于将图象聚焦在所述光探测器阵列上的成像透镜
[0282] E3.根据E1的装置，进一步包括用于将图象聚焦在所述光探测器阵列上的成像透镜、以及过滤器，所述过滤器过滤在所述装置的光接收路径中的可见光。
[0283] E4.根据E1的装置，其中所述特征像点图象元素的所述纳米线柱阵列的柱由硅形成，并且其中所述特征像点图象元素的所述纳米线柱阵列被配置以对400nm到1000nm波长范围内的电磁辐射具有至少90％的吸收率。
[0284] E5.根据E1的装置，其中所述特征像点图象元素的所述纳米线柱阵列被配置以对200nm到1200nm波长范围内的电磁辐射具有至少90％的吸收率，并且其中所述装置进一步包括过滤器，所述过滤器过滤所述装置的光接收路径中的可见光。
[0285] E6.根据E1的装置，其中所述光探测器阵列的特征像点图象元素的所述纳米线结构包括限定第一和第二纳米线柱阵列的第一和第二区域，所述第一和第二纳米线柱阵列的区别在于节距和柱形中的一个或多个的不同。
[0286] F1.一种装置，包括：
[0287] 具有多个纳米线柱的纳米线结构；
[0288] 其中所述纳米线结构进一步包括支撑所述多个纳米线柱的衬底；
[0289] 其中所述多个纳米线柱被布置形成纳米线柱的二维阵列；
[0290] 其中所述装置被配置以使得所述衬底是柔性的，并且其中所述装置被进一步配置以使得所述衬底的变形改变包括在所述二维阵列中的柱的吸收率和反射率。
[0291] F2.根据F1的装置，其中所述二维阵列被配置以在400nm到1000nm的波长范围内具有至少90％的吸收率。
[0292] F3.根据F1的装置，其中所述二维阵列被配置以在200nm到1000nm的电磁波长范围内具有至少10％的反射率。
[0293] F4.根据F1的装置，其中所述柔性衬底是单层硅衬底，所述单层硅衬底是具有所述多个柱的整体结构。
[0294] F5.根据F1的装置，其中所述柔性衬底包括多层，所述多层包括第一层和相邻的第二层，所述第一层具有的热膨胀系数不同于所述第二层的热膨胀系数。
[0295] F6.根据F1的装置，其中所述纳米线柱阵列通过使用Si/SiO2/Si晶片、蚀刻顶部Si层以形成所述纳米线柱并且蚀刻以去除底部Si层的部分而制造。
[0296] F7.根据F1的装置，其中所述装置包括电磁辐射源，以对所述多个纳米线柱的柱进行辐射。
[0297] F8.根据F1的装置，其中所述装置包括检测器，以检测从所述多个纳米线柱的柱反射的光。
[0298] F9.根据F1的装置，其中所述装置包括机械致动器以移动所述衬底。
[0299] F10.根据F1的装置，其中所述装置被构在以使得当所述衬底变形时，所述多个纳米线柱的柱的间距发生改变。
[0300] F11.根据F1的装置，其中所述装置被配置以使得当所述衬底变形时，所述多个纳米线柱的柱的角度发生改变。
[0301] F12.根据F1的装置，其中所述结构具有形成第一纳米线柱阵列的第一区域和形成第二纳米线柱阵列的第二区域，所述第一区域和所述第二区域基于柱节距、柱形、和柱朝向、以及柱周期性/非周期性分类中的一个或多个的不同而被区分。
[0302] F13.根据F1的装置，其中所述二维阵列被配置以在200nm到1200nm波长范围内具有至少90％的吸收率。
[0303] G1.一种方法，包括：
[0304] 提供包括多个纳米线柱的结构，所述提供包括提供所述多个纳米线柱以二维阵列的方式布置在衬底上，所述提供包括提供所述结构使得包括在所述多个纳米线柱中的柱具有响应于施加到所述结构上的力的吸收率和反射率特性；
[0305] 在所述结构处接收施加于所述结构上的力以使得包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率特性从第一特性转变为第二特性。
[0306] G2.根据G1的方法，其中所述方法包括当在所述结构上接收所述力时检测所述柱的吸收率和反射率，所述吸收率和反射率显示施加到所述结构上的所述力的特性。
[0307] G3.根据G1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述柱呈现的可见颜色响应于施加于所述结构上的力，并且其中所述方法包括当所述力在所述结构上被接收时，可视地观测所述柱的呈现的颜色轮廓。
[0308] G4.根据G1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以响应于被施加到所述结构上的力而输出电信号，所述方法包括输出能表示在所述结构上接收到的所述力的电信号。
[0309] G5.根据G1的方法，其中所述提供包括提供具有形成密封腔的较大装置的所述结构，所述密封腔提供压力参考。
[0310] H1.一种方法，包括：
[0311] 提供包括多个纳米线柱的结构，所述提供包括提供所述多个纳米线柱以二维阵列的方式布置在衬底上，所述提供包括提供所述结构使得包括在所述多个纳米线柱中的柱具有响应于所述结构的环境中的温度的吸收率和反射率特性；
[0312] 将所述结构暴露于特定温度的环境中以使得包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率表示所述环境的所述特定温度。
[0313] H2.根据H1的方法，其中所述方法包括当所述结构被暴露于所述环境中时，检测所述柱的吸收率和反射率特性，所述吸收率和反射率特性表示所述环境的所述特定温度。
[0314] H3.根据H1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述柱显示的可见的颜色响应于所述结构的温度，并且其中所述方法包括当所述结构被暴露于所述特定温度的所述环境时，可见地观测所述柱的显示的颜色轮廓。
[0315] H4.根据H1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以响应于所述结构的环境温度而输出电信号，所述方法包括输出表示所述环境的所述特定温度的电信号，所述结构暴露于所述环境中。
[0316] H5.根据H1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述柱包括半导体p－n结，以响应于所述结构的环境的温度而产生电信号，所述提供包括提供所述结构以使得所述衬底响应于所述结构的环境中的温度而变形。所述方法包括产生表示所述环境的所述特定温度的电信号，所述结构暴露于所述环境中。
[0317] H6.根据H1的方法，其中所述提供包括提供所述衬底以包括具有不同热膨胀系数的第一和第二层材料。
[0318] H7.根据H1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得所述柱响应于被暴露于环境中经历温度变化的所述结构而呈现间距变化。
[0319] I1.一种方法，包括：
[0320] 提供包括多个纳米线柱的结构，所述多个纳米线柱以二维阵列的方式布置在衬底上，所述衬底与所述多个纳米线柱的结构热相通，其中包括在所述多个纳米线柱中的柱被配置以吸收电磁辐射；
[0321] 向所述柱引导电磁辐射以引起所述衬底的热膨胀以及所述多个纳米线柱的移动。
[0322] I2.根据I1的方法，其中所述引导包括将来自光源的光引导到所述柱上。
[0323] I3.根据I1的方法，其中所述引导包括将来自光源的光引导到所述柱上，所述光具有在与所述结构的机械共振相应的频率调制的幅度。
[0324] I4.根据I1的方法，其中所述引导包括将来自光源的光引导到所述柱上，所述光源具有在与所属结构的机械共振频率相应的频率处被调幅。
[0325] I5.根据I1的方法，其中所述方法进一步包括对从所述柱反射的反射光进行感测。
[0326] I6.根据I1的方法，其中所述方法进一步包括将来自电磁辐射源的幅度调制辐射引导到所述柱，并对从所述柱反射的来自所述电磁辐射源的反射调辐进行检测。
[0327] I7.根据I1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得如果在环境中存在特定物质，则该特定物质将附着到所述柱上，所述方法进一步包括将所述柱暴露在环境中，其中所述引导包括如果所述柱具有附着在其上的所述物质，则引导来自与所述衬底的所述机械共振频率相应的特定频率处调制的光源的调制光，并且其中所述方法进一步包括对从所述柱反射的所述光源的反射光进行感测，以确定所述环境中是否包括所述物质。
[0328] I8.根据I7的方法，其中所述柱包括对特定的物质敏感的吸引剂。
[0329] I9.根据I7的方法，其中所述柱包括具有以吸引抗原的抗体的吸引剂。
[0330] I10.根据I7的方法，其中所述柱包括具有以吸引特定气体分子的氧化物的吸引剂。
[0331] I11.根据I7的方法，其中所述柱包括具有以吸引特定DNA序列的DNA序列的吸引剂。
[0332] I12.根据I1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得如果在环境中存在特定物质，则该特定物质将附着到所述柱上，所述方法进一步包括将所述柱暴露在环境中，其中所述引导包括如果所述柱具有附着在其上的所述物质，则引导来自与所述衬底的所述机械共振频率相应的特定频率处调制的光源的调幅光，并且其中所述方法进一步包括对从所述柱反射的所述光源的反射光进行检测，以确定所述环境中是否包括所述物质。
[0333] I13.根据I1的方法，其中所述提供包括提供所述结构以使得如果在环境中存在特定物质，则该特定物质将附着到所述柱上，所述方法进一步包括将所述柱暴露在环境中，其中所述引导包括如果所述柱具有附着在其上的所述物质，则引导来自在包括与所述衬底的所述机械共振频率相应的特定频率的扫描频率处调制的光源的调幅光，并且其中所述方法进一步包括对反射自所述柱的所述光源的反射光进行感测，以确定所述环境中是否包括所述物质。
[0334] I14.根据I1的方法，其中所述提供包括提供所述衬底以包括具有不同热膨胀系数的第一和第二层材料。
[0335] J1.一种确定可变形体所呈现的应变的方法，所述方法包括：
[0336] 提供具有以二维纳米线柱阵列的方式布置的多个纳米线柱的可变形的纳米线结构，所述可变形的纳米线结构具有支撑所述多个纳米线柱的衬底；
[0337] 放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形体的变形被转变为使所述可变形的纳米线结构变形；以及
[0338] 观测包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率的改变。
[0339] J2.根据J1的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述二维阵列是周期性的二维阵列。
[0340] J3.根据J1的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述衬底邻近于所述可变形体。
[0341] J4.根据J1的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述柱呈现的可见的颜色响应于所述纳米线结构的变形，并且其中所述观测包括可视地观测所述柱。
[0342] J5.根据J1的方法，其中所述观测包括通过检测反射自所述柱的反射电磁辐射而检测所述柱的吸收率和反射率的改变。
[0343] J6.根据J1的方法，其中所述提供包括提供所述纳米线结构以使得所述纳米线结构响应于被所述柱吸收的电磁辐射而输出电信号，并且其中所述检测包括输出来自所述纳米线结构的电信号。
[0344] J7.根据J1的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得动物体的变形被转移到所述可变形的纳米线结构。
[0345] K1.一种用于确定曲体的曲率的方法，所述方法包括：
[0346] 提供具有以二维纳米线柱阵列的方式布置的多个纳米线柱的可变形的纳米线结构，所述可变形的纳米线结构具有支撑所述多个纳米线柱的衬底，所述可变形的纳米线结构被配置以使得所述多个纳米线柱在非应变状态时具有第一吸收率和反射率，并且当处于变形状态时具有不同于所述第一吸收率和反射率的吸收率和反射率；
[0347] 放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形的纳米线结构与所述曲体的曲面相一致；以及
[0348] 观测包括在所述多个纳米线柱中的柱的吸收率和反射率。
[0349] K2.根据K1的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述二维阵列是周期性的二维阵列。
[0350] K3.根据K1的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述衬底邻近于所述曲体。
[0351] K4.根据K1的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述柱呈现的可见的颜色响应于所述纳米线结构的变形，并且其中所述观测包括可视地观测所述柱。
[0352] K5.根据K1的方法，其中所述观测包括通过检测从所述柱反射的反射电磁辐射而检测所述柱的吸收率和反射率的改变。
[0353] K6.根据K1的方法，其中所述提供包括提供所述可变形的纳米线结构以使得所述纳米线结构响应于被所述柱吸收的电磁辐射而输出电信号，并且其中所述检测包括输出来自所述纳米线结构的电信号。
[0354] K7.根据K1的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形的纳米线结构与由动物体部提供的曲体相一致。
[0355] K8.根据K1的方法，其中所述放置包括放置所述可变形的纳米线结构以使得所述可变形的纳米线结构与由动物眼睛提供的曲体相一致。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种海洋噪声源同步邻近记录装置 | 2020-05-08 | 80 |
| 一种显示模组及电子设备 | 2020-05-08 | 864 |
| 一种电子连接器插接到位辅助器具 | 2020-05-08 | 401 |
| 一种磷光敏化荧光白光有机发光二极管及其制备方法 | 2020-05-08 | 360 |
| 一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法 | 2020-05-08 | 250 |
| 一种非晶复合材料及其制备柔性联轴器膜片的方法 | 2020-05-11 | 626 |
| 一种声学装置及电子设备 | 2020-05-08 | 187 |
| 一种多功能智能复合凝胶材料、制备方法及其应用 | 2020-05-11 | 842 |
| 一种电子设备 | 2020-05-08 | 601 |
| 显示屏及电子设备 | 2020-05-08 | 193 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈