[发明专利]形成纳米尺寸簇群并由此建立有序结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子学，尤其是涉及形成纳米尺寸簇群并由此建立用于信息信号的传输，转换，存储和产生的纳米电子结构的技术。

背景技术

一种用于形成纳米尺寸簇群并由此建立纳米电子结构的方法是已知的，该方法是把合适的物质引入到一些天然或人造材料的结构中存在的纳米尺寸空腔中(例如，见1999年3月22日至25日在Oxford举行的XI国际半导体材料会议上报告的文章中所列举的，V.N.Bogomolov：“A crystalline(amorphous)silicon 3-D bubble lattice ina synthetic opal matrix”)。

按照这个方法，利用碲的熔体或溶液在压力下填充到合成蛋白石中的孔隙，从而在蛋白石基岩中得到碲的纳米簇群栅格。

然而，由于存在互相连接这些纳米孔隙的通道的网络，利用这个方法确保建立孤立簇群的栅格是困难的。

利用这个方法，从基片的不同层中的纳米孔隙中排列的孤立簇群建立三维结构也是不可能的。

此外，这个方法产生的簇群是按照随机方式排列的，蛋白石体内的纳米尺寸空腔也是如此；因此，建立电学性质和光学性质是均匀的离散纳米单元并把它们组织成有序结构是不可能的。

在现有技术中已知一种形成纳米簇群的栅格并由此建立二维栅格的方法(例如，见RF Patent No.2214359，IPC7：B 8 2B 3/00)。

已知的方法允许形成大小尺寸是均匀的簇群，并安排它们在二维栅格的节点上具有相同的间距。

然而，这个方法在技术上是复杂的，具有低的效能，且不允许建立三维栅格。

此外，在现有技术中已知一种在薄片材料上形成预定拓扑的金属化图像的方法(例如，见PCT publication No.WO 01/38940 A2，IPC：G03F 7/26)。按照这个方法，金属粒子是从放置在薄片材料上方的玻璃板上的层中运动，并在激光辐射脉冲的作用下沉积下来。

然而，利用这种方法，不可能在薄片材料上形成与在其上面运动的大尺寸粒子相关的簇群或布线。

发明内容

本发明的目的是提供这样一种用于形成纳米尺寸簇群并由此建立有序结构的方法，该方法允许在基片的表面上和在预定深度的基片体内形成簇群，并从该簇群中建立三维结构。

因此，实现该目的是借助于一种用于形成纳米尺寸簇群并由此建立有序结构的方法，所述方法包括以下步骤：引入形成簇群的材料到具有预定物理参数的一些天然或人造材料的基片中，并产生具有可控性质的复合物，按照本发明，形成簇群的材料被引入到基片材料中作为溶液成分，在基片的预定点，该溶液曝光在激光辐射脉冲的作用下，因此，在激光光斑区内形成低温等离子体，从而在等离子体存在的区域内产生气态介质，等离子体用于减少簇群材料中的离子成为纯材料，因此，在等离子体冷却的同时，所述簇群形成与基片材料连接的单晶量子圆点和布线。

利用这种用于形成纳米尺寸簇群并由此建立结构的方法，就不需要复杂和昂贵的专用设备以及引入形成簇群的材料进入基片的特殊技术。

最好是，利用金属，非金属和半导体作为形成簇群的材料。

利用这种用于形成纳米尺寸簇群并由此建立结构的方法，可以提供用于形成簇群作为单晶的条件。

最好是，利用这样的材料制作基片，该材料对于所用波长的激光辐射是透明的，并且在其存在的温度下对溶液是化学惰性，而制成的溶液能够充分湿润基片材料，吸收预定波长的激光辐射，并且还能够在低温等离子体的作用下形成原子氢。

利用这种用于形成纳米尺寸簇群并由此建立结构的方法，可以在基片内形成它们。

最好是，在激光辐射作用到被引入基片材料中的溶液之前，利用对这种辐射是透明的材料覆盖该基片。

利用这种用于形成纳米尺寸簇群的方法，可以确保激光辐射对溶液的定向作用。

最好是，引入溶液到基片材料中的天然或人造的起源的多个纳米孔隙中，聚焦激光束到基片表面的预定区域上，并且诱发簇群形成在位于激光光斑区内的那些纳米孔隙的开孔中。

利用这种用于形成纳米尺寸簇群的方法，同时形成纳米尺寸簇群发生在位于激光光斑区内的所有纳米孔隙中。

最好是，聚焦激光束到基片体内一个相同层的不同点上，以使簇群形成在位于这层中的那些纳米孔隙的通道中。

利用这种用于形成纳米尺寸簇群的方法，可以把它们形成在纳米孔隙中的预定深度。