[发明专利]包括纳米结构的三维纳米器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维(3D)纳米器件，并尤其涉及包括3D结构的三维纳米器件，与传统的二维(2D)纳米器件相比，该纳米器件可以应用于更多种形状和场合。

而且，本发明涉及一种三维纳米器件，该三维纳米器件克服了二维器件的可应用局限，减少了通过探测光信号来检测电信号所致的噪声，并且检测信号可以利用额外的电效应予以增强。

技术领域

随着信息和通信技术的发展，可以被传输的数据量以几何级数增长，并且用于处理数据的半导体器件的集成密度也逐渐增加。

但是，大多数半导体器件的集成密度取决于制造这些半导体器件的设备，并且使得半导体器件微型化的方法也取决于设备的特性。而且，对于将微型化的半导体器件应用到新的驱动装置，如传感器和其他生物材料检测装置上存在特定的技术限制。

发明内容

本发明旨在具有新的结构并且与二维(2D)纳米器件相比具有更好点特性的三维(3D)纳米器件，其中，电子器件和光学器件彼此互补。

而且，本发明旨在一种三维纳米器件，其不仅作用为用于电子装置的有源驱动器(例如晶体管)，而且作为传感器。

此外，本发明旨在一种三维纳米器件，其功能为用于提供量子机械振动的量子器件。

本发明的一个方面提供了一种三维纳米器件，其包括：至少一个纳米结构，每个纳米结构包括浮在衬底之上的振荡部分和用于支撑振荡部分的两个长度方向端部的支撑部分；支撑件，该支撑件设置在衬底上以支撑每个纳米结构的支撑部分；至少一个控制器，其控制器设置在衬底的上部、衬底的下部、或者衬底的上部和下部，以控制每个纳米结构；以及检测单元，该检测单元设置在每个振荡部分上，以检测外部施加的吸附材料。

三维纳米器件还包括外部振荡部分，该外部振荡部分设置在衬底之下。控制器还包括压电材料或金属材料，其设置在纳米结构的振荡部分的下部和/或上部，以与纳米结构相交并且导致振荡部分振荡。而且，控制器可以包括至少一个电极，该至少一个电极设置在振荡部分之下、衬底之上，以与纳米结构相交并且导致振荡部分振荡。

振荡部分可以为几nm到1微米的宽度、几nm到1微米的高度以及100nm到100微米的长度。每个振荡部分和衬底可以由从以下构成的组中选出的一种材料形成：Si、Ge、Sn、Se、Te、B、C、P、B-C、B-P(BP6)、B-Si、Si-C、Si-Ge、Si-Sn、Ge-Sn、SiC、BN/BP/BAs、AlN/AlP/AlAs/AlSb、GaN/GaP/GaAs/GaSb、InN/InP/InAs/InSb、BN/BP/BAs、AlN/AlP/AlAs/AlSb、GaN/GaP/GaAs/GaSb、InN/InP/InAs/InSb、ZnO/ZnS/ZnSe/ZnTe、CdS/CdSe/CdTe、HgS/HgSe/HgTe、BeS/BeSe/BeTe/MgS/MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、CuI、AgF、AgCl、AgBr、AgI、BeSiN₂、CaCN₂ZnGeP₂、CdSnAs₂、ZnSnSb₂、CuGeP₃、CuSi₂P₃、(Cu，Ag)(Al，Ga，In，Ti，Fe)(S，Se，Te)₂、SiO₂、Si₃N₄、Ge₃N₄、Al₂O₃、(Al，Ga，In)₂(S，Se，Te)₃、Al₂CO及其组合。

可以形成多个纳米结构。在这种情况下，纳米结构的振荡部分可以具有相同的长度。替代地，至少一些纳米结构的振荡部分可以具有不同的长度。振荡部分可以根据其长度使用共振和非线性频率。检测单元可以形成在振荡频率的最大振幅区域内，并且用于吸附材料的探针可以形成在最大振幅区域内。检测单元可以由金属、硅、或氧化物形成。有机探针可以设置在检测单元上。该有机探针可以与所提供的材料化学结合，并且可以由从下面构成的组中选出至少一种形成：硫醇组、胺组、硅烷组、与硫醇组、胺组和硅烷组中至少一个相结合的DNA、以及包含抗体的生物材料。