[发明专利]制造可变形系统以移动包封于其中的物体

说明书

发明领域

本发明提出了使移动放置于固体系统中的物体成为可能的方法。该方法涉及暂时软化物体置于其中的基质，而后通过施加作用或外力移动物体。

有利地，本发明应用于电子领域，例如制造可变接头或制造可变电容晶体管。

背景技术

包含几个部件的固体装置的缺点是其被固定以使其的各部件的相对位置固定。

使这些装置更有柔性明显具有吸引力，尤其是在电子领域。

这样，如果能够移动，系统中的单个电池将能建立几个接点，从而使其能给位于不同位置的几个物体供电。

对于有机场效应晶体管，已知电容取决于栅极氧化层距离。因此，通过移动栅极来调整该距离将可能获得具有可变电容的晶体管。

因此确实需要开发技术方案以在固体系统或装置中移动物体或部件。

发明内容

本发明基于使用具有低熔化温度(Tf)和/或低玻璃化转变温度(Tg)的材料(尤其是聚合物)作为基质以插入物体，以通过改变该基质的固体/液体温度来使其移动。

更具体地，本方法涉及移动固体系统内的物体的方法，其包括以下步骤：

-将物体置于基质中，所述基质在第一温度下为固体并能因温度升高作用而软化；

-根据需要升高温度直至所述基质软化；

-对物体施加外部作用以使其在软化的基质中移动；

-降低温度直至基质固化。

如上所述，本发明有利地应用于电子甚至是微电子领域。所述物体为，例如，硅纳米线、碳纳米管、微型电池、微极化池、连接器、光学透镜、晶体管电极或滤光器。在本文中，所述物体有利地由传导性材料组成。

显然，暂时软化基质以使物体移动，在移动后，再固化以固定系统。

在本发明范围内，除允许所述物体移动外，在固体系统中基质不需要具有任何功能。有利地并且在实践中，这意味着：

-所述物体包埋在所述基质中；

-所述基质具有允许移动所需的必要体积。

另一方面并且有利地，除所述物体外，固体系统的一个功能性元件为基底。在一个优选实施方案中，因而将物体放置于设置在基底上的空腔中，而后将其覆盖或埋在基质中，所述基质在此阶段可为固体或液体形式。

按照此方式并且优选地，基质填满整个空腔。换言之，基质的体积对应空腔的体积减去物体的体积。

因此，根据待移动的物体的移动和大小，所述空腔具有不同的尺寸。因此，例如：

-如果物体是为在不同位置的两个物体供电的微型电池，空腔的尺寸大约等于500μm至10mm的位移，或甚至50mm的位移。

-如果物体是旨在作为浮栅以连接或形成短路的硅纳米线，位移可为大约1μm至100μm。

显然，为使这样的系统发挥作用，涉及到所用材料的性质对于温度有多个限制：

-在目标温度(通常是操作温度)下整个系统必须是固体，所述目标温度有利地为环境温度(20℃至30℃)；

-在基质的软化温度下，物体以及固体系统的其他部件(尤其是基底)必须保持功能性，尤其是保持为固体状态。

因此实际上，基质必须不具有特别高的软化温度。尤其适合制造本发明基质的材料为聚合物类材料。

聚合物包括几种类型，包括聚酯、聚酰胺、丙烯酸类、苯乙烯类、聚氨酯和聚酰亚胺。

在本发明的上下文中，优选的材料的实例如下：

-熔化温度低于95℃的乙烯和丙烯酸甲酯共聚物，或

-熔化温度低于75℃的乙烯和醋酸乙烯酯共聚物。

显然，这些还可以混合物使用。

可使用任何其他不具有特别高的熔化温度(有利地是低于200℃)的聚合物，还可使用固-液转化发生在-50℃至200℃之间的材料，如水。

在本发明的上下文中，将术语“软化温度”理解为所述材料从固态发生变化并倾向于变为液体的温度。实际上，该温度对应熔化温度(Tf)和/或玻璃化转变温度(Tg)。

应注意这两个温度均可影响材料的物理状态：

-玻璃化转变温度(Tg)分隔T＜Tg(固体)时的玻璃态行为和T＞Tg(液体)时的橡胶态或弹性体状态。在聚合物的情况下该温度的范围相当大。

-熔化温度(Tf)和与其相对的结晶温度。显然，这些温度只在所述材料能结晶时有意义。

玻璃化转变是一种重要现象，其作为非结晶体系温度的函数影响其物理行为。它实际上表示从固体态行为(玻璃)到液体态行为的转变。