[发明专利]纳米结构在基底上的可控生长以及基于此的电子发射器件

权利要求书

1.一种纳米结构组件，包括：

导电基底；

由所述导电基底支撑的纳米结构；以及

位于所述导电基底和纳米结构之间的多个中间层，所述多个中间层包括至少一个影响纳米结构形态的层和至少一个影响导电基底和纳米结构之间界面的电学性质的层。

2.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述导电基底包括金属。

3.根据权利要求2所述的纳米结构组件，其中所述金属是从下组中选出的：钨、钼、铌、铂和钯。

4.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述多个中间层包括金属层和半导体材料层。

5.根据权利要求4所述的纳米结构组件，其中所述半导体材料是非晶硅。

6.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述纳米结构是碳纳米管。

7.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述纳米结构是碳纳米纤维。

8.根据权利要求7所述的纳米结构组件，其中所述纳米结构具有小于2°的圆锥角。

9.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述纳米结构由从下组中选择的化合物制成：InF、GaAs和AlGaAs。

10.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述多个中间层形成欧姆接触。

11.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述多个中间层形成肖特基势垒。

12.一种根据权利要求1所述的纳米结构组件的阵列，其中所述导电基底直接设置在硅晶片或氧化硅上。

13.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中所述多个中间层的厚度在1nm到1μm之间。

14.根据权利要求1所述的纳米结构组件，其中和纳米结构邻近的中间层是催化剂层，其中所述催化剂是从下组中选择的：Ni、Fe、Mo、NiCr和Pd。

15.一种碳纳米结构组件，包括：

金属层；

碳纳米结构；以及

位于所述金属层和碳纳米结构之间的至少一个中间层，所述至少一个中间层包括半导体材料、催化剂和来自于所述金属层的金属。

16.一种碳纳米结构组件，包括：

导电基底；

导电基底上的非晶硅层；以及

非晶硅层上的催化剂层，

其中碳纳米结构设置在所述催化剂上。

17.一种碳纳米结构，包括：

具有少于2度圆锥角的实质上直圆柱形的碳纳米结构。

18.一种支撑在基底上的碳纳米结构阵列，其中所述阵列中的每个碳纳米结构包括：

导电基底；

所述导电基底上的多个中间层；

所述中间层上的催化剂层；以及

所述催化剂层上的碳纳米结构，

其中所述每个碳纳米结构与阵列中其他碳纳米结构隔开70nm至200nm。

19.根据权利要求18所述的碳纳米结构阵列，其中所述纳米结构之间以70nm至120nm的距离彼此隔开。

20.一种形成纳米结构的方法，包括：

在导电基底上沉积半导体材料层；

在所述半导体层上沉积催化剂层；

不首先对基底进行退火，使得基底被加热到能够形成纳米结构的温度；以及

在上述温度下在所述催化剂层上生长纳米结构。

21.一种形成纳米结构前身的方法，包括：

在导电基底上沉积牺牲层；

在所述牺牲层中形成多个孔隙；

在所述牺牲层上以及孔隙中的基底上沉积半导体材料中间层；

在所述中间层上沉积催化剂层；以及

剥离所述牺牲层以在基底上留下和所述孔隙相应的中间层和催化剂层的部分。

22.一种电子束直写机，包括：

支撑部分；

所述支撑部分上的绝缘层；

所述绝缘层上的第三层材料，形成腔；

所述绝缘层上的金属电极，位于所述腔中；

在金属电极上建立的纳米结构；以及

在所述第三层材料上沉积的电极层。