出的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?1015/cm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.2 X 114?20X1014/cm2。
[0117]根据另一实施例，当所施加的能量为电子束，电子束可以约I μ Gy?1KGy的剂量来放射。在电子束的此放射剂量下，可制备出平均粒子直径约为0.5?1.2nm的纳米粒子，且纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备出的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?1015/cm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.2 X 114?30X 1014/cm2。
[0118]根据另一实施例，当所施加的能量为一热能，可在还原气氛中、约100?500°C下进行一热处理约0.5?2小时，或提供一还原剂至与连接分子键结的金属离子，并在一惰性气体气氛中、约200?400°C下进行一热处理约0.5?2小时以制备平均半径约为2?3nm的纳米粒子。所制备的纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?11Vcm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.1XlO14- 10X 11Vcm2。
[0119]根据另一实施例，当所施加的能量为一热能，可在还原气氛中、约200?400 V下进行一热处理约0.5?2小时，或提供一还原剂至与连接分子键结的金属离子，并在一惰性气体气氛中、约100?300°C下进行一热处理约0.5?2小时以制备平均半径约为1.3?1.9nm的纳米粒子。所制备的纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?1015/cm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.2 X 114?20X1014/cm2。
[0120]根据另一实施例，当所应用的能量为一热能，可在还原气氛中、约200?400°C下进行一热处理约0.2?I小时，或提供一还原剂至与连接分子键结的金属离子，并在一惰性气体气氛中、约100?300°C下进行一热处理约0.2?I小时以制备平均半径约为0.5?1.2nm的纳米粒子。所制备的纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?1015/cm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为可介于约0.2 X 114?30 X 1014/cm2。
[0121]根据另一实施例，当所施加的能量为化学能时，可在反应温度约20?40°C下，通过还原剂持续进行一化学反应约0.5?2小时以制备平均粒径约为2?3nm的纳米粒子。所制备的纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?1015/cm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.1 X 114?10X1014/cm2。
[0122]根据另一实施例，当所施加的能量为化学能时，可在反应温度约-25?5°C下，通过还原剂持续进行一化学反应约0.5?2小时以制备平均粒径约为1.3?1.9nm的纳米粒子。所制备的纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?11Vcm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.2 X 114?20X 1014/cm2。
[0123]根据另一实施例，当所施加的能量为化学能时，可在反应温度约-25?5°C下，通过还原剂持续进行一化学反应约0.2?I小时以制备平均粒径约为0.5?1.2nm的纳米粒子。所制备的纳米粒子之粒子半径标准偏差(standard deviat1n)可约为±20%或更少。所制备的纳米粒子的密度(每单位面积的纳米粒子数目)范围可约为113?11Vcm2，更确切地，纳米粒子密度的范围可约为0.2 X 114?30X 1014/cm2。
[0124]如上所述，可在还原气氛中通过施加热能和/或化学能而生长纳米粒子。当在一还原气氛中施加热能时，还原气氛可包括氢气。在一特定的实施例中，还原气氛可为包括约I?5%的氢气的惰性气体。若要提供均匀的还原，可在还原气体流动的气氛中施加热能。在一特定的实施例中，气氛中的还原气体流动速率可约为10?100cc/min。当依序施加化学能及热能时，可将还原剂与金属离子接触，接着在惰性气氛中施加热能。还原剂可为任何能将金属离子还原为金属的化合物。当通过通过添加还原剂而施加化学能时，也可通过通过还原反应形成过渡金属纳米粒子。当通过通过还原反应由金属离子形成纳米粒子时，应在信道区域各处快速且均匀地发生还原反应，据此可形成具有更均匀尺寸的过渡金属粒子。可使用一强还原剂，且在一较佳实施例中，还原剂可为NaBH4、KBH4、N2H4H20、N2H4、LiAlH4、HCH0、CH3CH0、或前述两种或更多种的混合物。还有，施加化学能时，在使用强还原剂(如上所述)的情况下，可通过通过调整化学反应的温度及控制成核速率与粒子的生长而控制纳米粒子的尺寸。可通过通过施加一还原剂的溶液至金属离子键结区域、以还原剂的溶液浸溃基板、或通过提供气态还原剂至基板，从而达成与连接分子键结的金属离子与还原剂之间的接触。在一特定非限制性的实施例中，还原剂和金属离子之间的接触可在室温下进行约I?12小时。
[0125]如上所述，可通过通过一或多种选自所施加能量的种类、大小、及长短等因素，而控制过渡金属纳米粒子的成核与生长。
[0126]通过通过在施加能量以将金属纳米粒子改变为金属化合物纳米粒子时或之后，提供一异质(heterogeneous)的原子来源，不只可制备出金属纳米粒子，也可制备出金属氧化物纳米粒子、金属氮化物纳米粒子、金属碳化物纳米粒子、或金属间化合物(intermetallic compound)纳米粒子。
[0127]根据本发明一实施例的制造方法，i)可通过提供键结至或吸附至金属离子的有机表面活性剂，接着施加能量，进而控制纳米粒子的尺寸。另外，ii)可通过在施加能量期间提供键结至或吸附至金属离子的有机表面活性剂，进而在纳米粒子生长过程中控制纳米粒子的尺寸。有机表面活性剂的提供可在制造过程中视情况实施。相较于在施加能量之前或期间施加单一的有机表面活性剂，可使用多个有机表面活性剂。
[0128]为了更加有效地抑制金属离子的大量转移，可使用彼此不同的第一有机材料与第二有机材料做为表面活性剂。
[0129]第一有机材料可为一含氮或含硫有机化合物。例如，含硫有机材料可包括:一端具有硫醇基的直链或支链碳氢化合物。在一特定实施例中，含硫有机化合物可为选自下组的一或多种，包括=HS-Cn-CH3 (η:介于2?20之一整数)、正十二烷基硫醇(n-dodecylmercaptan)、甲基硫醇(methyl mercaptan)、乙基硫醇(ethyl mercaptan)、丁基硫醇(butyl mercaptan)、乙基己基硫醇(ethylhexyl mercaptan)、异辛基硫醇(isooctylmercaptan)、叔十二烧基硫醇(tert-dodecyl mercaptan)、硫代乙醇酸(th1glycolaceticacid)、疏基丙酸(mercaptoprop 1nic acid)、疏基乙醇(mercaptoethanol)、疏基丙醇(mercaptopropanol)、疏基丁酉享(mercaptobutanol)、疏基己酉享(mercaptohexanol)、及辛基酯硫代乙醇酸(octyl th1glycolate)。
[0130]第二有机材料可为一相转移催化剂基(phase-transfer catalyst-based)有机化合物，例如，季铵盐或鱗盐。更确切的说，第二有机表面活性剂可为选自下组的一或多种，包括:四辛基溴化铵(tetraoctylammonium bromide)、四乙铵基(tetraethylammonium)、四正丁基溴化铵(tetra-n-butylammonium bromide)、四甲基氯化铵(tetramethylammoniumchloride)、及四丁基氟化铵(tetrabuty lammonium fluoride)。
[0131]在施加能量之前或期间所使用的有机表面活性剂可键结至或吸附至金属离子的核或与连接分子键结的金属离子上，且可通过通过此键结至或吸附至金属离子的有机表面活性剂，进而控制通过通过能量施加而进行的纳米粒子成核及生长。有机表面活性剂使得于能量施加期间，得以抑制金属离子的大量转移，并因此形成更均匀且更微小的纳米粒子。相较于金属离子进行扩散以参与成核及生长，由于金属离子与有机表面活性剂键结，因此需要更高的活化能，或者，有机表面活性剂物理性地抑制了这些金属离子的扩散。因此，可使得金属原子(离子)的扩散变慢且可降低参与在核生长的金属原子(离子)数量。
[0132]在有机表面活性剂存在的情况下，施加能量的工艺可包括:在施加能量之前，先施加一有机表面活性剂的溶液至信道区域(即，通过通过连接分子而具有金属离子键结的基板表面)，或提供气态的有机表面活性剂至信道区域。或者，施加能量的工艺可包括，在施加能量的同时，施加有机表面活性剂溶液至具有金属离子形成在内的信道区域，或是提供气态有机材料至信道区域以将有机表面活性剂键结至或吸附至金属核。或者，施加能量的工艺可包括:在施加能量期间，施加一有机表面活性剂的溶液至具有金属离子形成在内的信道区域，或是提供气态有机材料至信道区域以将有机表面活性剂键结至或吸附至金属核。或者，施加能量的工艺可包括:在施加能量一段预定期间后，暂停施加能量，施加一有机表面活性剂的溶液至具有金属离子形成在内的信道区域，或是提供气态有机材料至信道区域以将有机表面活性剂键结至或吸附至金属核，接着再重新施加能量。
[0133]在根据本发明第一实施例的制造方法中，可施加能量至具有金属离子键结的整个区域或一部分区域。当施加能量至一部份的区域时，能量可以点状、线型、或一预定平面形状放射。在一非限制性的实施例中，当整个金属离子键结区域可被扫描时，能量可以点状施加(放射)。施加能量至金属离子键结区域的一部份，不只可包括当金属离子键结区域可全面被扫瞄时，以点状、线型、或平面形状放射能量，还可只施加(放射)能量至金属离子键结区域的一部份。如上所述，可通过通过施加能量至信道区域的一部份以形成纳米粒子的图案。换句话说，施加(放射)能量至信道区域的一部份得以形成纳米粒子图案。
[0134]图1F显示通过通过施加能量生长与金属纳米粒子140键结的介电有机材料150。介电有机材料150可处于包覆金属纳米粒子140表面或是填充金属纳米粒子140之间空隙的状态。介电有机材料150可提供纳米粒子之间的隔离以更加可靠地避免纳米粒子之间的电流流动。
[0135]若在前述动作中已提供了足量的有机表面活性剂，亦即，如果在能量施加之前或期间所施加的有机表面活性剂留在生长中的纳米粒子表面上提供了生长中纳米离子之间充分的隔离，则不需要添加介电有机材料150至生长中的纳米粒子140的表面。换句话说，由于是否要在施加能量之前或期间使用有机材料(或有机材料的提供或有机材料的种类等)是取决于将形成的纳米粒子尺寸，在纳米粒子140生长之后，介电有机材料150的形成是选择性的(opt1nal)。
[0136]可通过通过施加介电有机材料的溶液至由能量施加而形成的纳米粒子层而提供介电有机材料150，接着干燥施加的溶液，从而使介电有机材料填充至纳米粒子之间的空隙。据此，可提供一种结构，其中纳米粒子内埋在由介电有机材料所形成的介电基质中。本发明所使用的介电有机材料可为任何用于形成传统有机系(organic-based)电子装置的传统介电材料。介电有机材料的特定例子包括，但不限于:苯并环丁烯(benzocyclobutene ;BCB)、丙烯酸化合物(acrylic compounds)、聚亚酸胺(polyimide) >聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate ;PMMA)、聚丙烯(polypropylene)、氟化化合物(f luorinated compounds)(例如，CYTOPTM)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚乙烯基苯酌.(polyvinyl phenol)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚对二甲苯(poly-p-xylylene)、氰基支链淀粉(cyanopullulan ;CYMM)、及聚甲基苯乙烯(polymethylstyrene)。
[0137]介电有机材料150可为自发性与金属键结的物质。换句话说，经由施加能量而形成纳米粒子之后，介电有机材料可通过通过施加一介电有机材料溶液至信道区域，此介电有机材料溶液会自发性地和以连接分子与基板键结之金属离子的金属键结；或是通过通过施加气态介电有机材料至信道区域，从而形成具有核-壳结构的复合物纳米粒子，核-壳结构包括纳米粒子核心与介电壳，从而与纳米粒子的金属(即，通过通过连接分子与基板连结之金属离子的金属)键结。根据此方法，可在微小的纳米粒子上形成非常均匀的介电层，且可确保纳米粒子之间更可靠的隔离。
[0138]本发明所使用的介电有机材料150可为具有与包含在纳米粒子中的金属键结的官能团的任何介电材料。在一特