ectrometry"
J.T.L.Thong "Metallic Nanowires grown via field emiss1n induced growth aselectron sources" IVNC 2012 Tech digest (技术分类)I 21 page (页)94.在下文中，将本发明材料的基质称为M，例如Au/M意指此类基质中的金纳米晶体。
[0027]本发明使得能够实现用于高电流导电导线和片材、用于明亮电子和离子源以及用于光子检测器的材料。使用高能电子撞击过程来解决该任务，其产生被制造为纳米晶体材料的材料，该材料由被嵌入绝缘氧化物、氧氮化物或氮化物基质中的导电金属或金属化合物纳米晶体组成，其还用非导电氧化物、氧氮化物或氮化物层或者用在其表面状态中被小几何结构耗尽的半导体材料来围绕所述材料。纳米晶体具有小于15 nm直径的尺寸，并且中间绝缘层在纳米晶体之间薄于2nm，这是单个电荷使用已激励激子表面轨道状态在纳米晶体之间移动的原因，其与相邻晶体中的一些重叠，并且因此自由电子和空穴可以形成遍布于所有NGM材料的玻色子。
[0028]通过称为玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的效应，正和负电荷可以形成玻色子，其允许在一个能级中的许多玻色子的凝聚。这是从场发射体尖端发射的非常高的电流密度并在没有毁坏的情况下在室温下在细导线中载送的原因。(文献:L.V.Butov等人在NATURE/ Vol.47/47 - 52，2002 年 5 月 2 日中的“Towards Bose - Einstein Condensat1n of excitonsin potential traps”)。通常，金属或金属化合物在其能级结构中不具有带隙，并且因此不能呈现不同间隔的本征态以从光子吸收能量。Si具有1.5 eV的带隙，并且因此可以吸收具有此值的电磁辐射能量子。其在从太阳收集能量的可见光谱中导致Si太阳电池中的约16%的效能。
[0029]另外，具有在10 nm以下的直径的纳米晶体的几何结构量子化防止该高能声子(像在3维电子气体材料(像正常晶体金属或金属合金导体)中)能够被激励。
[0030]这是由于在纳米晶体内部仅存在8至12个晶格平面的事实。具有与晶体材料不同的密度的绝缘基质还防止到相邻原子链的脉冲传递。根据Patton和Geller，仅用于声学声子的较低能态被占用，其具有与23，2 K或-250°C的温度相对应的2 meV的能量。(Patton, K.R.& Geller, M.Phonons:1n 〃A nanoparticle mechanically coupled toa substrate"，Phys.Rev.B 67，155418 (2003) )D
[0031]因此，来自此类材料的光检测器不需要附加功率消耗珀耳帖(Peltier)冷却器以在8 μπι光子波长(针对Au/M化合物或4 nm晶体直径)下达到检测极限，像商用红外照相机需要具有的。
[0032]由于采用吸附分子上的高能电子撞击的制造方法，避免了半导体光检测器所需的许多技术制造步骤，其使得NGM电流引线和检测器的生产更加廉价。
[0033]非常少量的化合物材料足以检测光子。在早先的实验中，为了从已从具有2mmX50nm导线宽度和厚度的尺寸的二甲基——金——乙酰丙酮基沉积的Au/M测量光子检测器的效能，在用60 W功率的灯的照明下显示出几个nA的光电流。
[0034]电阻变化是从10 M Ω至3 M Ω。2 meV的电压变化对于I μ V放大器噪声水平下的12位图像对比度而言是良好的。
[0035]从Pt/M材料沉积的2μπιΧ2μπι的空中检测器显示出类似的结果。最近(尚未公布)，我们从0，32 μπι2的面积的Pt/M导线测量200 nA的光电流，其以像太阳向地球发送的100 mff /mm2的功率密度照亮结构的区域。太阳光源向地球输送1，36 kff/m2 = 1，3610λ3/10λ4 ff/cm2 = O, 136 ff/cm2 = 136 mW/cm2，其是我们的实验的激光源强度的百分之
O
[0036]因此，如果在空气涂层中生产，这种材料的效率将允许以到目前为止未达到的效率转换来自太阳的能量。
[0037]实验显示:具有100 mW/mm2的强度的700 nm波长(=每量子1.3 eV)的红光释放电子电流密度 0,2 μΑ/3, 2 10λ-9 cm2 = 2 10-7 μ m/3, 2 10Λ_9= 60 A/cm2 = 60 A/cm2,如果与来自3，2 10λ-9 cm2的沉积面积的100 mW/mm2的强度一起使用的话。用0，12 V的电压差，这将相当于Pt/M材料的60X0，12 ff/cm2 = 7,2 W/cm2收集效率。用136 mW/cm2的日光源(其为实验条件的1/100)，NGM材料将已收集到72 mW/cm2。这是明显高于Si太阳电池的值(约为3)，其在仅使用黄色至蓝色光时转换此能量的15%，其为20，4 mW/cm2。单色红光中的NGM Pt/M材料效率是Si太阳电池的至少3倍。
[0038]由于晶体表面处的电子轨道的本征态间隔值的减小的效应，用较大颗粒尺寸来生产纳米颗粒材料将增加电子的数目，其被光子激励并可以遂穿NGM材料。
[0039]2 nm 的晶体直径对应于 125 mV、4 nm 至 65 eV、6 nm 至 32，5 meV 和 8 nm 至 16meV的本征态间隔，与硅或类似太阳电池相比，其将对应于用于电磁辐射转换的100倍的效會K。
[0040]因此，晶体生产的任务是以在沉积中产生较大晶体的方式来选择沉积和材料组成条件。这可以使用附加反应伙伴来实现，其减少形成绝缘基质的限制分子。
[0041]对于跃迀导电而言，需要晶体具有小于2 nm的相互的间隔。然而，如果存在大于2 nm的间隔，并且跃迀导电是不可能的，则此类材料是绝缘体。一种方法是使用用离子的气体放电，因为其用来用非晶Si3N4绝缘体基质材料(例如用AlTiN的硬层)来涂敷工具。[Lecture of H.Frank GFE at 3rd ITG Workshop on vacuum nano electronics at BadHonnef 19.8.12]晶体和中间氧化物或氮化物符合该期望。
[0042]然而，到目前为止尚未针对光学和电学活动研宄紫罗兰外观的材料。
[0043]另一方法是使用具有材料通量控制的多源溅射沉积系统。
[0044]另一方法是用针对导电纳米晶体的多前体反应的ALD原子层沉积和采取重复方式以形成几百纳米厚度的NGM材料层的晶体颗粒的绝缘嵌入。
[0045]另一方法是在大的平坦室中使用气体放电以产生具有用于电子的阳极降的快电子，以分解并向靶沉积在放电中供应给气体相的多个化合物的无机前体分子的被吸附混合物。
[0046]适当的无机低蒸气压化合物是氟、或Al和Ti的卤素、以及Si。还可以使用由金属和氮化物或氧化物形成导电晶体材料的混合物的其他化合物，但是其必须以其聚合反应能量来选择，这避免其以外延方式与嵌入纳米晶体相中的绝缘相共聚。
[0047]通常，晶体核和周围绝缘体的化合物的沉积的晶系不应匹配，并且对于绝缘相而言，需要被阻碍外延，其具有在晶体生长温度的温度以下的外延温度。
[0048]大面积地制造NGM材料的另一方式是使用聚焦电子束致沉积，其使用来自用半导体技术和微机械装置产生的气体放电、热源阵列、热场电子源阵列或场发射体阵列的大平行电子束，尤其是使用用纳米压印平版印刷手段复制且然后用场发射体尖端通过高场材料沉积进行供应的尖端阵列。
【附图说明】
[0049]图1示意性地示出了纳米颗粒化合物材料的组成；
图2以示意性表示示出了用于即使在室温下也具有全电子跃迀的库仑阻断的晶域直径；
图3呈现使用来自稳定电子轨道和振荡的玻尔本征值估计的表面电子轨道的评估；
图4呈现Pt/M中的光致电流的测量；
图5是NGM的场发射体尖端的示意性表示；
图6示出了用于生产NGM的装置的示意图；
图7是入射光子的效应的示意性表示；
图8示出了太阳电池；
图9示出了由NGM制成的光子检测器的电流/电压图；
图10示出了场发射体荧光灯；
图11示出了场发射体图像显示器；
图12不出了尚功率开关；
图13示出了 X射线图像检测器，以及；
图14示出了用于制造区域、导线或条带上导体的装置。
【具体实施方式】
[0050]图1中所示的纳米颗粒材料