由导电金属晶体组成，该导电金属晶体由具有原子间间距I的原子3组成，并且纳米晶体被嵌入由氧化物、氧氮化物或氮化物组成的绝缘基质2。
[0051]图2在图中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。纳米颗粒材料具有在2和4nm之间的量子点尺寸，并且因此在室温及以上提供离散电荷传递，例如用于玻色一一爱因斯坦一一凝聚(BEC)，以及用于用电子来填充晶体周围的激子轨道水平，其来自在金属的费米水平以上的室温下被占用电子态，该费米水平由于金属中的电子的麦克斯韦能量分布而被填充。
[0052]图3针对纳米颗粒材料示出了边缘表面轨道(nl)处的玻尔本征值圆形状态31，其具有将玻尔本征值传输状态32分离的小于120 meV的水平(m*Lambda/2，m是整数)。纳米晶体33的直径在PT/M的情况下可以是2 nm且在Au/M的情况下可以是4 nm。在图3中，描述了标记为34、35、36的其他表面轨道状态n=l、n=2和n=3。这些可以形成激子状态，其与来自相邻晶体的激子状态重叠，并且允许电子和空穴在没有电阻损耗的情况下跨所有NGM分布。激子轨道状态之间的能量带隙对于Pt/M而言为120 meV且对于Au/M而言为65me V ο
[0053]NGM材料为每个晶体呈现光子能量陷阱。由于晶体的小尺寸，光子能量的许多部分可以被在NGM材料的薄层中以及还在同一层的相邻晶体中的无弹性拉曼散射吸收。因此，NGM材料是非常高效的吸收体，并且仅要求薄NGM材料层。此特性由于例如太阳电池所需的层的小厚度而以有利的方式节省材料，例如，10个后续吸收体水平对应于20 nm层厚度(Pt/M)或 40 nm (Au/M)。
[0054]图4的图示出用来自3，2 10λ-15 cm2的Pt/M沉积面积和1.3 eV的红激光照明的提取电压测量的光致电流。在场发射二极管实验中从O伏开始测量光致电流，给出电子由于圆形轨道激子电子状态的激励而被从晶体释放的证据。
[0055]图5的上部示出了如用将所有晶体图像叠加在一个图片中的透射电子显微镜显示的具有金属纳米晶体I和嵌入绝缘体基质2的NGM的场发射体尖端的示意性表示。图5的中间表示三个单晶体的表面轨道中的电子的三个电势和等距离本正值，具有能级6、晶体之间的隧道势皇7、真空隧道势皇8、由于外部电压施加而引起的势差9、能级处的电子10、跃迀到下一晶体之后的电子11、跃迀到下一晶体之后的电子12。电子最后作为场发射电子13通过遂穿电势8而离开晶体5。图5的底部示出了单晶体3、4、5的示意图。
[0056]图6示出了用于生产NGM的装置的示意图。由NGM制成的包括场发射体或热场发射体、热或气体放电源的电子束源产生分别地在基底或样本65上指引的电子束60 ?通过喷嘴66供应前体分子67。图6中所示的所有元件被布置在包含约10_4至10 _7毫巴的高真空的反应室610中。电子束60产生二次电子，其与通过喷嘴66供应的前体分子67反应。这导致使金属原子中的前体分子67开裂，其首先聚合成纳米晶体63和绝缘材料，其形成纳米晶体被嵌入其中的基质。
[0057]前体分子61由于在与被激励前体气体的反应中由挥发反应产物形成而从前体分子蚀刻基底材料64吸收前体分子62基团69。
[0058]图7是入射光子的效应的示意性表示。上部示意性地示出具有轨道710、711、712的相互非常接近的两个纳米晶体713，由此，被激励电子的轨道710、711、所谓的已激励激子状态重叠。重叠的已激励激子状态是玻色一一爱因斯坦一一凝聚形成波色子的原因，其以高密度处于该水平中，并允许在具有5nm以下的晶体直径的纳米颗粒材料中在室温下的巨大的电流密度和异常的高电流。入射光子719将电子从较低激子水平715提高到吸收能量720的较高激子水平714。线717和718描述了纳米晶体的表面和内轨道。借助于电场721，能级714、721上的电子向右移动，而能级715上的空穴向左移动。电子和空穴可以经历玻色爱因斯坦凝聚并形成玻色子。
[0059]在用几eV电子或离子到吸收层的能量供应下的绝缘基底上，材料沉积或蚀刻由包含至少一个金属组分或多个不同的金属组分的无机前体以及包含绝缘体或氧化物的前体形成，用其他辐射或能量输送源的影响形成其他金属或半导体，其还可以被特别地选择成与有机组分反应，并形成在NGM材料中不聚合的挥发相。
[0060]将在约束下选择沉积条件以形成纳米颗粒沉积，其具有在Inm与< 15nm之间的晶体尺寸，并且由来自被嵌入非绝缘和绝缘相中的导电金属或金属化合物相的纳米晶体组成，在晶体之间具有非常薄的厚度，例如< 2nm。
[0061]所使用的金属、半导体及其前体化合物包含铍、硼、硅、镓、铟、锗、锡、铅、锌、铱、铝、银、金、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镉、铊以及其化合物及其氧化物、氮化物、氧氮化物、磷化物、卤化物以及混合金属化合物，像Sn Zn Ox，例如尖晶石(Spinel)、Zn SnGa、Al Ti No绝缘基质由硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物以及金属氧化物、氮化物或磷化氢的其他混合物形成。
[0062]图8示出了将电磁辐射、例如日光的能量转换成电能的太阳电池的剖面。NGM被布置在正集电器734与负集电器740之间。电阻器736被绝缘体735与NGM绝缘，形成电场737。由于光子730在NGM上的撞击，电子获得较高能级，并且在由场737给定的方向上遂穿基质。激子电子731移动至正集电器734且激子空穴移动至负集电器740。能量损失之后的光子的其余部分739离开NGM。因为NGM具有非常低的电阻，所以电子引起高电流。但是在集电器733与740之间产生的电压是相对低的，约0.06至0.16 eV。与常规太阳电池相比的效率是非常高的。可以通过将多个单元级联来补偿该较低电压，如还用Si太阳电池执行的那样。
[0063]与标准材料相比，NGM中的无弹性拉曼散射过程将具有高截面，因为被激励电子和空穴并未由于电阻性声子相互作用而遭受减速的导电率，而是面对从反应位置传输能量的无限制速度。
[0064]图9示出了由具有I ymX50nm的尺寸的NGM制成的光电阻器的电流/电压图。
[0065]由用于白色室内光的气体放电灯的光照明，测量曲线91。在黑暗中取曲线92。显而易见的是与灯被接通相比，电压在暗中明显更高。通过US 6，246，055知道此类光电阻器的结构。
[0066]图10示出了荧光灯的原理，该荧光灯包括两个板102、1011，其连同隔离物1013 —起构建用类似于氖或氙的惰性气体填充的低压容积。其他隔离物103将室划分成单元，其中的每一个包含由NGM发射体107组成的电子源。隔离物103承载格栅105。绝缘层109上的导电层108将阴极电压引导至场发射体尖端107。导电层101构建阳极，并且被磷光体斑100覆盖。由于纳米颗粒材料尺寸，由于由电子发射NGM晶体的小半径引起的高场增强因数而大大地减小了场发射所需的电压。用于Au/M的场发射在8 V处开始，而不是如Mo-Spindt阴极所做的那样在70V。
[0067]在格栅105的电压Ug在到阳极101的方向上加速由场发射体107发射的电子的操作中。但是这具有约2V的Ua的电势，低于阴极电势Uk。因此，电子并不着陆在层101上，而是在每个单元中振荡，并且将惰性气体激励至亚稳定状态，其辐射撞击磷光体100的UV光。该UV光又被磷光体100转换成可见光。
[0068]图11中所示的图像显示器具有与图10中所示的荧光灯类似的结构，并且包括两个板1102，其连同绝缘隔离物1105 —起构建用如氖或氙的惰性气体填充的低压(例如I毫巴)容积。围绕格栅(1104)振荡的电子将气体激励到亚稳定状态，其然后通过与磷光体的机械碰撞而激励光发射。高正电势格栅1104加速由场发射体1107发射的电子。场发射体1107可由所提供的提取器1108单独地控制。此外，单元适合于要显示的像素的数目，并且磷光体1103的点发射不同的色彩。
[0069]图12示出了使得能够在高电流下切换高电压的一对电源开关，例如3，80 kV和1000 Ao针对线1201上的每个半波，在彼此相对的方向上提供一个开关。两个开关包括形成阴极1202的场发射体阵列。提取器电压被供应给电极1203。提取器电压可以低于100V，并且可被接通和关断以控制阴极1202、1207与阳极1205之间的电子流流动。可以将提取器电极1203布置在场发射体阴极1202的平面中。加速器倍增电极1204使由阴极发射的电子聚焦在阳极1205上。连同阴极基线一起，在一个升离过程中将提取器线制造为绝缘基底上的金属线。
[0070]图13中所示的X射线图像检测器包括透明支撑体1402，其由Si02制成，具有尖端结构作为光阴极1403，其由