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TW554388B

Methods of fabricating nanostructures and nanowires and devices fabricated therefrom

Abstract

One－dimenSional nanostructures having uniformdiameters of less than approximately 200 nm. Theseinventive nanostructures, which we refer to as"nanowires", include single－cTystallinehomostructures as well as hererostructures of atleast two single－crystalline materials havingdifferent chemical compositions. Becausesingle－crystalline materials are used to form theheterostructure, the resultant heterostructure willbe single－crystalline as well. The nanowireheterostructures are generally based on aseiniconducting wire wherein the doping andcomposition are controlled in either thelongitudinal or radial directions, or in bothdirections, to yield a wire that comprisesdifferent materials. Examples of resulting nanowireheterostructures include a longitudinalheterostructure nanowire (LOHN) and a coaxialheterostructure nanowire (CoHN).

TW554388B, drawing sheet 1
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  1. 1
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一實質結晶材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由不同於該第一段材質之材料所構成；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項所述之奈米結構，其中該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項所述之奈米結構，其中該第二段包含有一實質結晶材料。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一半導體材料。
  6. 6
    如申請專利範圍第1項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  7. 7
    如申請專利範圍第1項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  8. 8
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一實質結晶材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一實質結晶材料所構成；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  9. 9
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm。
  10. 10
    如申請專利範圍第9項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  11. 11
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一半導體材料。
  12. 12
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一半導體材料。
  13. 13
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  14. 14
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一摻雜之半導體材料。
  15. 15
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  16. 16
    如申請專利範圍第8項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  17. 17
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一半導體材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一半導體材料所構成；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  18. 18
    如申請專利範圍第17項所述之奈米結構，其中該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm。
  19. 19
    如申請專利範圍第18項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  20. 20
    如申請專利範圍第17項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  21. 21
    如申請專利範圍第17項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一摻雜之半導體材料。
  22. 22
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一摻雜之半導體材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一摻雜之半導體材料所構成；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  23. 23
    如申請專利範圍第22項所述之奈米結構，其中該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm。
  24. 24
    如申請專利範圍第23項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  25. 25
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一實質結晶材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由不同於該第一段材質之材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm；以及其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  26. 26
    如申請專利範圍第25項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  27. 27
    如申請專利範圍第25項所述之奈米結構，其中該第二段包含有一實質結晶材料。
  28. 28
    如申請專利範圍第25項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一半導體材料。
  29. 29
    如申請專利範圍第25項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  30. 30
    如申請專利範圍第25項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  31. 31
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一實質結晶材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一實質結晶材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm；以及其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  32. 32
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  33. 33
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一半導體材料。
  34. 34
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一半導體材料。
  35. 35
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  36. 36
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一摻雜之半導體材料。
  37. 37
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  38. 38
    如申請專利範圍第31項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  39. 39
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一半導體材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一半導體材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層~20nm；以及其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  40. 40
    如申請專利範圍第39項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  41. 41
    如申請專利範圍第40項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  42. 42
    如申請專利範圍第39項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一摻雜之半導體材料。
  43. 43
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一摻雜之半導體材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一摻雜之半導體材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm；以及其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  44. 44
    如申請專利範圍第43項所述之奈米結構，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%。
  45. 45
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一實質結晶材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由不同於該第一段材質之材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm。其中，自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%；以及其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  46. 46
    如申請專利範圍第45項所述之奈米結構，其中該第二段包含有一實質結晶材料。
  47. 47
    如申請專利範圍第45項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一半導體材料。
  48. 48
    如申請專利範圍第45項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  49. 49
    如申請專利範圍第45項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  50. 50
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一實質結晶材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一實質結晶材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層~20nm；其中，自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；以及其中，該直徑小於200nm之線段的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  51. 51
    如申請專利範圍第50項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一半導體材料。
  52. 52
    如申請專利範圍第50項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一半導體材料。
  53. 53
    如申請專利範圍第50項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  54. 54
    如申請專利範圍第50項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一摻雜之半導體材料。
  55. 55
    如申請專利範圍第50項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  56. 56
    如申請專利範圍第50項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段表現出一塊體摻雜之半導體的電性特徵。
  57. 57
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一半導體材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一半導體材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm；其中。自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；以及其中，該直徑小於200nm之線段的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  58. 58
    如申請專利範圍第57項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個包含有一摻雜之半導體材料。
  59. 59
    如申請專利範圍第57項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段包含有一摻雜之半導體材料。
  60. 60
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一摻雜之半導體材料所構成；以及一第二段，係與該第一段連接，且由一摻雜之半導體材料所構成；其中，該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm；其中，自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該第一段中心處成份的99%；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；以及其中，該直徑小於200nm之線段的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  61. 61
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中至少一線段之直徑小於200nm，且該直徑範圍為5~50nm。
  62. 62
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中至少一線段之直徑小於200nm，且該直徑小於200nm之線段的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  63. 63
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第二段係縱向相鄰於該第一段。
  64. 64
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第二段係軸向相鄰於該第一段。
  65. 65
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段包含有一實質單晶材料。
  66. 66
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第二段包含有一實質單晶材料。
  67. 67
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段形成一p－n接合面。
  68. 68
    如申請專利範圍第67項所述之奈米結構，其中該奈米結構包含有一半導體元件。
  69. 69
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段形成一p－i接合面。
  70. 70
    如申請專利範圍第69項所述之奈米結構，其中該奈米結構包含有一半導體元件。
  71. 71
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段形成一i－n接合面。
  72. 72
    如申請專利範圍第71項所述之奈米結構，其中該奈米結構包含有一半導體元件。
  73. 73
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，更包含有一電極，係與該第一段與該第二段之中至少一個形成電連接。
  74. 74
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個的材料是選自於Ⅱ族、Ⅲ族、Ⅳ族、Ⅴ族或Ⅵ族元素。
  75. 75
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個係埋入一聚合物母體中。
  76. 76
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該第一段與該第二段之中至少一個的至少一部分係被一護套所覆蓋。
  77. 77
    如申請專利範圍第76項所述之奈米結構，其中該護套包含有一非晶質材料。
  78. 78
    如申請專利範圍第76項所述之奈米結構，其中該護套包含有一實質結晶材料。
  79. 79
    如申請專利範圍第78項所述之奈米結構，其中該實質結晶材料為實質單結晶。
  80. 80
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該奈米線是下列元件的一個功能部件，包含有：聲子帶隙元件、量子點元件、熱電元件、光子元件、奈米電機致動器、奈米電機感應器、場效電晶體、紅外線偵測器、共振穿遂二極體、單電子電晶體、磁感應器、發光元件、光學調整器、光學偵測器、光學導波管、光學耦合器、光學開關以及雷射。
  81. 81
    如申請專利範圍第1、8、17、22、25、31、39、43、45、50、57或60項所述之奈米結構，其中該奈米結構是一奈米結構陣列的一個單元。
  82. 82
    一種奈米結構，包括有：一第一段，由一材料所構成；一第二段，係與該第一段連接，且由一材料所構成；以及一第三段，係與該第一段與該第二段之中至少一個連接，且由一材料所構成；其中，至少一個線段包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；其中，至少兩個線段是由不同材料所構成；以及其中，至少兩個線段是相鄰的。
  83. 83
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該直徑小於200nm之線段的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  84. 84
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該奈米結構變遷自至少一線段至相鄰之線段之距離範圍為一原子層～20nm。
  85. 85
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中自至少一線段至一相鄰線段之變遷係起始於一朝向該相鄰線段之端點，該線段之該端點成份降低成為該線段中心處成份的99%。
  86. 86
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少兩個線段是縱向相鄰的。
  87. 87
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該第二段係軸向縱向相鄰於該第一段，且該第三段係縱向相鄰於該第二段。
  88. 88
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少兩個線段是軸向相鄰的。
  89. 89
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一線段的材料包含有一實質結晶材料。
  90. 90
    如申請專利範圍第89所述之奈米結構，其中該實質結晶材料為實質單結晶。
  91. 91
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一線段的材料包含有一半導體材料。
  92. 92
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一線段的材料包含有一摻雜之半導體材料。
  93. 93
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一線段顯現出一塊體之摻雜半導體的電性特徵。
  94. 94
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一線段之直徑小於200nm，且該直徑範圍為5~50nm。
  95. 95
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少兩線段形成一p-n接合面。
  96. 96
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少兩線段形成一p-i接合面。
  97. 97
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少兩線段形成一i-n接合面。
  98. 98
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該線段形成一p-n-p接合面。
  99. 99
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該線段形成一n-p-n接合面。
  100. 100
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該線段形成一p-i-n接合面。
  101. 101
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該線段形成一p-i-p接合面。
  102. 102
    如申請專利範圍第95、96、97、98、99、100或101項所述之奈米結構，其中該奈米結構包含有一半導體元件。
  103. 103
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，更包含有一電極，係與至少一個線段形成電連接。
  104. 104
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一個線段的材料是選自於Ⅱ族、Ⅲ族、Ⅳ族、Ⅴ族或Ⅵ族元素。
  105. 105
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一個線段係埋入一聚合物母體中。
  106. 106
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中至少一個線段的至少一部分係被一護套所覆蓋。
  107. 107
    如申請專利範圍第106項所述之奈米結構，其中該護套包含有一非晶質材料。
  108. 108
    如申請專利範圍第106項所述之奈米結構，其中該護套包含有一實質結晶材料。
  109. 109
    如申請專利範圍第108項所述之奈米結構，其中該實質結晶材料為實質單結晶。
  110. 110
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該奈米線是下列元件的一個功能部件，包含有：聲子帶隙元件、量子點元件、熱電元件、光子元件、奈米電機致動器、奈米電機感應器、場效電晶體、紅外線偵測器、共振穿遂二極體、單電子電晶體、磁感應器、發光元件、光學調整器、光學偵測器、光學導波管、光學耦合器、光學開關以及雷射。
  111. 111
    如申請專利範圍第82項所述之奈米結構，其中該奈米結構是一奈米結構陣列的一個單元。
  112. 112
    一種奈米結構的製作方法，包含有下列步驟：分解一媒介液體中的一第一氣體反應物，然後成長一第一段；以及分解該媒介液體中的一第二氣體反應物，然後成長一第二段，該第二段係與該第一段連接且由不同於該第一段材質之材料所構成；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  113. 113
    如申請專利範圍第112項所述之奈米結構的製作方法，其中每一個氣體反應物以及該媒介液體係形成一相同組成之液體合金，且每一線段係形成自該液體合金之飽和處。
  114. 114
    如申請專利範圍第112項所述之奈米結構的製作方法，其中該第二氣體反應物包含有一氣體，是由運用於物種成長之雷射移蝕所提供的，且該第二段包含有該第一氣體反應物以及該第二氣體反應物之種類的組合。
  115. 115
    一種奈米結構的製作方法，包含有下列步驟：分解一媒介液體中的一氣體反應物，然後成長一第一段；以及於該第一段上塗佈一不同成份材料，以形成一第二段；其中，該第一段以及該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  116. 116
    如申請專利範圍第115項所述之奈米結構的製作方法，其中該氣體反應物以及該媒介液體係形成一液體合金，且該第一段係形成自該液體合金之飽和處。
  117. 117
    一種奈米結構的製作方法，包含有下列步驟：(a)分解一媒介液體中的一第一氣體反應物，然後成長一第一材料，以形成一第一段；(b)分解該媒介液體中的一第二氣體反應物，然後成長一第二材料，以形成一與該一段相連接之第二段；(c)該氣體反應物以及該媒介液體係形成一液體合金，且該第一段與該第二段均形成自一液態合金的飽和處(d)於至少一線段之至少一部份塗佈一第三材料，以形成一第三段；(e)該第一材料、該第二材料與該第三材料之中至少兩個為不同成份；以及(f)該第一段、該第二段以及該第三段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  118. 118
    一種奈米結構的製作方法，包含有下列步驟：分解一媒介液體中的一第一氣體反應物，然後成長一第一材料，以形成一第一段；分解該媒介液體中的一第二氣體反應物，然後成長一第二材料，以形成一與該第一段相連接之第二段；以及分解該媒介液體中的一第三氣體反應物，然後成長一第三材料，以形成一與該第二段相連接之第三段；其中，該第一段、該第二段以及該第三段係為縱向相鄰；其中，該第二段位於該第一段以及該第三段之間；以及其中，該第一段、該第二段以及該第三段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  119. 119
    如申請專利範圍第118項所述之奈米結構的製作方法，其中該第一、第二與第三氣體反應物之中至少有兩者為相同的，且該第一段、該第二段以及該第三段之中至少兩者由相同材質所構成。
  120. 120
    如申請專利範圍第118項所述之奈米結構的製作方法，其中該氣體反應物以及該媒介液體係形成一液體合金，且該奈米結構線段係形成自該液體合金之飽和處。
  121. 121
    如申請專利範圍第118項所述之奈米結構的製作方法，其中該至少一種氣體反應物包含有一氣體，是由運用於物種成長之雷射移蝕所提供的，且至少一奈米結構線段包含有該第一氣體反應物以及該第二氣體反應物之種類的組合。
  122. 122
    一種奈米線異質結構的製作方法，包含有下列步驟：分解一媒介液體中的一第一氣體反應物，然後成長一第一材料，以形成一第一段；以及分解該媒介液體中的一第二氣體反應物，然後成長一與該第一材料不同的第二材料，以形成一與該第一段呈現縱向連接之第二段；其中，該第一、第二氣體反應物以及該媒介液體係形成兩種不同成份的液體合金；其中，該第一段與該第二段係分別形成自相關氣體反應物成份之該液體合金之飽和處；以及其中，該第一段與該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  123. 123
    一種奈米結構的製作方法，包含有下列步驟：分解一媒介液體中的一第一氣體反應物，然後成長一第一材料，以形成一第一段；以及依序雷射移蝕該第一氣體反應物中的成長物種，以形成一第二氣體反應物；以及分解該媒介液體中的一第二氣體反應物，然後成長一與該第一材料不同的第二材料，以形成一與該第一段呈現縱向相連接之第二段；其中，該第二段包含有該第一氣體反應物以及該第二氣體反應物之種類的組合；以及其中，該第一段與該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  124. 124
    如申請專利範圍第123項所述之奈米結構的製作方法，其中該第一、第二氣體反應物以及該媒介液體係形成兩種不同成份的液體合金，且該第一段與該第二段係分別形成自相關氣體反應物成份之該液體合金之飽和處。
  125. 125
    一種摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，包含有下列步驟：將一氣體反應物通入一反應爐的反應艙體中，其中該反應艙體包含有一塗佈有反應金屬的基板；將該反應艙體加熱至一溫度，其可使該反應金屬液化成為至少一個液滴；將該反應氣體分解至該液滴中直至飽和，其可使一第一段成核與成長；以及將一摻質與該氣體反應物分解至該液滴中直至飽和，其可使一摻雜之第二段在該第一段上進形成核與成長；其中，該第一段與該第二段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。
  126. 126
    如申請專利範圍第125項所述之摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，其中該基板中主要包含有Ⅲ族以及Ⅳ族元素。
  127. 127
    如申請專利範圍第125項所述之摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，其中該金屬包含有金。
  128. 128
    如申請專利範圍第127項所述之摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，其中該金包含有膠態金(colloidal gold)。
  129. 129
    如申請專利範圍第125項所述之摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，其中該基板包含有矽，且該金屬包含有金。
  130. 130
    如申請專利範圍第125項所述之摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，其中該反應爐包含有一石英反應爐管。
  131. 131
    如申請專利範圍第125項所述之摻雜半導體超晶格之奈米結構的製作方法，其中該氣體反應物包含有H 2 與SiC1 4 的混合物。
  132. 132
    一種Si/SiGe超晶格之奈米線異質結構的製作方法，包含有下列步驟：於一基板上沉積一Au層；將該基板放置於一石英反應爐管中；將一包含有H 2 與SiCl 4 的混合氣體反應物通入該反應爐管中；將該反應爐管加熱至一溫度，其可使該Au層液化成為至少一個奈米規格的Au-Si合金液滴；將該反應氣體分解至該液滴中直至飽和，其可成核與成長出一Si線段；在成長該Si線段的過程中，雷射移蝕一Ge靶材以產生一Ge氣相；以及沉積Ge與Si物種於該Au-Si合金液滴中直至飽和，其可於該Si線段上成核與成長出一SiGe線段；其中，該Si線段與該SiGe線段之中至少一個包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm。格之奈米結構的製作方法，其中該氣體反應物包含有H 2 與SiCl 4 的混合物。
  133. 133
    如申請專利範圍第132項所述之一種Si/SiGe超晶格之奈米線異質結構的製作方法，另包含有一步驟：開啟關閉該雷射之脈衝，可使該Si/SiGe超晶格形成塊體狀連接。
  134. 134
    如申請專利範圍第132項所述之一種Si/SiGe超晶格之奈米線異質結構的製作方法，其中該基板中主要包含有Ⅲ族以及Ⅳ族元素。
  135. 135
    如申請專利範圍第132項所述之一種Si/SiGe超晶格之奈米線異質結構的製作方法，其中該Au層包含有膠態金(colloidal gold)。
  136. 136
    如申請專利範圍第132項所述之一種Si/SiGe超晶格之奈米線異質結構的製作方法，其中該基板金包含有矽。
  137. 137
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中直徑小於200nm之線段的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  138. 138
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該奈米結構變遷自該第一段至該第二段之距離範圍為一原子層～20nm。
  139. 139
    如申請專利範圍第138項所述之製作方法，其中自該第一段至該第二段之變遷係起始於一朝向該第二段之端點，該第一段之該端點成份降低成為該線段中心處成份的99%。
  140. 140
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中至少一線段包含有一實質結晶材質。
  141. 141
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中至少一線段包含有一實質單結晶材質。
  142. 142
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中至少一線段包含有一半導體材質。
  143. 143
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，另包含有一步驟：對至少一線段進行摻雜。
  144. 144
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中至少一線段之直徑小於200nm，且該直徑範圍為5~50nm。
  145. 145
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該第二段係縱向相鄰於該第一段。
  146. 146
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該第二段係軸向相鄰於該第一段。
  147. 147
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，另包含有一步驟：對該第一段以及該第二段進行摻雜，以形成一p－n接合面。
  148. 148
    如申請專利範圍第147項所述之製作方法，其中該奈米結構包含有一半導體材料。
  149. 149
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，另包含有一步驟：對該第一段以及該第二段進行摻雜，以形成一p－i接合面。
  150. 150
    如申請專利範圍第149項所述之製作方法，其中該奈米結構包含有一半導體材料。
  151. 151
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，另包含有一步驟：對該第一段以及該第二段進行摻雜，以形成一i－n接合面。
  152. 152
    如申請專利範圍第151項所述之製作方法，其中該奈米結構包含有一半導體材料。
  153. 153
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，更包含有一步驟：形成一電極，以與該第一段與該第二段之中至少一個形成電連接。
  154. 154
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該第一段與該第二段之中至少一個的材料是選自於Ⅱ族、Ⅲ族、Ⅳ族、Ⅴ族或Ⅵ族元素。
  155. 155
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該第一段與該第二段之中至少一個係埋入一聚合物母體中。
  156. 156
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該第一段與該第二段之中至少一個的至少一部分係被一護套所覆蓋。
  157. 157
    如申請專利範圍第156項所述之製作方法，其中該護套包含有一非晶質材料。
  158. 158
    如申請專利範圍第156項所述之製作方法，其中該護套包含有一實質結晶材料。
  159. 159
    如申請專利範圍第158項所述之製作方法，其中該實質結晶材料為實質單結晶。
  160. 160
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該奈米線是下列元件的一個功能部件，包含有：聲子帶隙元件、量子點元件、熱電元件、光子元件、奈米電機致動器、奈米電機感應器、場效電晶體、紅外線偵測器、共振穿遂二極體、單電子電晶體、磁感應器、發光元件、光學調整器、光學偵測器、光學導波管、光學耦合器、光學開關以及雷射。
  161. 161
    如申請專利範圍第112、115、117、118、122、123、125或132項所述之製作方法，其中該奈米結構是一奈米結構陣列的一個單元。
  162. 162
    162一種奈米雷射，包含有：一奈米結構，其包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；以及一幫浦源。
  163. 163
    如申請專利範圍第162項所述之奈米雷射，其中該奈米結構係由不同成份組成之複數個線段所構成。
  164. 164
    如申請專利範圍第162項所述之奈米雷射，其中該幫浦源之配置是用來激發該奈米結構中的居量反轉。
  165. 165
    一種奈米雷射，包含有：一奈米結構，其乃由不同成份組成之複數個縱向相鄰的線段所構成，其中至少一個線段包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；以及一幫浦源。
  166. 166
    如申請專利範圍第165項所述之奈米雷射，其中該幫浦源之配置是用來激發該奈米結構中的居量反轉。
  167. 167
    一種奈米雷射，包含有：一奈米結構，其乃由不同成份組成之複數個縱向相鄰的線段所構成，其中至少一個線段包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；以及一幫浦源，其配置是用來激發該奈米結構中的居量反轉。
  168. 168
    一種奈米雷射，包含有：一奈米結構，其包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；複數個量子點，係置於該奈米結構中；以及一幫浦源。
  169. 169
    如申請專利範圍第168項所述之奈米雷射，其中該奈米結構係由不同成份組成之複數個線段所構成。
  170. 170
    如申請專利範圍第169項所述之奈米雷射，其中該幫浦源之配置是用來激發該量子點中的居量反轉。
  171. 171
    一種奈米雷射，包含有：一奈米結構，其乃由不同成份組成之複數個縱向相鄰的線段所構成，其中至少一個線段包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；複數個量子點，係置於該奈米結構中；以及一幫浦源。
  172. 172
    如申請專利範圍第171項所述之奈米雷射，其中該幫浦源之配置是用來激發該量子點中的居量反轉。
  173. 173
    一種奈米雷射，包含有：一奈米結構，其乃由不同成份組成之複數個縱向相鄰的線段所構成，其中至少一個線段包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm；複數個量子點，係置於該奈米結構中；以及一幫浦源，其配置是用來激發該量子點中的居量反轉。
  174. 174
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構包含有一實質結晶材質。
  175. 175
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該實質結晶材質為一實質單結晶材質。
  176. 176
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構之直徑範圍為5~50nm。
  177. 177
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構的直徑變化不會大於該線段之長度的10%。
  178. 178
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構的材料是選自於II族、Ⅲ族、Ⅳ族、Ⅴ族或Ⅵ族元素。
  179. 179
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構係埋入一聚合物母體中。
  180. 180
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構是一奈米結構陣列的一個單元。
  181. 181
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該幫浦源包含有一光學脈衝源。
  182. 182
    如申請專利範圍第181項所述之奈米雷射，其中該光學脈衝源包含有一脈衝雷射。
  183. 183
    如申請專利範圍第162、165、167、171或173項所述之奈米雷射，其中該幫浦源包含有一導電脈衝源。
  184. 184
    如申請專利範圍第183項所述之奈米雷射，其中該導電脈衝源包含有一陰極與一陽極。
  185. 185
    如申請專利範圍第184項所述之奈米雷射，其中該陽極與該奈米結構形成一電連接。
  186. 186
    如申請專利範圍第185項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一歐姆接觸。
  187. 187
    如申請專利範圍第185項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一直接接觸。
  188. 188
    如申請專利範圍第184項所述之奈米雷射，其中該陰極與該奈米結構形成一電連接。
  189. 189
    如申請專利範圍第188項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一歐姆接觸。
  190. 190
    如申請專利範圍第188項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一直接接觸。
  191. 191
    如申請專利範圍第184項所述之奈米雷射，其中該陽極與該陰極皆與該奈米結構形成一電連接。
  192. 192
    如申請專利範圍第191項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一歐姆接觸。
  193. 193
    如申請專利範圍第191項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一直接接觸。
  194. 194
    如申請專利範圍第162、165、167、168、171或173項所述之奈米雷射，其中該奈米結構包含有一第一端以及一第二端，且該第一端以及該第二端均包含有反射表面。
  195. 195
    如申請專利範圍第194項所述之奈米雷射，其中該奈米結構包含有一開口。
  196. 196
    一種奈米雷射，包含有：一具有多個切面、單結晶之ZnO奈米結構，其包含有一實質均勻的直徑，且該直徑小於200nm;該奈米結構包含有一第一端以及一第二端；該第一端包含有一磊晶介面，係自該奈米結構延伸而形成於該奈米結構與一藍寶石基材之間；以及該第一端與該第二端包含有相對應之反射表面；其中，該奈米結構之功能是用作為該端點面之間的一個共振開口。
  197. 197
    如申請專利範圍第196項所述之奈米雷射，其中該奈米結構係埋入一聚合物母體中。
  198. 198
    如申請專利範圍第196項所述之奈米雷射，其中該奈米結構是一奈米結構陣列的一個單元。
  199. 199
    如申請專利範圍第196項所述之奈米雷射，另包含有一幫浦源。
  200. 200
    如申請專利範圍第199項所述之奈米雷射，其中該幫浦源包含有一光學脈衝源。
  201. 201
    如申請專利範圍第200項所述之奈米雷射，其中該光學脈衝源包含有一脈衝雷射。
  202. 202
    如申請專利範圍第199項所述之奈米雷射，其中該幫浦源包含有一導電脈衝源。
  203. 203
    如申請專利範圍第202項所述之奈米雷射，其中其中該導電脈衝源包含有一陰極與一陽極。
  204. 204
    如申請專利範圍第203項所述之奈米雷射，其中該陽極與該奈米結構形成一電連接。
  205. 205
    如申請專利範圍第203項所述之奈米雷射，其中該陰極與該奈米結構形成一電連接。
  206. 206
    如申請專利範圍第203項所述之奈米雷射，其中該陽極與陰極均與該奈米結構形成一電連接。
  207. 207
    如申請專利範圍第204、205或206項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一歐姆接觸。
  208. 208
    如申請專利範圍第204、205或206項所述之奈米雷射，其中該電連接係為一直接接觸。
Independent claims208