CN101711421A - 用于印刷对准的纳米线及其它电装置的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于将纳米线及电装置施加到表面的方法及系统。在第一方面中，在电极对附近提供至少一个纳米线。由所述电极对的电极产生电场以使所述至少一个纳米线与所述电极相关联。所述电极对与目的地表面的一区域对准。所述至少一个纳米线从所述电极对沉积到所述区域。在另一方面中，在电极对附近提供多个电装置。由所述电极对的电极产生电场以使所述多个电装置中的一电装置与所述电极相关联。所述电极对与所述目的地表面的一区域对准。所述电装置从所述电极对沉积到所述区域。

Description

用于印刷对准的纳米线及其它电装置的方法及系统
技术领域
本发明涉及纳米结构，且更确切地说涉及对准的纳米结构及电装置的沉积。
背景技术
例如纳米线等纳米结构具有促进全新一代电子装置的潜力。此基于纳米结构的新一代电子装置问世的主要障碍在于有效地在各种表面(例如衬底)上对准及沉积纳米结构的能力。电场使得悬浮在悬浮液中的纳米线能够对准，但当前的技术对于对大面积衬底的适应能力加以严格的限制。同样，当前用于沉积例如集成电路、裸片、光学组件等电装置的技术不太适应大面积衬底。
需要用于实现纳米结构及其它电装置的高品质沉积的系统及方法，其适合用来制造大阵列的支持纳米结构的电子装置。
发明内容
本发明描述用于将纳米线施加到表面的方法及系统。在一实例方面中，在电极对附近提供纳米线。由所述电极对的电极产生电场，以使所述纳米线与所述电极相关联。所述电极对与目的地表面的一区域对准。所述纳米线从所述电极对沉积到所述区域。
纳米线可以各种方式沉积到所述区域。例如，可使用被动或主动的力或所述力的组合将纳米线从电极移动到目的地表面。实例力包括电场(AC及/或DC)、真空力、静电力、重力及/或其它力。
在第一实例中，所述电极对可形成在转移表面上。所述转移表面经配置以具有第一电荷。所述第一电荷对纳米线施加静电斥力(例如，纳米线可具有与所述第一电荷相同的电荷)。由所述电极产生的电场对抗所述静电斥力将纳米线吸引到转移表面。在一个例子中，可用交流(AC)场使所述电场偏置，以将纳米线吸引到转移表面。所述电场可被减小(包括完全移除)，以使纳米线能够被所述第一电荷的静电斥力朝向目的地表面移动。
在另一实例中，所述目的地表面具有与所述第一电荷相反的第二电荷。所述第二电荷的静电吸力将纳米线吸引到目的地表面。可缩小纳米线与目的地表面之间的距离以增加此吸引力。
在另一实例中，(例如用超声波方式)振动所述转移表面以使所述第二电荷的静电吸力能够将所述纳米线朝向所述目的地表面吸引。
在另一实例中，从目的地表面向转移表面施加真空，以使纳米线朝向目的地表面移动。例如，所述真空可将存在所述纳米线的溶液朝向所述目的地表面汲取。溶液的流动将纳米线朝向目的地表面汲取。
在另一实例中，产生与所述目的地表面相关联的第二电场，以将纳米线朝向目的地表面吸引。
在本发明的另一方面中，描述一种用于将纳米线施加到目的地表面的系统。所述系统包括具有转移表面的主体、形成在所述转移表面上的电极对、包括提供在所述电极对附近的多个纳米线的悬浮液、信号产生器及对准机构。所述信号产生器耦合到所述电极对。所述信号产生器经配置以供应电信号，以使所述电极对的电极能够产生电场，以使所述多个纳米线中的纳米线与所述电极相关联。所述对准机构经配置以使电极对与目的地表面的一区域对准，以使纳米线能够从电极对沉积到所述区域。
在本发明的另一方面中，电装置以与本文别处针对纳米线描述的类似的方式转移到表面。在多个方面中，在转移表面上的电极对附近提供一个或一个以上电装置。所述电极对被供能，借此电装置变成与所述电极对相关联。随后，所述电装置从电极对沉积到目的地表面。
在本发明的另一方面中，将纳米结构(例如纳米线)转移到目的地表面。印刷头的转移表面定位为邻近目的地表面。纳米线与所述转移表面相关联。缩小所述转移表面与所述目的地表面之间的距离。在缩小转移表面与目的地表面之间的距离期间，在转移表面中的一个或一个以上开口中从转移表面与目的地表面之间接收流体。在开口中接收流体会减小纳米线上的剪力。纳米线从转移表面沉积到目的地表面。
在本发明的又一方面中，将纳米结构(例如纳米线)转移到目的地衬底。纳米线转移系统包括关联站、印刷站及清洁站。所述关联站经配置以接收多个印刷头，并使纳米结构与所接收的多个印刷头中的每一者的转移表面相关联。所述印刷站经配置以接收目的地衬底及所述印刷头中的至少一者，并将所述纳米结构从所接收的印刷头转移到所述目的地衬底的表面的多个区域。所述清洁站经配置以从印刷站接收所述多个印刷头，并清洁所接收的多个印刷头。
在多个方面中，所述印刷站可经配置以将对纳米结构的转移作为“湿式”转移或“干式”转移来执行。
在另一方面中，所述纳米线转移系统可包括检查站。所述检查站经配置以执行对所述多个印刷头的转移表面的检查，并基于所述检查来选择所述多个印刷头中的至少一个印刷头。所述印刷站可经配置以从所述被选择的至少一个印刷头转移所述纳米结构。
在又一方面中，所述纳米线转移系统可包括修理站。所述修理站经配置以执行对转移到目的地衬底的表面的多个区域的纳米结构的检查。如果所述修理站确定了需要修理的纳米结构布置，则所述修理站经配置以修理所述纳米结构布置。
在又一方面中，所述纳米线转移系统可包括印刷头干燥站及修理站。所述印刷头干燥站经配置以将与所述多个印刷头的转移表面相关联的纳米结构干燥。所述修理站经配置以执行对所述经干燥的转移表面的检查。如果所述修理站确定了与转移表面相关联的需要修理的纳米结构布置，则所述修理站经配置以修理所确定的纳米结构布置。所述印刷头干燥站使对纳米线的干式转移能够在印刷站处执行。
在又一方面中，所述纳米线转移系统可包括面板干燥站。所述面板干燥站经配置以将被转移到目的地衬底的表面的多个区域的纳米结构干燥(例如在由印刷站执行对纳米线的湿式转移的情况下)。
以下参看附图详细描述本发明的其它实施例、特征及优点以及本发明的各个实施例的结构及操作。
附图说明
参看附图描述本发明。在各图式中，相同的参考编号指示相同或功能上类似的元件。最先出现一元件的图式由对应参考编号的最左侧的数字指示。
图1A是单晶半导体纳米线的图。
图1B是根据核-壳(CS)结构掺杂的纳米线的图。
图1C是根据核-壳-壳(CSS)结构掺杂的纳米线的图。
图2展示根据本发明的实例实施例的纳米结构转移系统的框图。
图3展示根据本发明的实例实施例的提供用于转移纳米结构的实例步骤的流程图。
图4-6展示根据本发明的实例实施例的在不同操作阶段期间图2的纳米结构转移系统的框图视图。
图7展示根据本发明的实施例的纳米线印刷头。
图8及9展示根据本发明的实施例的实例纳米线转移系统的若干部分。
图10展示根据本发明的实例实施例的纳米线溶液流动系统的框图。
图11及12展示根据本发明的实例实施例的具有悬臂的实例印刷头的视图。
图13展示根据本发明的实例实施例的用于转移系统的电场产生系统。
图14展示根据本发明的实例实施例的转移系统，其中产生电场以使纳米线与电极对相关联。
图15展示根据本发明的实例实施例的具有相关联的纳米线的图14的转移系统。
图16展示根据本发明的实例实施例的作用于转移系统中的纳米线上的力。
图17及18展示根据本发明的实例实施例的具有相关联的纳米线的图11的印刷头的平面及侧视图。
图19展示根据本发明的实例实施例的对准系统。
图20展示根据本发明的实施例印刷头已通过对准机构与表面区域对准。
图21及22展示根据本发明的实例实施例图9的溶液中的印刷头正与目的地表面对准。
图23展示根据本发明的实施例的具有间隔物的实例印刷头。
图24及25展示根据本发明的实例实施例的与目的地表面对准的图11的印刷头的侧视图。
图26展示根据本发明的实例实施例的具有真空源的纳米线转移系统。
图27展示根据本发明的实例实施例的具有真空口的转移表面的实例平面图。
图28、29、31A、31B、32及33展示根据本发明的实例实施例的经配置以沉积纳米线的实例纳米线转移系统。
图30展示根据本发明的实施例的具有氧化物层的转移表面及具有氮化物层的目的地表面的势能级曲线图。
图31C展示根据本发明的实施例的纳米线在异丙醇中的惯性运动曲线图。
图34展示根据本发明的实施例的纳米线转移系统，其包括具有两个电极对的印刷头。
图35展示根据本发明的实例实施例的提供用于转移电装置的实例步骤的流程图。
图36-39展示根据本发明的实例实施例的在不同操作阶段期间电装置转移系统的框图视图。
图40展示根据本发明的实例实施例的纳米结构转移系统的横截面图。
图41展示根据本发明的实例实施例的图40所示的印刷头的转移表面的视图。
图42展示根据本发明的实例实施例的纳米结构转移系统的横截面图。
图43展示根据本发明的实例实施例的图42所示的印刷头的转移表面的视图。
图44展示根据本发明的实例实施例的用于将纳米结构转移到目的地表面的流程图。
图45展示根据本发明的实例实施例的图42的纳米结构转移系统的横截面图，其说明一纳米线正被沉积到目的地表面。
图46展示根据本发明的实施例的纳米结构转移系统。
图47展示根据本发明的实例实施例的印刷头的横截面图。
图48展示根据本发明的实例实施例的纳米结构印刷系统的框图。
图49展示根据本发明的实例实施例的图48的系统的印刷头管线部分的流程图。
图50展示根据本发明的实例实施例的图48的系统的面板管线部分的流程图。
图51及52展示根据本发明的实施例的实例关联站的视图。
图53展示根据本发明的实施例的实例检查站。
图54-56展示根据本发明的实例实施例的在纳米结构转移处理期间印刷站的视图。
图57展示根据本发明的实施例的的实例清洁站。
图58及59展示根据本发明的实例实施例的面板修理站的视图。
图60展示根据本发明的实施例的实例面板干燥站。
图61展示根据本发明的实例实施例的纳米结构印刷系统的框图。
图62展示根据本发明的实例实施例的图61的系统的印刷头管线部分的流程图。
图63展示根据本发明的实例实施例的图61的系统的面板管线部分的流程图。
图64、66、68及70展示根据本发明的实例实施例的在纳米结构转移处理期间纳米结构转移系统的视图。
图65、67、69及71展示根据本发明的实例实施例的使用图64、66、68及70中所示的纳米结构转移系统的显微镜捕捉的相应图像。
现在将参看附图描述本发明。在图式中，相同的参考编号指示相同或功能上类似的元件。此外，参考编号的最左侧的数字识别最先出现所述参考编号的图式。
具体实施方式
应了解，本文所展示及描述的特定实施方案是本发明的实例，且无意以任何方式对本发明的范围做其它方面的限制。事实上，为了简洁，在本文中可能不详细描述常规的电子器件、制造、半导体装置以及纳米线(NW)、纳米棒、纳米管及纳米带的技术，以及所述系统的其它功能性方面<及所述系统的各个操作组件的组件)。此外，为了简洁的目的，本文中经常将本发明描述为与纳米线有关。
应了解，虽然纳米线被经常提及，但本文所描述的技术也适用于其它纳米结构，例如纳米棒、纳米管、纳米四足管、纳米带及/或其组合。应进一步了解，本文所描述的制造技术可用来产生任何半导体装置类型及其它电子组件类型。此外，所述技术将适合应用于电系统、光学系统、消费型电子器件、工业电子器件、无线系统、太空应用或任何其它应用。
本文所使用的“纵横比”是纳米结构的第一轴的长度除以所述纳米结构的第二与第三轴的平均长度，其中第二及第三轴是长度最接近彼此相等的两个轴。例如，完美的棒的纵横比将是其长轴的长度除以正交于(垂直于)所述长轴的横截面的直径。
术语“异质结构”在提及纳米结构而被使用时，是指特征为至少两种不同及/或可区分的材料类型的纳米结构。一般来说，所述纳米结构的一个区域包含第一材料类型，而所述纳米结构的第二区域包含第二材料类型。在某些实施例中，所述纳米结构包含第一材料的核，以及第二(或第三等等)材料的至少一个壳，其中所述不同的材料类型例如相对于纳米线的长轴、分支的纳米晶体的臂的长轴或纳米晶体的中央径向地分布。壳不需要完全覆盖邻近材料才能被视为壳或纳米结构才能被视为异质结构。例如，特征为一种材料的核覆盖有第二材料的小型岛状物的纳米晶体为异质结构。在其它实施例中，不同材料类型分布在纳米结构内的不同位置。例如，材料类型可沿着纳米线的主(长)轴或沿着分支的纳米晶体的臂的长轴分布。异质结构内的不同区域可包含完全不同的材料，或所述不同的区域可包含一基材。
本文所使用的“纳米结构”是具有至少一个尺寸小于约500nm(例如小于约200nm，小于约100nm，小于约50nm或甚至小于约20nm)的区域或特性尺寸的结构。一般来说，所述区域或特性尺寸将沿着所述结构的最小轴。所述结构的实例包括纳米线、纳米棒、纳米管、分支的纳米晶体、纳米四足管、三足管、双足管、纳米晶体、纳米点、量子点、纳米粒子、分支的四足管(例如无机的树枝状聚合物)及类似物。纳米结构在材料特性方面可能是大致均质的，或在某些实施例中可能是异质的(例如异质结构)。纳米结构可例如大致是结晶质、大致是单晶质、复晶质、非晶质或其组合。在一方面中，纳米结构的三维尺寸中的每一者均具有小于约500nm(例如，小于约200nm，小于约100nm，小于约50nm或甚至小于约20nm)的尺寸。
本文所使用的术语“纳米线”大体上是指任何细长的导体或半导体材料(或本文中描述的其它材料)，其包括至少一个小于500nm(且优选等于或小于约100nm)的横截面尺寸，且具有大于10的纵横比(长度∶宽度)(优选大于50，且更优选大于100)。实践本发明的方法及系统时所用的示范性纳米线的长度大约为数十微米(例如约10、20、30、40、50微米等)，且直径约为100nm。
本发明的纳米线在材料特性方面可以大致是均质的，或在某些实施例中可以是异质的(例如纳米线异质结构)。纳米线可用基本上任何合宜的材料来制造，且可例如大致是结晶质、大致是单晶质、复晶质或非晶质。纳米线可具有可变的直径或可具有大致均匀的直径，亦即，显现出的变化在最大可变性区域上小于约20％(例如小于约10％，小于约5％或小于约1％)且在线性尺寸上至少5nm(例如，至少10nm，至少20nm，或至少50nm)的直径。通常对直径的评估远离纳米线的末端(例如在纳米线的中央20％、40％、50％或80％上)。纳米线在其长轴的整个长度或其一部分上可以是直的，或例如可弯曲或弯折。在某些实施例中，纳米线或其一部分可显现出二或三维的量子局限(quantum confinement)。根据本发明的纳米线可明确地排除碳纳米管，且在某些实施例中，排除“须”(whisker)或“纳米须”，特别是直径大于100nm或大于约200nm的须。
所述纳米线的实例包括半导体纳米线(如第WO 02/17362、WO 02/48701及WO01/03208号公开国际专利申请案中所描述)、碳纳米管及其它类似尺寸的细长的导体或半导体结构。
本文所使用的术语“纳米棒”通常是指类似于纳米线但纵横比(长度∶宽度)小于纳米线的纵横比的任何细长的导体或半导体材料(或本文中描述的其它材料)。应注意，两个或两个以上纳米棒可沿其纵轴耦合在一起，以使得经耦合的纳米棒可一直跨接于电极之间。或者，两个或两个以上纳米棒可大致沿其纵轴对准但不耦合在一起，以使所述两个或两个以上纳米棒的末端之间存在小间隙。在此情况下，电子可通过从一个纳米棒跳跃到另一纳米棒从而跨越所述小间隙而从一个纳米棒流动到另一纳米棒。所述两个或两个以上纳米棒可大致对准，以使其形成一路径，电子可通过所述路径在电极之间行进。
可使用各种各样类型的用于纳米线、纳米棒、纳米管及纳米带的材料，包括选自例如以下的半导体材料：Si、Ge、Sn、Se、Te、B及C(包括金刚石)、P、B-C、B-P(BP6)、B-Si、Si-C、Si-Ge、Si-Sn及Ge-Sn、SiC、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、Cul、AgF、AgCl、AgBr、AgI、BeSiN2、CaCN2、ZnGeP2、CdSnAs2、ZnSnSb2、CuGeP3、CuSi2P3、(Cu，Ag)(Al，Ga，In，Tl，Fe)(S，Se，Te)2、Si3N4、Ge3N4、Al2O3、(Al，Ga，In)2(S，Se，Te)3、Al2CO，以及两种或两种以上所述半导体的适当组合。
纳米线也可用其它材料来形成，所述材料例如是：金属，例如金、镍、钯、铱、钴、铬、铝、钛、锡等；金属合金、聚合物、导电聚合物、陶瓷及/或其组合。可采用其它现在已知或后来研发出的导体或半导体材料。
在某些方面中，半导体可包含来自由以下组成的群组的掺杂剂：来自元素周期表的III族的p型掺杂剂；来自元素周期表的V族的n型掺杂剂；选自由B、Al及In组成的群组的p型掺杂剂；选自由P、As及Sb组成的群组的n型掺杂剂；来自元素周期表的II族的p型掺杂剂；选自由Mg、Zn、Cd及Hg组成的群组的p型掺杂剂；来自元素周期表的IV族的p型掺杂剂；选自由C及Si组成的群组的p型掺杂剂；或选自由Si、Ge、Sn、S、Se及Te组成的群组的n型掺杂剂。可采用其它现在已知或后来研发出的掺杂剂材料。
此外，纳米线或纳米带可包括碳纳米管，或由导体或半导体有机聚合物材料形成的纳米管(例如并五苯及过渡金属氧化物)。
因此，虽为了说明的目的本文从头到尾的描述中都提及术语“纳米线”，但本文中的描述还意欲包含纳米管(例如具有轴向贯穿其中形成的中空管的纳米线状的结构)的使用。纳米管可用纳米管的组合/薄膜来形成(如本文对纳米线的描述)、单独或与纳米线结合形成以提供本文所描述的特性及优点。
应了解，本文对空间的描述(例如“上方”、“下方”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“垂直”、“水平”等)仅是为了说明的目的，且本发明的装置可以任何方位或方式在空间上布置。
图1A说明单晶半导体纳米线核(在后文中称为“纳米线”)100。图1A展示纳米线100，其是均匀掺杂的单晶纳米线。所述单晶纳米线可在以受到相当控制的方式掺杂到p型或n型半导体中。经掺杂的纳米线(例如纳米线100)显现出改进的电子特性。例如，所述纳米线可被掺杂以具有与大块单晶材料相当的载流子迁移率水平。
图1B展示纳米线110，其具有核-壳结构，其中壳112包围纳米线核。通过形成纳米线的外层(例如通过纳米线的钝化退火，及/或使用具有纳米线的核-壳结构)可减少表面散射。可在纳米线上形成绝缘层(例如氧化物涂层)作为壳层。此外，例如对于具有氧化物涂层的硅纳米线，所述纳米线在氢气(H2)中的退火可大幅减少表面状态。在实施例中，核-壳组合经配置以满足以下限制：(1)壳的能级应高于核的能级，以使导电载流子被限制在核中；以及(2)核与壳的材料应具有良好的晶格匹配，且很少有表面状态及表面电荷。也可使用其它更复杂的NW核-壳结构以包括单晶半导体的核、栅极电介质的内壳及共形栅极的外壳，例如图1C所示。图1C展示纳米线114，其具有核-壳-壳结构，其中内壳112与外壳116围绕纳米线核。这可通过例如围绕Si/SiOx核-壳结构(如前所述)沉积TaAlN、WN或高度掺杂的非晶硅层作为外栅极壳来实现。
对于p型掺杂的线而言，绝缘壳的价带可低于核的价带；或对于n型掺杂的线而言，壳的导电带可高于核。一般来说，核纳米结构可由任何金属或半导体材料制成，且沉积在所述核上的一个或一个以上壳层可用相同或不同的材料制成。例如，第一核材料可包含选自由以下组成的群组中的第一半导体：II-VI族半导体、III-V族半导体、IV族半导体及其合金。类似地，一个或一个以上壳层的第二材料可包含氧化物层、与第一半导体相同或不同的第二半导体，所述第二半导体例如选自由以下组成的群组：II-VI族半导体、III-V族半导体、IV族半导体及其合金。实例半导体包括但不限于CdSe、CdTe、InP、InAs、CdS、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgTe、GaN、GaP、GaAs、Gasb、Insb、Si、Ge、AlAs、AlSb、PbSe、PbS及PbTe。如上文所提及，例如金、铬、锡、镍、铝等金属材料及其合金可用作核材料，且所述金属核上可涂布有适当的壳材料，例如二氧化硅或其它绝缘材料，所述材料又可涂布有上述材料的一个或一个以上额外壳层，以形成更复杂的核-壳-壳纳米线结构。
可通过可适于不同材料的多种方便的方法中的任一种来制造纳米结构并控制其大小。例如，在以下资料中描述各种成分的纳米晶体的合成：例如彭(Peng)等人(2000)的“CdSe纳米晶体的形状控制”(“Shape Control of CdSe Nanocrystals”)，《自然》(Nature，404，59-61)；庞特斯(Puntes)等人(2001)的“胶状纳米晶体形状和大小控制：钴的情况”(“Colloidal nanocrystal shape and size control：The case of cobalt”)，《科学》(Science，291，2115-2117)；授予艾里维萨托斯(Alivisatos)等人的标题为“用于形成成型的III-V族半导体纳米晶体的方法及使用该方法形成的产品”(“Process forforming shaped group III-V semiconductor nanocrystals，and product formed using process”)的USPN 6,306,736(2001年10月23日)；授予艾里维萨托斯(Alivisatos)等人的标题为“用于形成成型的II-VI族半导体纳米晶体的方法及使用该方法形成的产品”(“Process for forming shaped group II-VI semiconductor nanocrystals，and product formedusing process”)的USPN 6,225,198(2001年5月1日)；授予艾里维萨托斯(Alivisatos)等人的标题为“III-V半导体纳米晶体的制备”(“Preparation of III-V semiconductornanocrystals”)的USPN 5,505,928(1996年4月9日)；授予艾里维萨托斯(Alivisatos)等人的标题为“使用自组合单层共价结合到固态无机表面的半导体纳米晶体”(“Semiconductor nanocrystals covalently bound to solid inorganic surfaces usingself-assembled monolayers”)的USPN 5,751,018(1998年5月12日)；授予加勒盖尔(Gallagher)等人的标题为“囊封量子大小的掺杂半导体粒子及其制造方法”(“Encapsulated quantum sized doped semiconductor particles and method of manufacturingsame”)的USPN 6,048,616(2000年4月11日)；以及授予维斯(Weiss)等人的标题为“用于生物应用的有机发光半导体纳米晶体探针及用于制造和使用所述探针的方法”(“Organo luminescent semiconductor nanocrystal probes for biological applications andprocess for making and using such probes”)的USPN 5,990,479(1999年11月23日)。
在以下资料中描述具有各种纵横比的纳米线(包括直径受控制的纳米线)的生长：例如古蒂克森(Gudiksen)等人(2000)的“半导体纳米线的直径选择性合成”(“Diameter-controlled synthesis of single-crystal silicon nanowires”)，《美国化学会会志》(J.Am Chem Soc.，122，8801-8802)；崔(Cui)等人(2001)的“对单晶硅纳米线的直径受控合成”(“Diameter-controlled synthesis of single-crystal silicon nanowires”)，《应用物理通讯》(Appl.Phys.Lett.，78，2214-2216)；古蒂克森(Gudiksen)等人(2001)的“对单晶半导体纳米线的直径和长度的合成控制”(“Synthetic control of the diameterand length of single crystal semiconductor nanowires”)，《化学物理学报》(J.Phys.Chem. B，105，4062-4064)；莫瑞尔斯(Morales)等人(1998)的“用于结晶半导体纳米线的合成的激光烧蚀方法”(“A laser ablation method for the synthesis of crystallinesemiconductor nanowires”)，《科学》(Science，279，208-211)；段(Duan)等人(2000)的“复合半导体纳米线的一般合成”(“General synthesis of compound semiconductornanowires”)，《材料学动态》(Adv.Mater，12，298-302)；崔(Cui)等人(2000)的“硅纳米线中的掺杂和电输送”(“Doping and electrical transport in silicon nanowires”)，《物理化学学报》(J.Phys.Chem.B，104，5213-5216)；彭(Peng)等人(2000)的“对CdSe纳米晶体的形状控制”(“Shape control of CdSe nanocrystals”)，《自然》(Nature，404，59-61)；庞特斯(Puntes)等人(2001)的“胶状纳米晶体的形状和大小控制：钴的情况”(“Colloidal nanocrystal shape and size control：The case of cobalt”)(《科学》(Science，291，2115-2117)；授予艾里维萨托斯(Alivisatos)等人的标题为“用于形成成型的III-V族半导体纳米晶体的方法及使用该方法形成的产品”(“Process for formingshaped group III-V semiconductor nanocrystals，and product formed using process”)的USPN 6,306,736(2001年10月23日)；授予艾里维萨托斯(Alivisatos)等人的标题为“用于形成成型的II-VI族半导体纳米晶体的方法及使用该方法形成的产品”(“Processfor forming shaped group II-VI semiconductor nanocrystals，and product formed usingprocess”)的USPN 6,225,198(2001年5月1日)；授予里贝尔(Lieber)等人的标题为“生产金属氧化物纳米棒的方法”(“Method of producing metal oxide nanorods”)的USPN6,036,774(2000年3月14日)；授予里贝尔(Lieber)等人的标题为“金属氧化物纳米棒”(“Metal oxide nanorods”)的USPN 5,897,945(1999年4月27日)；授予里贝尔(Lieber)等人的标题为“碳化物纳米棒的制备”(“Preparation of carbide nanorods”)的USPN5,997,832(1999年12月7日)；乌尔巴吾(Urbau)等人(2002)的“由钛酸钡及钛酸锶构成的单晶钙钛矿纳米线的合成”(“Synthesis of single-crystalline perovskitenanowires composed of barium titanate and strontium titanate”)，《美国化学会会志》(J.Am Chem Soc.，124，1186)；以及杨(Yun)等人(2002)的“通过扫描探针显微镜探测的各个钛酸钡纳米线的铁电特性”(“Ferroelectric Properties of Individual BariumTitanate Nanowires Investigated by Scanned Probe Microscopy”)，《纳米通讯》(Nanoletters，2，447)。
在以下资料中描述分支纳米线(例如纳米四足管、三足管、双足管及分支四足管)的生长：例如江(Jun)等人(2001)的“使用单表面活性剂系统对多臂式CdS纳米棒架构的受控合成”(“Controlled synthesis of multi-armed CdS nanorod architectures usingmonosurfactant system”)，《美国化学会会志》(J.Am Chem Soc.，123，5150-5151)；以及马纳(Manna)等人(2000)的“对可溶解且可处理的棒形、箭形、四足管形及三足管形CdSe纳米晶体的合成”(“Synthesis of Soluble and Processable Rod-，Arrow-， Teardrop-，and Tetrapod-Shaped CdSe Nanocrystals”)，《美国化学会会志》(J.Am Chem Soc.，122，12700-12706)。
在以下资料中描述纳米粒子的合成：例如授予克拉克·Jr(Clark Jr.)等人的标题为“用于生产半导体粒子的方法”(“Method for producing semiconductor particles”)的USPN 5,690,807(1997年11月25日)；授予埃舍尔(El-Shall)等人的标题为“二氧化硅合金的纳米粒子”(“Nanoparticles of silicon oxide alloys”)的USPN 6,136,156(2000年10月24日)；授予尹(Ying)等人的标题为“通过反胶束介导技术合成纳米大小的粒子”(“Synthesis of nanometer-sized particles by reverse micelle mediated techniques”)的USPN 6,413,489(2002年7月2日)；以及刘(Liu)等人(2001)的“自支撑铁电锆钛酸铅纳米粒子的溶胶-凝胶合成”(“Sol-Gel Synthesis of Free-Standing FerroelectricLead Zirconate Titanate Nanoparticles”)，《美国化学会会志》(J.Am Chem Soc.，123，4344)。以上参考文献中还针对纳米晶体、纳米线及分支纳米线的生长描述了纳米粒子的合成，其中所得的纳米结构具有小于约1.5的纵横比。
在以下资料中描述核-壳纳米结构异质结构的合成，亦即纳米晶体与纳米线(例如纳米棒)核-壳异质结构：例如彭(Peng)(1997)等人的“具有光稳定性及电子可接入性的高度发光CdSe/CdS核/壳纳米晶体的外延生长”(“Epitaxial growth of highlyluminescent CdSe/CdS core/shell nanocrystals with photostability and electronicaccessibility”)，《美国化学会会志》(J.Am Chem Soc.，119，7019-7029)；达博斯(Dabbousi)等人(1997)的“(CdSe)ZnS核-壳量子点：高度发光纳米晶体的大小系列的合成及表征”(“(CdSe)ZnS core-shell quantum dots：Synthesis and characterization of asize series of highly luminescent nanocrysallites”)，《物理化学学报》(J.Phys.Chem.B101，9463-9475)；马纳(Manna)等人(2002)的“胶状CdSe纳米棒上的分级CdS/ZnS壳的外延生长及光化退火”(“Epitaxial growth and photochemical annealing of gradedCdS/ZnS shells on colloidal CdSe nanorods”)，《美国化学会会志》(J.Am.Chem.Soc.124，7136-7145)；以及曹(Cao)等人(2000)的“具有InAs核的半导体核/壳纳米晶体的生长及特性”(“Growth and properties of semiconductor core/shell nanocrystals withInAs cores”)，《美国化学会会志》(J.Am.Chem.Soc.122，9692-9702)。类似方法可应用于其它核-壳纳米结构的生长。
在以下资料中描述其中不同材料沿着纳米线的长轴分布在不同位置的纳米线异质结构的生长：例如古蒂克森(Gudiksen)等人(2002)的“纳米级光子器件及电子器件的纳米线超晶格结构的生长”(“Growth of nanowire superlattice structures for nanoscalephotonics and electronics”)，《自然》(Nature，415，617-620)；比约克(Bjork)等人(2002)的“实现的电子的一维越障”(“One-dimensional steeplechase for electrons realized”)，《纳米通讯》(Nano Letters，2，86-90)；吴(Wu)等人(2002)的“单晶Si/SiGe超晶格纳米线的逐块生长”(“Block-by-block growth of single-crystalline Si/SiGe superlatticenanowires”)；《纳米通讯》(Nano Letters，2，83-86)；以及授予恩培多克勒(Empedocles)的标题为“用于编码信息的纳米线异质结构”(“Nanowire heterostructures for encodinginformation”)的第60/370,095号美国专利申请案。类似方法可应用于其它异质结构的生长。
用于转移纳米线的实例实施例
本节描述用于将例如纳米线等纳米结构施加到表面的实施例。在实施例中，在转移表面上的电极对附近提供一个或一个以上纳米线。所述电极对被供能，借此所述纳米线变成与所述电极对相关联。随后，所述纳米线从电极对沉积到目的地表面。
从头到尾使用的术语“定位”是指纳米线对准和关联以及沉积或耦合到表面(例如电极对)上。定位包括对准及未对准两种纳米线。从头到尾使用的术语“对准”是指彼此大致平行或在相同或大致相同方向上定向的纳米线(即在相同方向中对准的纳米线，或彼此间在约45°以内的纳米线)。本发明的纳米线被对准，以使其全部大致彼此平行且大致垂直于电极对的每一电极(例如平行于穿过两电极的轴对准)(虽然在额外实施例中，所述纳米线可平行于电极而对准)。纳米线在电极对上的定位包括将纳米线定位以使得纳米线跨越电极对。在纳米线比电极对的两电极分开的距离长的实施例中，纳米线可延伸超过所述电极。
本发明的方法及系统中使用的用于提供纳米线的方法在此项技术中是众所周知的。在实施例中，纳米线在悬浮液中提供，所述悬浮液为悬浮在液体中的多个纳米线。在一实施例中，所述液体是水媒介，例如水或水溶液、离子(包括盐类)及其它成分，例如表面活性剂。适合制备纳米线悬浮液的液体的额外实例包括但不限于有机溶剂、无机溶剂、酒精(例如异丙醇)(IPA)等。
如本文所使用的用语“电极对附近”在与提供纳米线构件有关时意味着纳米线被提供或被定位，以使纳米线可被在所述电极对处产生的电场作用。这是距电极对的使纳米线可与电极相关联的距离。在实例实施例中，纳米线被提供成使其在距离电极对小于约10mm处。例如，纳米线可被提供成使其在距离电极对小于约100μm、小于约50μm或小于约1μm处。
在实施例中，本发明提供一种用于纳米结构对准及沉积的系统或设备。例如，图2展示根据本发明的实例实施例的纳米结构转移系统200。如图2所示，转移系统200包括纳米结构印刷头202、纳米结构204及目的地衬底212。纳米结构印刷头202是经配置以接收纳米结构204并将纳米结构204转移到衬底212的主体。如图2所示，纳米结构印刷头202具有转移表面206，且包括电极对208。衬底212具有表面210，其被称为用于接收纳米结构204的“目的地表面”。电极对208位于转移表面206上。纳米结构204被转移表面206的电极对208接收，以用于转移到目的地表面210。纳米结构204可包括本文别处所提及的任何纳米结构类型，包括一个或一个以上纳米线。以下提供对转移系统200的组件的进一步描述。
图3展示提供根据本发明的实例实施例的用于转移纳米结构的实例步骤的流程图300。例如，图2的纳米结构印刷头202可用来根据流程图300转移纳米结构204。为了说明的目的，以下相对于图2及图4-6描述流程图300，所述图展示本发明的实施例的各种框图。基于以下论述，所属领域的技术人员将明了其它的结构及操作实施例。无须在所有实施例中执行流程图300的所有步骤。
流程图300从步骤302开始。在步骤302中，在电极对附近提供至少一个纳米结构。例如，如图2所示，在电极对208附近提供纳米结构204。例如，纳米结构204可存在于溶液中，所述溶液与电极对208接触而流动，以使纳米结构204能够被定位在电极对208附近。或者纳米结构204可用其它方式提供在电极对208附近。
在步骤304中，由电极对的电极产生电场，以使一个或一个以上纳米结构与所述电极相关联。例如，可将电势耦合到电极对208以产生电场。由电极对208产生的电场可用来使位于电极对208附近的纳米结构204与电极对208相关联。如图4所示，纳米结构204与电极对208相关联。在一实施例中，相关联的纳米结构204被电场保持悬挂在离转移表面206一距离处。以下将进一步详细描述用于由电极对产生电场以使纳米结构关联的实例实施例。
在步骤306中，使电极对与目的地表面的一区域对准。例如，如图5所示，由朝向目的地表面210移动(例如在图5中的点线箭头所示的方向中)的纳米结构印刷头202使电极对208与目的地表面210对准。在一实施例中，电极对208与目的地表面210接触对准。在另一实施例中，电极对208被邻近目的地表面210而对准，离目的地表面210有一短距离。电极对208可与表面210的任何区域对准，包括大体上开放的区域(即表面210上不需要有触点)、具有对应于电极对208的电触点的区域或其它区域。电极对208与表面210的待在其上定位纳米结构204的区域对准。
在步骤308中，将所述一个或一个以上纳米结构从电极对沉积到所述区域。可用多种方式将纳米结构204沉积在目的地表面210上。以下详细描述用于将纳米结构沉积在一表面上的各种实例实施例。
在步骤310中，使电极对脱离与所述表面的区域的对准。例如，如图6所示，纳米结构印刷头202从目的地表面210移开(例如在图6中的点线箭头所示的方向中)。纳米结构204仍然沉积在表面210上。随后可使用纳米结构印刷头202针对表面210的相同区域、表面210的不同区域及/或除了衬底212以外的结构的表面重复执行流程图300以沉积其它纳米结构。
以下描述用于纳米结构转移系统200及用于执行流程图300的详细的实例实施例。以下相对于纳米线描述所述实施例。提供这些实施例的目的是为了说明且并无限制之意。所属领域的技术人员将了解，这些实施例可用来转移其它类型的纳米结构，而非只有纳米线。此外，这些各种实施例可用所属领域的技术人员通过本文的教示将知道的各种方式来调适及/或组合。
图7展示根据本发明的实施例的纳米线印刷头702，其为图2所示的纳米结构印刷头202的一实例。如图7所示，纳米线印刷头702包括位于转移表面206上的电极对208。转移表面206可以是衬底的表面，或在其上形成(例如图案化、电镀等)电极对208的印刷头702的其它结构。电极对208包括第一电极704及第二电极706。转移表面206可用任何适合的材料来形成，例如半导体晶片或介电材料。实例合适材料包括但不限于Si、SiO2、GaAs、InP及本文中所描述的其它半导体材料。用作第一及第二电极704及706的示范性材料包括但不限于Al、MO(钼电极)、Cu、Fe、Au、Ag、Pt、Cr/Au、经掺杂的多晶硅等。如有需要，用来实践本发明的电极还可进一步包含在其表面上的氧化物涂层或其它层。第一及第二电极704及706的任何合适方位或图案都可使用。应注意，在实施例中，在印刷头702上可定位一个或一个以上额外的电极(例如在电极704与706之间)。所述额外的电极可经配置以修改与印刷头702相关联的纳米线与转移表面206及/或目的地表面之间的吸力或斥力(例如静电力)。
根据流程图300的步骤302，可用各种方式在第一及第二电极704及706附近提供纳米线。例如，图8展示根据本发明的实施例的纳米线转移系统800的一部分。如图8所示，转移系统800包括印刷头702及溶液容器802。容器802容纳包括多个纳米线806的溶液804，所述溶液可称为“纳米线悬浮液”。在图8的实施例中，根据流程图300的步骤302，将印刷头702的转移表面206暂时移动(例如“浸”)到溶液804中，以使纳米线806能够成为在电极对208附近。
图9展示根据本发明的替代实施例的纳米线转移系统900的一部分。如图9所示，转移系统900包括印刷头702及溶液容器502。容器802容纳包括多个纳米线806的溶液804。在图9的实施例中，根据流程图300的步骤302，转移表面206(及印刷头702的其余部分)存在于溶液804中，以使纳米线806能够成为在电极对208附近。
应注意，虽然图9中将电极对208展示为在溶液804中面朝上，且在图8中展示为面朝下，但印刷头702可用其它方式定向，以使电极对208可面对其它方向，包括向上、向下或侧向。
纳米线806可以是本文所描述或以其它方式已知的任何合适的纳米线类型。例如，纳米线806可具有半导体核及围绕所述核设置的一个或一个以上壳层(即所述壳层包围所述核)(例如图1B及1C所示)。实例半导体材料及壳材料包括本文别处所描述的那些材料。在一实例实施例中，核包括硅(Si)，且壳层中的至少一者(例如最外层的壳层(即与外界环境接触的壳层))包括金属，例如TaAlN或WN。金属壳层的额外实例包括本文别处所描述的金属壳层。另外的示范性纳米线包括核:壳(CS)纳米线(例如SiO2)；核:壳:壳(CSS)纳米线(例如SiO2：金属)、及核:无氧化物壳:金属壳纳米线(CNOS)(例如Si:金属)。
在一实施例中，容器802接收含有纳米线806的溶液804的流。例如，图10展示根据本发明的实例实施例的纳米线溶液流系统1000的框图。如图10所示，流系统1000包括纳米线悬浮液源贮槽1002、容器802及纳米线悬浮液收集腔室1004。纳米线悬浮液源贮槽1002是贮液柜或其它类型的贮槽，其容纳供应的溶液804。如有需要，可将纳米线806引入到贮槽1002中的溶液804中以形成悬浮液。溶液804可以是用于含有纳米线806的任何合适类型的液体，包括水、异丙醇(IPA)、本文描述的其它液体等。
如图10所示，纳米线悬浮液源贮槽1002输出纳米线悬浮液流1006，其被容器802接收。纳米线悬浮液流1006可由贮槽1002通过一个或一个以上流通道、管、阀等供应到容器802。在使所述悬浮液能够与印刷头702交互作用后，容器802输出残余的纳米线悬浮液流1008，其被纳米线悬浮液收集腔室1004接收。纳米线悬浮液收集腔室1004是贮液柜或其它类型的贮槽。接收在腔室1004中的残余纳米线悬浮液流可被过滤及/或供应回源贮槽1002以供经由系统1000再循环，可从其中回收残余的纳米线或可将其丢弃等。
因此，在上述实施例中，通过将纳米线的悬浮液(例如纳米线“墨水”)提供到电极对208来提供一个或一个以上纳米线806。如图10中所表示，通过对抗转移表面上的电极对流动含有纳米线的溶液来提供纳米线悬浮液。在提供纳米线806时，悬浮液流有助于在所述流的方向中对准所述纳米线。
在一实施例中，可搅拌、振动或以其它方式移动容器802，以保持纳米线806的均质悬浮液。在另一需要分层纳米线悬浮液的实施例中，重力、电场及/或通过类似或较低密度的无纳米线溶剂的溢流可用来产生分层。分层纳米线悬浮液可以各种方式使用。例如，印刷头702可定位在分层悬浮液的高纳米线密度的区域中以用于沉积纳米线，且随后定位在较低密度的“干净溶剂”区域中以用于移除多余的纳米线。
其它用来将纳米线提供到电极对的方法在此项技术中是众所周知的，且包括但不限于喷涂机、喷漆、弯液面涂布机、浸泡式涂布机、棒式涂布机、凹版涂布机、梅耶棒(Meyerrod)、刮刀、挤出、微凹印、卷扬式涂布机(web coater)、刮刀式涂布机、连线式或喷墨印刷机。
如上所述，在实施例中可使用电极对208的各种配置。例如，电极对208可以是固定位置的电极。在另一实施例中，电极对208可经配置以能够贴合其可施加到的目的地表面。例如，图11展示根据本发明的实施例的实例印刷头1100的平面图。印刷头1100具有转移表面1102，其具有安装电极对208的第一及第二悬臂1104及1106。图12展示印刷头1100的侧横截面图。如图12及13所示，第一及第二悬臂1104及1106通常是共平面及同轴的主体，其具有邻近定位的可移动末端及相对定位的固定末端。第一悬臂1104在其可移动末端上具有凸起端部1112，且第二悬臂1106在其可移动末端上具有凸起端部1114。第一电极704形成在第一悬臂1104的凸起端部1112上，且第二电极706形成在第二悬臂1106的凸起端部1114上。第一电导体1108(例如金属迹线)形成在第一悬臂1104上，以将第一电极704电耦合到外部电路，且第二电导体1110(例如金属迹线)形成在第二悬臂1106上，以将第二电极706电耦合到外部电路。例如，第一及第二电导体1110可将第一及第二电极704及706电耦合到DC及/或AC电信号源。
第一及第二悬臂1104及1106在转移表面1102的平面中大致不能弯曲，但能在垂直于转移表面1102的平面的方向中弯曲(如图12中的Z轴所示)。因此，当第一及第二电极704及706被定位为与一表面(例如目的地表面210)接触时，第一及第二悬臂1104及1106的自由端可弯曲到位于其自由端下方的间隙1202内，以提供贴合性以便保护第一及第二电极704及706不被损坏，并有助于贴合非水平的目的地表面。
悬臂1104及1106可以是任何类型及配置的悬臂。在一实施例中，悬臂1104及1106是微机电系统(MEMS)悬臂。
按照流程图300(图3)的步骤304，由电极对的电极产生电场，以使纳米结构与所述电极相关联。图13展示根据本发明的实例实施例的可用来执行流程图300(图3)的步骤304的纳米线转移系统1300。如图13所示，系统1300包括电压源1302。电压源1302是信号/波形产生器，其通过电信号1304耦合到电极对208。电压源1302将电信号1304产生为直流(DC)及/或交流(AC)信号，以致使电极对208产生电场。例如，图14展示图8的转移系统800，其中通过将电压施加到电极对208来产生电场(由箭头1402在第一与第二电极704与706之间表示)。通过用电信号1304为电极对供能而在电极对208的电极704与706之间产生电场1402，以使至少一些纳米线806与电极对208相关联。应注意，电场1402可在纳米线产生/引入到容器802中之前、之后或期间产生。本文中使用的术语“电场”与“电磁场”可互换地使用，且是指施加到电荷附近的带电物体的力。本文中使用的“为电极对供能”是指任何用于将电流提供到电极以在电极对的电极之间产生电场的合适机构或系统。
为电极对208供能以产生电场1402可在纳米线的对准与沉积处理的一部分或整个期间执行。例如，在流程图300的步骤306(印刷头的对准)期间及流程图300的步骤308(纳米线的沉积)的一部分或整个期间，电极对208可保持被供能。在一实例实施例中，通过将第一电极704耦合(例如使用导线或其它连接)到电压源1302的正电极端子及将第二电极706耦合到电压源1302的负电极端子来产生电场1402。当电流通过电信号1304接通及供应时，所述负与正端子将电荷转移到定位于转移表面206上的电极704与706，借此在电极对208的电极704与706之间产生电场1402。在实施例中，电场1402可为恒定电场、脉冲式电场(例如脉冲式AC电场)或其它电场类型。
为电极对208供能以产生电场1402也可通过将电磁波供应到电极对208来造成。如此项技术中众所周知，各种尺寸及配置(例如圆柱形、矩形)的波导均可用来引导及供应电磁波(例如见古鲁(Guru)，B.S.等人的“电磁场理论基础”(“Electromagnetic FieldTheory Fundamentals”)，第10章，PWS出版公司(PWS Publishing Company)，波士顿(Boston)，MA(1998))。所属领域的技术人员容易决定实践本发明所用的波导的操作频率，且所述操作频率可在约100MHz到10GHz的范围内，例如约1GHz-5GHz、约2-3GHz、约2.5GHz或约2.45GHz。
如下文中进一步描述，当纳米线806遇到产生于电极704与706之间的AC电场1402时，产生一场梯度。在纳米线806(例如图14中的纳米线806a)附近产生一净偶极矩，且AC场对所述偶极施加扭矩，以使附近的纳米线平行于所述电场的方向而对准。例如图15展示已被电场1402对准为平行于与电极对208相关联的电场1402的纳米线806a。
在实施例中，第一与第二电极704与706分开的距离小于、等于或大于纳米线806的长轴的长度。任何长度的纳米线806均可使用本发明的方法来对准及定位。在一实施例中，电极对的电极之间的距离使得纳米线刚好延伸超过所述电极的第一边缘。在一实施例中，纳米线806刚好延伸超过每一电极的第一边缘并进入每一电极的中间，且纳米线806的末端与电极材料重叠数十纳米到数微米。比电极704与706之间的距离短的纳米线806可能只能够耦合到电极对中的一个电极(如果其确实耦合)，且因此如有需要，在后续的移除阶段可将其移除。类似地，比电极704与706之间的距离实质性长的纳米线806悬挂在一个或一个以上电极704与706上，且可在后续的移除阶段将其移除(较大的暴露表面积)。因此，本实施例额外地提供一种方式以从某一范围的纳米线大小的悬浮液中优先选择特定长度的纳米线806，并将其对准且沉积到电极对208上。实施例还可关联且耦合“笔直”而非弯曲或弯拐的纳米线806。因此，所述实施例提供沉积优选笔直纳米线806而非不太优选的弯曲或弯拐的纳米线806的附带益处。
场梯度除了使纳米线平行于AC电场而对准以外，还对附近的纳米线806施加介电泳力，以将所述纳米线朝向电极对208吸引。图16展示将纳米线806a朝向印刷头702的电极对208吸引的力1602。在一实施例中，力1602为介电泳力。梯度在电极对208处最高，从而施加朝向电极的渐增的吸引力。在电极对208的每一电极的表面处产生电双层，以便在每一电极处存在带相反电荷的离子。当存在电场1402时，所述离子迁移离开每一电极，且起初朝向悬浮于靠近的附近(例如上方或下方)的纳米线806a迁移。随着离子靠近带相反电荷的纳米线806a，所述离子被相同电荷排斥且接着往回朝向相应的电极被引导，从而产生离子的循环样式。所存在的液体(即纳米线悬浮液)也被循环，从而产生与将纳米线806a吸引到电极的介电泳力相反的电渗力。因此，在一实施例中，图16中展示的力1606可为电渗力。当力1602与1606达到平衡(或相对平衡)时，纳米线806a被保持在适当的位置，以使其变成与电极对208相关联。本文中所使用的术语“相关联”及“钉住”用来指示纳米线(例如纳米线806a)处于使电渗力与介电泳力平衡的状态，以使得纳米线离开电极对208的净移动(即垂直或大致垂直于转移表面206与电极对208)很小或不存在。在全文中也称此为“关联阶段”。
此外，在一实施例中，纳米线806与转移表面206的电荷值影响纳米线与电极对208的关联或钉住。例如，图16展示具有相关联的纳米线806a(未展示的额外纳米线也可被关联)的印刷头702。如图16所示，转移表面206可具有将表面电荷提供到转移表面206的层1604，例如氧化物层。层1604的电荷极性可视需要被选择以吸引或排斥纳米线806a。例如，层1604可将负表面电荷提供到对纳米线806a产生斥力的转移表面206，其也可具有负表面电荷(例如在异丙醇中)的。因此，图16中的排斥纳米线806a的力1606可包括纳米线806a与层1604的相同电荷极性所产生的静电斥力。
在相关联或被钉住的状态下，纳米线平行于电场而对准，但沿着电极边缘可充分地移动(即，在电极表面正上方的平面中)。例如，图17及18分别展示图11的悬臂1104与1106上的电极对208的平面及侧面横截面图。如图17及18所示，有多个纳米线1702与第一及第二电极704与706相关联或被钉住。纳米线1702被钉在距电极对208一距离1802处。距离1802的量取决于各种因素，包括所施加的电场1402的强度、电场1402的频率、纳米线1702的电荷的强度、层1604的电荷的强度等。
在相关联或被钉住的状态下，纳米线1702沿着电极704与706的长度自由地重新布置、迁移及/或对准。已与电场1402大致对准的纳米线1702将倾向于沿着电极对208迁移，直到接触最接近的相邻纳米线及/或被其排斥。未大致对准的纳米线1702将倾向于迁移，以便当所述纳米线与最接近的相邻纳米线接触及/或被其排斥且作用于纳米线1702的各种力之间达到平衡时变为对准。纳米线1702的横向迁移性(即沿着电极对208，正交于电场1402的方向)允许所述纳米线适应对准及关联事件的时间顺序，而不会造成纳米线的纠结。亦即，随着纳米线被连续地供应到电极对208(即从悬浮液)，额外的纳米线能够与所述电极相关联，因为先前关联的纳米线能自由移动，从而使其移动脱离以适应额外的纳米线。
对于关于纳米线与电极对的关联、各种纳米线密度、交流频率、电场的调制、将纳米线“锁定”到电极对等等的进一步实例描述，请参考2006年11月9日申请的标题为“纳米线对准和沉积方法”(“Methods for Nanowire Alignment and Deposition”)的共同待决的第60/857,765号美国申请案。
在纳米线1702与电极704及706相关联之后，接着可将未耦合的纳米线从电极对208移除，以便大致消除与电极对208未完全对准、未完全耦合、重叠、交叉或以其它方式非理想耦合的纳米线。在耦合阶段之后待被移除的纳米线在本文中称为“未耦合的纳米线”。可使用任何用于移除未耦合的纳米线的合适方法。例如，可使用镊子(例如光学镊，例如见第6,941,033、6,897,950及6,846,084号美国专利)或类似器械来移除未耦合的纳米线，或通过摇晃或物理地取出未耦合的纳米线来移除未耦合的纳米线。通过冲离未耦合的纳米线来移除所述纳米线是合适的。本文所使用的术语“冲离”包括使流体(气相或液相)流过纳米线或围绕纳米线流动以便将其从电极对移除的处理。可使用被合适调制的电场使交叉的纳米线不交叉，且可使用第三电极以例如用介电泳或电渗的方式来移除“未耦合的纳米线”。也可用惯性方式或通过其它技术来移除未耦合的纳米线。
根据流程图300(图3)的步骤306，电极对与目的地表面的一区域对准。图19展示根据本发明的实例实施例的可供纳米线转移系统用来执行步骤306的印刷头对准系统1900。如图19所示，系统1900包括耦合到印刷头702的对准机构1902。对准机构1902经配置以移动印刷头702，以使电极对208与衬底212的目的地表面210上的指定纳米线转移区域1904对准。对准机构1902可经配置以移动印刷头702，以使电极对208邻近于区域1904但不与其接触，且/或移动印刷头702以使电极对208接触区域1904。例如，对准机构1902可包括用于将印刷头702移动到区域1904的马达(例如线性马达)或其它移动机构。此外，对准机构1902可包括用于检测印刷头702及/或衬底212的位置的位置检测传感器，以相对于区域1904准确地定位印刷头702。实例位置检测传感器可包括光学传感器(例如视觉系统)、接近传感器、机械传感器等以检测相对位置。
衬底212可以是适合放置纳米结构的任何类型的结构。例如，衬底212可由各种材料形成，所述材料包括半导体材料(例如硅、GaAs等)、聚合物(例如塑料材料)、玻璃、陶瓷材料、复合材料、印刷电路板(PCB)等。
应注意，图19展示一实施例，其中电极对208与多个相关联的纳米线1702被覆盖在液膜1906中。例如，如图8所示，印刷头702可能已浸入溶液804中，以如图14及15所示使纳米线1702与电极对208相关联。随后从溶液804中取出印刷头702。然而，液膜1906仍保留在转移表面206上以使纳米线1702保持湿润。以此方式，纳米线1702仍然与电极对208相关联，包括相对于第一及第二电极704及706对准与定位。例如，转移表面206可涂布有亲水性材料，其使液膜1906能够粘附到转移表面206。在实施例中，目的地表面210上的区域1904也可涂布有溶液或可替代地相对干燥。
图20展示印刷头702已通过对准机构1902与区域1904对准(例如，在图20中所示的向下的点线箭头的方向中)。如图20所示，第一及第二电极704及706以物理方式保持纳米线1702与区域1904接触。此外，由于电场1402的作用及其它作用于纳米线1702的力，使得纳米线1702在与区域1904接触的同时大致保持其在电极对208上的对准与定位。
图21及22展示根据本发明的实例实施例图9的印刷头702正与目的地表面210对准。图21及22中展示纳米线806从溶液804中移除，但替代地，溶液804中仍可能存在所述纳米线。如图21所示，衬底212与印刷头702两者均浸没在溶液804中。纳米线1702被展示为与电极704及706相关联(例如根据流程图300的步骤304)。如图22所示，印刷头702已与区域1904对准(例如通过对准机构1902，其在图21及22中未展示)。在图22中，第一及第二电极704及706以物理方式保持纳米线1702与区域1904接触。此外，如上所述，纳米线1702在与区域1904接触的同时大致保持其在电极对208上的对准与定位。
应注意，在一实施例中，如图23所示，在转移表面206(及/或目的地表面210)上可存在一个或一个以上间隔物或间隔部件2302，用以将转移表面206/电极对208保持与目的地表面210相距一预定距离，及/或当接触时，减小电极704及706与目的地表面210之间的冲击。当根据步骤306正使转移表面206与目的地表面210对准时，此可进一步有助于帮助相关联的纳米线1702避免失去其对准与定位。间隔部件2302可与本文所描述的任何实施例组合使用。间隔部件2302可具有针对特定应用确定的任何高度。例如，在一实施例中，间隔部件2302具有大约100μm的高度。
图24及25展示用于图11、17及18所示的印刷头1100的配置的印刷头对准的实例。如图24所示，印刷头1100已与区域1904对准(例如，通过对准机构1902，其未在图24及25中展示)。在图22中，第一及第二电极704及706以物理方式保持纳米线1702与区域1904接触。此外，如上所述，纳米线1702在与区域1904接触的同时大致保持其在电极对208上的对准与定位。
在图25中，衬底212非平面，而是具有不平的表面。区域1904的对应于第二电极706的部分高于区域1904的对应于第一电极704的部分。因此，印刷头1100的第二悬臂1106弯曲(例如在点线箭头所指示的向上的方向中)，以便使第二电极706保持与区域1904接触。此外，通过第二悬臂1106的弯曲，第一电极704能够将纳米线1702的其相应末端保持在区域1904上。
应注意，在印刷头与目的地表面在溶液中对准的实施例中，印刷头与目的地表面之间的溶液将在对准期间位移。如果溶液横向位移，则此可能导致使相关联的纳米线位移的问题、印刷头的面积增加的问题及/或其它问题。图26展示根据本发明的实例实施例的纳米线转移系统2600。系统2600与图13中所示的系统1300类似，但添加了真空源2602。此外，转移表面206包括耦合到真空源2602的一个或一个以上真空口2604。真空源2602经由真空口2604将真空或吸力2606施加到转移表面206与衬底212之间的体积以移除多余的溶液。因此，随着转移表面206与衬底212彼此靠近，多余的溶液可被移除，以防止相关联的纳米线的位移等。
图27展示根据本发明的实例实施例的转移表面206的实例平面图。如图27所示，转移表面206包括第一及第二电极704及706，以及多个真空口2604a-2604c。在图27的实例中展示了三个真空口2604a-2604c。第一真空口2604a在转移表面206上被定位为邻近第一电极704。第二真空口2604b在转移表面206上被定位在第一与第二电极704与706之间。第三真空口2604c在转移表面206上被定位为邻近第二电极706。转移表面206上可存在任何数目的真空口2604，且其可视需要分布在转移表面206上。在图27的实例中，真空口2604a-2604c为矩形形状。在其它实施例中，真空口2604可具有其它形状，包括圆形、正方形等。
根据流程图300(图3)的步骤308，将一个或一个以上纳米结构从电极对沉积到所述区域。可用各种方式将纳米线沉积在目的地表面210上。以下描述用于将纳米线沉积在表面上的各种实例实施例。
例如，图28展示根据本发明的实施例的纳米线转移系统2800。如图28所示，纳米线2802从电极对208沉积在区域1904上。在图28的实施例中，存在力2802(其可能包括一种或一种以上力)，其将纳米线1702在对准的同时从印刷头702吸引到目的地表面210，及/或克服任何将纳米线1702吸引到印刷头702的转移表面206的力而从印刷头702排斥纳米线1702。可存在于力2802中的实例力包括电场(AC及/或DC)、真空力、静电力、重力、超声波激励及/或其它力。所属领域的技术人员将知道，这些及其它被动及主动的力可用来吸引/排斥纳米线1702。以下描述用于利用这些力中的一些力的实例实施例。
例如，图29展示根据本发明的实施例的转移系统2900。转移系统2900与图28的转移系统2800大体上类似。然而，如图29所示，转移表面206上形成有带负电荷的层2902。带负电荷的层2902为转移表面206产生负表面电荷，且因此对纳米线1702(其可能带负电荷)产生DC斥力。例如，层2902可以是氧化物层。根据上述流程图300的步骤304，用AC场条件使电极对208产生的电场(例如电场1402)偏置以先从溶液中捕捉纳米线1702。
此外，如图29所示，目的地表面210上形成有带正电荷的层2904。例如，带正电荷的层2904可以是氧化铝层。带正电荷的层2904为目的地表面210产生正表面电荷，且对纳米线1702产生产生DC吸力。如图29所示，当转移表面206与目的地表面210充分接近(例如在1μm到4μm的范围内)时，包括当其彼此接触时，由于层2904的DC吸力克服了电极对208产生的AC电场所导致的吸力(介电泳力)，所以纳米线1702转移到目的地表面210上。在一实施例中，为了能够转移，可降低(例如通过电压源1302)或完全移除AC电场，以降低或移除介电泳力。
图30展示随距转移表面206或目的地表面210的距离而变的纳米线的势能的曲线图3000。根据本发明的实施例，转移表面206可具有带负电荷的层2902作为氧化物层，且目的地表面210可具有带正电荷的层2904作为氮化物层。曲线3002代表悬浮在溶液中位于转移表面206上方的纳米线的势能，且曲线3004代表悬浮在溶液中位于目的地表面210上方的纳米线的势能。
如图30所示，在代表转移表面210的曲线3002上的第一电势最小值的第一曲线区域3006处，纳米线1702与电极对208相关联(被钉住)。被钉住的纳米线保持相对坚硬/对准，而不与转移表面接触。在当前实例中，当转移表面206与目的地表面210分开约1μm-4μm时，出现第一曲线区域(第一电势最小值)3006。在代表目的地表面210的曲线3004上的电势最小值的第二曲线区域(第二电势最小值)3008处，由于氮化物层的静电吸引力，纳米线1702被吸引到目的地表面210。以此方式，纳米线1702可被“锁定”在目的地表面210上。当纳米线与目的地表面210分开约0.1μm-0.4μm时，出现第二曲线区域3008。
通过以下方式实现纳米线1702从转移表面206到目的地表面210上的转移：首先以低电场及低频率将纳米线1702“微弱地”钉在转移表面206上；使用低电场及高频率将纳米线1702“强力地”钉在转移表面206上；将转移表面206移动到目的地表面210附近；且最后，通过减小转移表面206的电极704及706上的AC电场，将纳米线1702从转移表面206的电势最小值3006释放。在AC吸引场减小后，由于纳米线1702与转移表面206(例如转移表面206上的层2902)之间的电势最大值3010所代表的静电斥力，纳米线1702移动离开转移表面206。在旋转扩散时间(即纳米线在受到重力及布朗运动时从预对准方向转动θ角所需的时间)内，纳米线1702保持通过跨转移表面206上的电极704及706的AC场确定的所要的对准。由于电势最小值3008(例如，目的地表面210上的层2904)所代表的静电吸引力，预对准的纳米线1702在溶液中与目的地表面210的紧密靠近(例如～1μm)使得能够转移到目的地表面210上。当纳米线从电势最小值3006运动到电势最小值3008的旋转扩散时间与平移扩散时间相比较大时，能够做到纳米线1702的有效率转移。纳米线1702上与目的地表面210上的功能层可用来使平移扩散时间减到最小，而不会影响旋转扩散时间。
应注意，在一实施例中，可用超声波激励/振动来强化刚刚描述的处理。例如，图31A展示根据本发明的实施例的转移系统3100。转移系统3100大体上与图29的转移系统2900类似，但添加了超声波振动源3102。超声波振动源3102包括压电换能器或其它超声波振动源，以用超声波方式振动印刷头702与转移表面206。在一实施例中，印刷头702的超声波振动致使纳米线与转移头分离达约100μm，这使得转移表面206与目的地表面210之间的距离能够更大，同时仍允许纳米线1702沉积在目的地表面210上。印刷头702朝向目的地表面210的移动速率起初可较高，且随着印刷头702移动接近目的地表面210而逐渐减小。例如，当转移表面206靠近到距目的地表面210的100μm以内时，可激活超声波振动源3102。与当电极对208被移动到较接近或甚至接触目的地表面210时相比，此使得纳米线1702能够较早(在较大距离处)沉积到目的地表面210(例如通过重力、静电吸引力等)，同时更好地保持纳米线1702与电极对208的对准。
图31B展示根据本发明的实施例的转移系统3150。除了超声波振动源3152耦合到衬底212而非超声波振动源3102与印刷头702相关联以外，转移系统3150大体上与图31A的转移系统3100类似。虽然超声波振动源3152被展示为耦合到衬底212的底表面，但其可用任何方式耦合到衬底212，包括耦合到顶表面，或嵌入在衬底212中。超声波振动源3152可固定在超声波卡盘或其它施加机构中。
超声波振动源3152包括压电换能器或其它超声波振动源，以用超声波方式振动衬底212，且因此用超声波方式振动目的地表面210。此外，当转移表面206与目的地表面210被带到彼此接近时，间隔物2302(在印刷头702及/或衬底212上)同时接触印刷头702与目的地表面210。因此，超声波振动源3152还振动印刷头702与转移表面206。由于超声波振动源3152振动转移表面206与目的地表面210两者，所以所述表面同步地振动，以使所述两个表面在相同的方向上同时振动。此引起的扰动比当仅转移表面206与目的地表面210中的一者振动时小，且因此，纳米线1702在从转移表面206转移到目的地表面210(例如通过重力、静电吸引力等)时更能保持其对准。
图31C展示根据本发明的实施例的纳米线在异丙醇(IPA)溶液中的惯性运动的曲线图3170。曲线图3170的X轴3172是由超声波振动源3152引起的目的地表面210与转移表面206的位移振幅，其以厘米为单位。曲线图3170的Y轴3174是由超声波振动源3152引起的位移频率。曲线图3170的Z轴3176展示纳米线1702所得的位移振幅，其以μm为单位。曲线表面3178大体上指示随着表面位移振幅增加(在X轴3172上)，纳米线的位移振幅(在Z轴3176上)也增加。同样，随着位移频率(在Y轴3174上)增加，纳米线的位移振幅(在Z轴3176上)也增加。
在实例实施例中，转移表面206及/或目的地表面210可在较高频率(例如10KHz)下以较低振幅(例如50-100μm)用超声波方式振动，以有效地将纳米线1702从转移表面206转移到目的地表面210。位移振幅(X轴3172)与位移频率(Y轴3174)的各种其它组合从曲线图3170一目了然，且可按照特定应用的需要用来致使线位移(Z轴3176)以转移纳米线。
图32展示根据本发明的另一实施例的实例转移系统3200。转移系统3200与图28的转移系统2800类似，但添加了经由衬底212中的真空口3206施加真空力3204以将纳米线1702吸引到目的地表面210的真空源3202。例如，使用真空力3204，真空源3202经由真空口3206吸入纳米线1702四周的溶液。所产生的溶液流对纳米线1702施加朝向目的地表面210的拉力。
图33展示根据本发明的另一实施例的实例转移系统3300。转移系统3300与图28的转移系统2800类似，但添加了产生电场3304以将纳米线1702吸引到目的地表面210的电场源3302。例如，在一实施例中，电场源3302可为电场3304产生DC电场。由于纳米线1702的相反电荷(例如负电荷)，DC电场(例如正电荷)对纳米线1702施加吸引力，从而致使纳米线1702移动。纳米线1702的此移动使得纳米线1702能够通过电场3304及/或其它力被吸引到目的地表面210。在另一实施例中，电场源3302可为电场3304产生AC电场，所述AC电场以类似的方式操作以移动纳米线1702，以使纳米线1702能够被吸引到目的地表面210。在又一实施例中，可使用DC电场与AC电场的组合。在一实施例中，电场源3302是信号产生器、电压源或其它能够产生电场的组件或装置。
应注意，上述用于根据流程图300(图3)的步骤308将纳米线沉积在目的地表面上的实施例可以所属领域的技术人员将通过本文的教示了解的任何方式组合。
根据流程图300(图3)的步骤310，使电极对脱离与所述表面的所述区域的对准。例如，如图28所示，印刷头702可在向上的方向中移动(如点线箭头所示)，以脱离与区域1904的对准。例如，可使用对准机构1902(图19中所示)将印刷头702从与区域1904的对准移走。在一实施例中，可在转移表面206与目的地表面210之间(例如经由图26的口2604及/或图32的口3206)供应流体，以提供压力以便使所述表面移动分开(例如气体或液体压力)。以此方式，印刷头702可重复图3的流程图300，以关联其它纳米线并将其沉积在区域1904、衬底212的其它区域及/或替代的表面上。
此外，流程图300适于在单个转移表面上使用多个电极对以在衬底上同时沉积多组纳米线。例如，图34展示根据本发明的实施例的纳米线转移系统3400，其包括具有两个电极对的印刷头3402。如图34所示，印刷头3402具有转移表面3404，所述转移表面3404具有第一电极对208a及第二电极对208b。第一电极对208a被展示为具有相关联的纳米线1702a，且第二电极对208b被展示为具有相关联的纳米线1702b。纳米线1702a被指定沉积在目的地表面210的第一区域1904a上，且纳米线1702b被指定沉积在目的地表面210的第二区域1904b上。
因此，在一实施例中，可针对第一及第二电极对208a及208b两者同时执行图3所示的流程图300的每一步骤。在步骤302中，在第一电极对208a附近提供纳米线1702a的同时，可在第二电极对208b附近提供纳米线1702b。在步骤304中，在使用第一电极对208a产生第一电场(例如图14中的电场1402)的同时，可使用第二电极对208b产生第二电场以使纳米线1702b与第二电极对208b相关联。在实施例中，可将相同的电信号(例如电信号1304)提供到第一及第二电极对208a及208b两者，或可产生及提供不同的电信号。
在步骤306中，在使第一电极对208a与第一区域1904a对准的同时，可使第二电极对208b与第二区域1904b对准。在步骤308中，在将纳米线1702a从第一电极对208a沉积到第一区域1904a的同时，可将纳米线1702b从第二电极对208b沉积到第二区域1904b。在步骤310中，可通过从目的地表面210抽离印刷头3402而使第一及第二电极对208a及208b同时脱离与其相应区域的对准。
应注意，以与图34的配置类似的方式，可在转移表面上形成任何数目的电极对以用来同时转移任何数目的对应组的纳米线。通过增加转移表面206的大小以能够添加电极对，可同时执行增加数目的纳米线同时转移，从而提高制造速率。电极对的电极704与706在印刷头上的间隔可改变，以关联及沉积不同类型的纳米线，包括不同的长度、掺杂、壳材料等。
用于转移电装置的实例实施例
本节中描述用于以与上文针对纳米线所述的类似的方式将电装置(例如集成电路、电组件、半导体裸片、光学装置等)施加到表面的实施例。在实施例中，在转移表面上的电极对附近提供一个或一个以上电装置。电极对被供能，以使得电装置变为与所述电极对相关联。随后，将所述电装置从所述电极对沉积到目的地表面。
图35展示根据本发明的实例实施例的提供用于转移电装置的实例步骤的流程图3500。例如，图7的印刷头702可用来根据流程图3500转移电装置。出于说明的目的，以下相对于图36-39描述流程图3500，所述图展示根据本发明的实施例的电装置转移系统3600的框图。基于以下论述，所属领域的技术人员将明了其它结构及操作实施例。无须在所有实施例中执行流程图3500的所有步骤。
流程图3500从步骤3502开始。在步骤3502中，在电极对附近提供至少一个电装置。例如，如图36所示，在电极对208附近提供电装置3602。在图36中，电装置3602存在于溶液804中，所述溶液与电极对208接触而流动，以使电装置3602能够被定位在电极对208附近。或者，可用其它方式在电极对208附近提供电装置3602。在实施例中，电装置3602可全部为相同类型的电装置，或可包括不同的类型。
在步骤3504中，由电极对的电极产生电场，以使电装置与所述电极相关联。例如，可将电势耦合到电极对208以产生电场。电极对208所产生的电场可用来使电装置3602中位于电极对208附近的一者与电极对208相关联。如图37所示，电装置3602a与电极对208相关联。在一实施例中，相关联的电装置3602a通过电场保持在距转移表面206一距离处悬浮。
上述用于通过电极对来产生电场以关联纳米结构的实例实施例适合用来关联电装置。例如，如相对于图14描述，电场1402产生于电极对208的电极704与706之间。电场1402可用来对准电装置电装置3602a，并将电装置3602a定位在电极704与706之间。当电装置3602a遇到产生于电极704与706之间的AC电场时，得到一场梯度。在电装置3602附近产生一净偶极距，且AC场对所述偶极施加一扭矩，以使附近的电装置3602a平行于电场的方向对准。
此外，在一实施例中，如上文相对于图16针对纳米线所述，所述场梯度对附近的电装置3602a施加介电泳力，从而将其朝向电极对208吸引。如上所述，还可产生电渗力，其与将电装置3602a吸引到所述电极的介电泳力相反。当这些力达到平衡(或相对平衡)时，电装置3602a被保持在适当位置，以使其变为与电极对208相关联，或被“钉住”。
如上文提及，图36中的电装置3602可全部为相同类型的电装置，或可包括不同的电装置类型。当存在不同电装置类型时，可调整电极704及706的大小及/或对其进行定位以用仅吸引指定类型的电装置的方式产生电场。在一实施例中，电装置3602a可具有在其上图案化的金属(或它材料)，以增强电极208对电装置3602a的吸引力。
在步骤3506中，电极对与目的地表面的一区域对准。例如，如图38所示，电极对208通过朝向目的地表面210移动的印刷头702与目的地表面210对准。在一实施例中，电极对208与目的地表面210接触对准。在另一实施例中，电极对208与目的地表面210邻近对准，离开目的地表面210一短距离。电极对208可与表面210的任何区域对准，包括大体上开放的区域(即表面210上不需要有触点)、具有对应于电极对208的电触点的区域或其它区域。电极对208与表面210中电装置3602a即将要定位的区域对准。
在步骤3508中，将电装置从电极对沉积到所述区域。可用各种方式将电装置3602a沉积在目的地表面210上。上文详细描述了用于将纳米结构沉积在表面上的各种实例实施例。例如，上文相对于图28-33描述的用于沉积纳米结构的实施例可用来沉积电装置3602a。例如，在图28中，存在力2802(其可包括一种或一种以上力)，其将纳米线1702从印刷头702吸引到目的地表面210及/或从印刷头702排斥纳米线1702。力2802还可用来将电装置3602a从印刷头702沉积到目的地表面210。可存在于力2802中的实例力包括电场(AC及/或DC)、真空力、静电力、重力、超声波激励及/或其它的力。所属领域的技术人员将知道，这些及其它的被动及主动的力可用来吸引/排斥电装置3602a。此外，如上文相对于图31A-31C所述，可使用超声波振动来帮助将电装置3602a从印刷头702释放，以转移到目的地表面210(例如经由例如重力、静电力等力)。
在步骤3510中，使电极对脱离与所述表面的所述区域的对准。例如，如图39所示，印刷头702被移动离开目的地表面210。电装置3602a仍然沉积在表面210上。可随后使用印刷头702针对表面210的相同区域、表面210的不同区域及/或除了衬底212以外的结构的表面重复执行流程图3500以沉积另外的电装置。此外，在一实施例中，印刷头702可被用来同时转移纳米结构与电装置。
使用本文所描述的技术，通过使用印刷头将纳米结构及电装置转移到衬底，可形成复杂的电路。
其它的印刷头实施例
本节描述用于使用印刷头将纳米结构施加到表面的其它实施例。如上所述，当印刷头靠近衬底时，用来在存在流体的情况下将纳米线“印刷”到衬底上的印刷头可造成正交于印刷头的运动的剪力。结果是，所述流体被迫离开印刷头与目的衬底之间的区域。此流体剪力可能使纳米线横向位移，从而致使所述纳米线在印刷处理中错位。
例如，图40展示根据本发明的实施例的纳米结构转移系统4000的横截面图。如图40所示，系统4000包括印刷头702与衬底212。图41展示印刷头702的转移表面206的视图。印刷头702经配置以在液体溶液4004中将纳米结构(例如纳米线1702(在图40中以一端向前的方式展示))从电极704及706转移到目的地表面210。
在转移处理期间，印刷头702在箭头4002的方向中朝向衬底212移动，从而使转移表面206与目的地表面210之间的距离缩小。箭头4006指示随着印刷头4002朝向衬底212移动，当溶液4004被迫离开转移表面206与目的地表面210之间的区域时，溶液4004流动的方向。参看图40，箭头4006的相对长度指示箭头4006的位置处的相对流速。例如，相对于在转移表面206与目的地表面210之间的中间的溶液4004，接近于转移表面206与目的地表面210中的一者的溶液4004的流速较低。参看图41，箭头4006指示溶液4004在所有方向上被迫向外离开转移表面2006的中央区域。
如图41所指示，当印刷头702朝向衬底212移动时，溶液4004被迫流过纳米线1702。此流体对纳米线1702施加剪力，其可能不合意地使纳米线1702横向位移，从而导致纳米线1702在印刷处理中错位。
在实施例中，在印刷头中形成泄流孔，以随着印刷头靠近目的地表面而将流体从印刷头与目的地表面之间的区域移除。泄流孔降低作用于纳米线上的剪力，以使纳米线能够更可靠地从印刷头转移到目的地表面。例如，图42展示根据本发明的实例实施例的纳米结构转移系统4200。如图42所示，系统4200包括印刷头4202与衬底212。图43展示印刷头4202的转移表面206的视图。如图42及43所示，转移表面206包括第一及第二开口4204a及4204b(也称为“泄流孔”)。当印刷头4202朝向衬底210移动时，第一及第二开口4204a及4204b从转移表面206与目的地表面210之间的区域接收溶液4004。由于第一及第二开口4204a及4204b移除了溶液4004，因此，在纳米线1702从转移表面206沉积到目的地表面210的同时，作用在纳米线1702上的剪力降低。
图44展示根据本发明的实例实施例的用于将纳米结构转移到目的地表面的流程图4400。例如，系统4200可执行流程图4400。流程图4400描述如下。所属领域的技术人员基于以下论述将明了其它的结构及操作实施例。
在步骤4402中，将印刷头的转移表面定位为邻近目的地表面。例如，如图42所示，将印刷头4202的转移表面206定位为邻近衬底212的目的地表面210。
在步骤4404中，缩小转移表面与目的地表面之间的距离。参看图42，印刷头4202在箭头4002的方向上移动，以缩小转移表面206与目的地表面210之间的距离4208。
在步骤4406中，在步骤4404期间经由转移表面中的至少一个开口从转移表面与目的地表面之间接收流体。如图42及43中的箭头4206所指示，由于转移表面206朝向目的地表面210移动，所以转移表面206与目的地表面210之间的溶液4004从转移表面2006的中央区域向外流动。此外，如图42中的箭头4210所指示，溶液4004流入转移表面206中的开口4204a与4204b中。开口4204a与4204b通过接收溶液4004缓解了纳米线1702所受到的的剪力的至少一部分。
在步骤4408中，将与转移表面相关联的纳米线沉积到目的地表面。例如，图45展示图42的系统4200的视图，其中转移表面206靠近目的地表面210，以使纳米线1702可被沉积到目的地表面210。可用本文别处所述的任何方式(包括上文相对于图3中所示的流程图300所述的方式)将纳米线1702从转移表面206沉积到目的地表面210。在沉积纳米线1702之后，印刷头4202与衬底212可移动分开。
虽然图42及43中展示了两个开口4204(开口4204a与4204b)，但在转移表面106中可存在任何数目的开口4204。例如，并非一对开口4204(如图42及43中所示)，而是在开口4204a与4204b的位置处可存在任何数目的开口4204的阵列。所述开口可具有任何形状，包括圆形、矩形或任何其它形状。
此外，开口4204可相对于电极704及706具有任何分布/几何形状以进一步减小剪力。例如，如图43所示，开口4204a与4204b可相对于电极704及706定位，以使纳米线1702位于开口4204a与4204b之间的中间。以此方式，在纳米线1702的位置处产生溶液4004流动的“静滞区”(例如流动流在纳米线1702处被分开)，使得纳米线1702所经历的剪力可接近于零。在图43的实施例中，开口4204可以是沿着纳米线1702的长轴任一侧对称定位的孔及/或凹槽。
此外，如图43所示，开口4202可具有比纳米线1702的长轴长度更长的长度。或者，开口4202可具有与纳米线1702的长轴长度相同或较小的长度。开口4204a与4204b的宽度可经选择，以使纳米线1702任一侧上的开口4204a与4204b之间的实质量的溶液4004可经由开口4204a及4204b离开。
虽然图42中将开口4204展示为沿着纳米线1702的长度定位，但替代地或另外，开口4204可定位在转移表面206上，邻近纳米线1702的一端或两端。此外，虽然图42中将开口4204a及4204b展示为一直贯穿印刷头4202，但替代地，开口4204可部分贯穿印刷头4202(例如，可以是转移表面206中的具有任何合适深度的凹入区域)。
在图42及43的实例中，使得溶液4004能够被动地流入开口4204中。在另一实施例中，溶液4004可主动地被汲取到开口4204中。例如，可用活塞/气缸布置、螺丝锥、真空抽吸及/或其它机构将溶液4004主动地汲取到开口4204中。例如，图46展示根据本发明的实施例的纳米结构转移系统4600。系统4600与图42中所示的系统4200大体上类似，但添加了第一及第二活塞4602a及4602b。活塞4602a及4602b分别位于开口4204a及4204b中。第一活塞4602a与开口4204a形成第一活塞/气缸布置，且第二活塞4602b与开口4204b形成第二活塞/气缸布置。第一及第二活塞4602a及4602b可经配置以在流程图4400的步骤4404期间在箭头4604的方向中移动，以使溶液4004能够根据流程图4400的步骤4406被汲取到开口4204a及4204b中。
实例电极实施例
纳米结构及/或污染物可能会变为附着于印刷头的转移表面，从而导致性能下降。在实施例中，可对纳米结构印刷头的转移表面加以处理，以防止污染物粘附，及/或增加转移表面的耐久性。当更换印刷头/转移表面较昂贵时，所述实施例用来延长印刷头/转移表面的使用寿命可能特别有用。例如，可在转移表面上施加涂层，例如抗粘附材料的涂层。在一实施例中，所述涂层可移除。以此方式，当涂层磨损时，可视需要移除所述涂层并重新施加涂层，而不必将印刷头完全抛弃。
例如，图47展示根据本发明的实例实施例的印刷头4700的横截面图。如图47所示，在印刷头4700的转移表面206上形成抗粘附材料层4702。抗粘附材料层4702是抗粘附材料的涂层，其经配置以减少纳米线及污染物的粘着。此外，抗粘附材料层4702可从转移表面206移除(例如剥离)，并重新施加到转移表面206，以向印刷头4700提供较长的寿命期限。
转移表面206上的抗粘附材料层4702的实例优点包括防止纳米线的粘着及粘附，以便能够使用较高的纳米线捕捉电压(例如在图3中的流程图300的步骤304期间)，使得不会在纳米线转移处理期间由于剪力而损失纳米线(例如，如上文相对于图41及42所述)、提高纳米线转移效率及/或减少印刷头4700的污染及腐蚀，以增加印刷头4700的使用寿命。
可用任何方式在转移表面206上形成抗粘附材料层4702，包括通过从溶液涂布转移表面206(即旋涂或浸涂)，或通过气相沉积处理。抗粘附材料层4702可经配置而具有微弱的粘着特性，例如以范德瓦尔斯力(van der Waals force)为特征的粘着特性。转移表面206可用粘着促进剂加以处理，以防止抗粘附材料层4702从转移表面206剥离。抗粘附材料层4702的实例材料包括对无机材料(污染物及纳米线)的范德瓦尔斯力吸引力极低的材料，例如有机分子或氟化有机物(例如特氟龙)。氟化有机材料(例如特氟龙)可具有比典型的氧化物表面低3个数量级的范德瓦尔斯力，因此使得污染物粘着到转移表面206的强度相对较弱。抗粘附材料层4702的厚度及/或化学性质可根据特定应用的需要来选择。
此外，如上所述，抗粘附材料层4702可移除。例如，如果在使用了一次或一次以上之后纳米线及/或其它污染物确实粘着到转移表面206，可使用溶剂、等离子、热分解或其它移除材料或技术将抗粘附材料层4702移除。在移除了抗粘附材料层4702之后，可在转移表面206上形成抗粘附材料层4702的新鲜的更换涂层。此更换处理比制造更换的印刷头4700简单且便宜，更换的印刷头4700相对较昂贵。
例如，可对转移表面206施加的另一类型的抗粘附材料是例如SiO2或Si3N4等材料的薄膜。所述薄膜可根据等离子增强化学气相沉积(PECVD)处理或其它处理沉积在转移表面206上。所述薄膜可防止纳米线通过静电粘附到转移表面206。此外，所述薄膜可在使用后移除，并视需要重新施加到转移表面206，这可使得转移表面206的寿命期限能够延长。
实例纳米结构印刷处理及系统
本节描述用于纳米结构印刷处理与系统的实例实施例。描述用于制造并入有纳米结构的装置的实施例。提供这些实施例是为了说明的目的，且无意进行限制。
例如，图48展示根据本发明的实例实施例的纳米结构印刷系统4800的框图。如图48所示，系统4800包括关联站4802、检查站4804、印刷站4806、清洁站4808、面板修理站4812及面板干燥站4814。关联站4802、检查站4804、印刷站4806及清洁站4808形成系统4800的印刷头管线部分，且印刷站4806、面板修理站4812及面板干燥站4814形成系统4800的面板管线部分。
分别相对于图49及50中所示的流程图4900及5000来描述系统4800。根据本发明的实例实施例，流程图4900展示系统4800的印刷头管线部分的处理，且流程图5000展示系统4800的面板管线的处理。出于说明的目的，以下相对于系统4800来描述流程图4900及5000。所属领域的技术人员基于以下论述将明了其它的结构及操作实施例。并非所有实施例都需出现图48中所示的系统4800的所有元件，且无须在所有实施例中执行流程图4900及5000中的所有步骤。
首先描述流程图4900。在流程图4900的步骤4902中，纳米结构与印刷头的转移表面相关联。例如，如图48所示，关联站4802接收多个印刷头4818，包括印刷头4810。关联站4802经配置以使纳米结构与所接收的多个印刷头4818中的每一印刷头的转移表面相关联。纳米结构与印刷头4818的关联可用本文别处所描述的任何方式(例如上文相对于图3中的流程图300所述的方式)或用所属领域的技术人员已知的其它方式来执行。如图48所示，关联站4802输出多个印刷头及相关联的纳米结构4820。
例如，图51说明在关联站4802处纳米结构正在溶液(例如在液体环境中)中与印刷头4810的转移表面相关联。在一实施例中，印刷头4810是在关联站4802处接收的多个印刷头中的一者。在另一实施例中，接收单个印刷头4810。在图51的实例中，印刷头4810具有六个转移表面206a-206f。在其它实施例中，印刷头4810可具有其它数目的转移表面206，包括转移表面206的二维阵列。转移表面206a-206f被浸没在由贮槽5104容纳的纳米线溶液5106(例如纳米线墨水)中。如图51所示，印刷头4810具有五个穿孔或开口5108a-5108e，其中每一开口5108被定位在对应的邻近对转移表面206之间。开口5108可用与上文相对于图42所述的开口4204类似的方式配置。在实施例中，印刷头4810可包括任何数目及配置的开口5108。
虽然图51中未展示，但在当前实例中，每一转移表面206a-206f包括相应的一对电极(例如图2的电极对208，其可包括图7中所示的电极704及706)。所述电极产生电场(例如图14中所示的电场1402)，以使纳米线溶液5106中的一个或一个以上纳米线5110与相应转移表面206相关联。例如，图51展示溶液5106中的未与任何转移表面206a-206b相关联的第一纳米线5110a。第二纳米线5110b展示为与第二转移表面206b相关联。第三纳米线5110c在第一转移表面206a附近但不与其相关联。
在步骤4902期间或之后，图48的印刷头4810可任选地经配置以在关联站4802处从多个印刷头4818的转移表面206冲洗掉多余的纳米结构。例如，图52展示正从印刷头4810的转移表面206a-206f冲洗掉多余的纳米线。在图51的实例中，展示流体(例如溶液5106)流经开口5108a-5108e(如箭头5202所指示)，以从转移表面206a-206f冲洗掉多余的纳米线5110。经配置以产生合适流体压力的流体源(图52中未展示)可耦合到印刷头4810的入口5102，或可以其它方式耦合到印刷头4810，以提供用以流经开口5108a-5108e的流体。流体源所提供的流速及冲洗时间可针对特定的应用来确定。例如，在实施例中，可使用范围在1-100μm/s的流速，冲洗时间为60分钟或更短(例如1分钟或更短)。
可能需要从转移表面206冲洗掉的多余纳米线5110(例如纳米线5110c)是可能与转移表面206微弱关联的纳米线，其可能已变为缠绕到相关联的其它纳米线5110，且/或可能已变为以其它方式附着到印刷头4810的表面(并非与其相关联)。例如，图52中将纳米线5110c展示为已从转移表面206a冲洗掉。
回头参看流程图4900，在步骤4904中，执行对印刷头的检查。例如，如图48所示，检查站4804接收多个印刷头及相关联的纳米结构4820。检查站4804经配置以执行对所接收的多个印刷头的转移表面206的检查，并基于所述检查来选择所接收的多个印刷头中的至少一个印刷头。如图48所示，检查站4804输出至少一个被选择的印刷头及相关联的纳米结构4822。
例如，图53展示根据本发明的实施例的检查站4804的实例。如图53所示，检查站4804已接收了多个印刷头4810a-4810c。印刷头4810a-4810c中的每一者具有相应多个转移表面206a-206f。存在检查装置5302，其经配置以检查与印刷头4810a-4810c的转移表面206相关联的纳米线5110的布置。检查装置5302可以是光学检查装置(例如显微镜、照相机及/或其它光学检查装置)、电检查装置、机械检查装置及/或其它类型的检查装置。检查装置5302可经配置以确定每一转移表面206处是否存在足够数目的纳米结构，以确定在转移表面206处是否存在不合适的纳米结构布置(例如确定目前的纳米结构是否在电极之间进行足够的接触)，且/或以其它方式确定印刷头4810a-4810c的转移表面206处的纳米结构布置的合适性及/或不合适性。
例如，在图53中，检查装置5302可确定印刷头4810a的转移表面206c处存在的纳米线5110的数目不足(例如无纳米线)，而印刷头4810b及4810c的所有转移表面都具有足够数目及布置的纳米线5110。由于检查装置5302确定了印刷头4810的转移表面206c不具有足够数目的相关联的纳米线5110，因此，印刷头4810a可被指示为未通过检查，而印刷头4810b及4810c可被指示为已通过检查。
在步骤4906中，基于所述检查选择一个或一个以上印刷头。可选择在步骤4904中通过检查的一个或一个以上印刷头。在当前实例中，由于检查装置5302确定了印刷头4810b及4810c通过了检查，而印刷头4810a未通过检查，因此，可选择印刷头4810b及4810c以供在系统4800中进行进一步的处理。应注意，在一实施例中，可修理位于未通过检查的印刷头4810处的纳米线5110的布置。例如，在当前实例中，在转移表面206c被确定(在步骤4904中)为缺乏足够数目的纳米线之后，可使一个或一个以上额外的纳米线5110与转移表面206c相关联。随后，可重新检查印刷头4810a(重复步骤4904)。如果印刷头4810a通过再检查，则可在步骤4906中选择印刷头4810a。以下进一步详细描述用于修理表面(例如转移表面、目的地表面)上的纳米结构布置的实例实施例。
在步骤4908中，将所述纳米结构从被选择的印刷头转移到目的地表面。例如，如图48所示，印刷站4806接收至少一个被选择的印刷头及相关联的纳米结构4822。在当前实例中，至少一个被选择的印刷头及相关联的纳米结构4822包括印刷头4810b及4810c。印刷站4806还接收面板4816，其是图2中所示的目的地衬底212的一实例。印刷站4806经配置以将所述纳米结构从多个印刷头中的所接收的至少一者转移到面板4816的表面的多个区域。如图48所示，印刷站4806输出多个印刷头4824及沉积有纳米结构4828的面板。
在实施例中，印刷站4806可经配置而以本文别处所描述的任何方式(如上文相对于图3中的流程图300所述的方式)或以所属领域的技术人员已知的其它方式将纳米结构从印刷头4810转移到面板4816。例如，图54-56展示根据本发明的实例实施例在纳米结构转移处理期间印刷站4806的视图。在实例实施例中，印刷头4802的转移表面206及目的地表面210可涂布有经由锁与钥机制(lock and key mechanism)交互作用的分子。转移表面206或印刷头4802中的一者可涂布有第一分子，而转移表面206或印刷头4802中的另一者可涂布有第二分子。第一及第二分子根据生物系统中发生的分子结合处理交互作用。此类型的分子识别可用来执行对纳米线5110的更复杂的多步骤沉积。所述分子涂层可配合本文别处所描述的其它纳米结构转移实施例而在转移表面及目的地表面上使用。
图54展示溶液5106中的印刷头4810b及面板4816。在图54中，一个或一个以上纳米线5110与印刷头4810b的转移表面206a-206f中的每一者相关联。在图55中，印刷头4810b被移动到邻近于面板4816，以使转移表面206a-206f中的每一者与面板4816的区域1902a-1902f中的对应一者对准。在图56中，印刷头4810b已将纳米线5110沉积在面板4816上，且已离开面板4816。例如，如图56所示，纳米线5110b从转移表面206b沉积到面板4816的目的地表面210的区域1904b。
在步骤4910中，清洁印刷头。例如，如图48所示，清洁站4808接收多个印刷头4824。在当前实例中，多个印刷头4824包括印刷头4810a-4810c。清洁站4808经配置以清洁所接收的多个印刷头4824。清洁站4808可经配置而以任何方式来清洁印刷头4824，以移除任何剩余的纳米结构(例如，未在印刷站4806处从印刷头沉积的纳米结构)及/或移除任何其它污染物。
例如，图57展示根据本发明的实施例的清洁站4808的一实例。在图57中，可存在将流体输出及/或引导到转移表面206a-206f(如箭头5704所指示)以从转移表面206a-206f移除/取出污染物的流体源5702。流体源5702可以是用于提供合适压力的流体流的任何机构。被流体源5702输出/引导的流体可以是溶液5106及/或其它流体，例如经配置以清洁转移表面206a-206f的流体。
如图48所示，清洁站4808输出多个印刷头4818。多个印刷头4818可由关联站4802接收，以用于待由系统4800执行的下一个循环的纳米结构印刷。在一实施例中，在系统4800中单组的印刷头可从一站前进到另一站，使得在任何特定的时间，所有的印刷头都处在同一站。在另一实施例中，在任何特定的时间，每一站可对对应组的印刷头进行操作，所述印刷头以预定的时间间隔位移到下一个站。
现在描述与目的地面板的管线有关的流程图5000。在流程图5000的步骤5002中，在目的地表面上接收纳米结构。例如，如图54-56所示且如上所述(相对于流程图4900的步骤4908)，将纳米线5110转移到面板4816的目的地表面210。
在步骤5004中，修理在目的地表面上接收的纳米结构的放置。步骤5004是任选的。例如，如图48所示，面板修理站4812接收沉积有纳米结构4828的面板。面板修理站4812经配置以执行对被转移到所接收的面板的表面的多个区域的纳米结构的检查。例如，图58及59展示根据本发明的实施例的实例面板修理站4812的视图。在图58中，存在检查装置5802，其经配置以检查面板4816的区域1904处的纳米线5110的布置。检查装置5802可以是光学检查装置(例如显微镜、照相机及/或其它光学检查装置)、电检查装置、机械检查装置及/或其它类型的检查装置。检查装置5802可经配置以确定每一区域1904处是否存在足够数目的纳米结构，以确定在区域1904处是否存在不合适的纳米结构布置(例如，目前的纳米结构与表面210上的电导体未形成足够的接触)，及/或以其它方式确定目的地表面210的区域1904处的纳米结构布置的合适性及/或不合适性。
例如，在图58中，检查装置5802可确定在面板4816的区域1904c处存在的纳米线5110数目不足(例如无纳米线)。由于检查装置5802确定区域1904c不具有足够数目的纳米线5110，因此，区域1904c可能被指示为要修理。
图59展示正执行对区域1904c处的纳米结构布置的修理。在图59的实例中，将印刷头5902展示为正通过在区域1904c上沉积一个或一个以上纳米结构(包括纳米线5110c)而修理区域1904c。因此，在一实施例中，印刷头5902可经配置以向需要修理的区域1904添加一个或一个以上纳米结构。替代地或另外，如果在区域1904中存在需要修理的纳米结构，则印刷头5902可经配置以重新布置目前的纳米结构(例如将纳米结构移动到与区域1904的所要电导体接触)，及/或移除一个或一个以上目前的纳米结构，以建立足够的纳米结构布置。
如图48所示，面板修理站4812输出沉积有纳米结构4830的面板。
在步骤5006中，将目的地表面干燥。例如，如图48所示，面板干燥站4814接收沉积有纳米结构4830的面板。面板干燥站4814经配置以将沉积在面板4814上的纳米结构干燥。例如，图60展示根据本发明的实施例的面板干燥站4814的实例。如图60所示，存在干燥机6002。干燥机6002经配置以将面板4814上的纳米线5110干燥。干燥机6002可经配置而以任何合适方式将面板4814上的纳米线5110干燥，包括通过照射电磁能量(例如，红外线加热)、通过鼓风6004(如图60所示)及/或用任何其它方式。
如图48所示，面板干燥站4814输出沉积有纳米结构4826的面板4816。面板4816可接受进一步处理，例如接受涂层以用于对所沉积的纳米结构进行环境性保护。具有纳米结构4826的面板4816可以是电子装置(例如显示器)，且/或可并入到电子装置中。以下进一步描述所述电子装置的实例。
纳米结构印刷系统4800包括印刷站4806，其在图54-56的实例中执行“湿式”纳米结构转移处理(例如在图54-56中在容纳溶液5106的贮槽5104中转移纳米线5110)(也称为“湿式压印”)。在替代实施例中，纳米结构印刷系统可执行“干式”纳米结构转移处理。例如，图61展示根据本发明的实例实施例的纳米结构印刷系统6100。纳米结构印刷系统6100包括关联站6102、干燥站6104、印刷头修理站6106、印刷站6108、清洁站6110及面板修理站6114。系统6100的印刷站6108经配置以执行干式纳米结构转移处理。关联站6102、干燥站6104、印刷头修理站6106、印刷站6108及清洁站6110形成系统6100的印刷头管线部分，且印刷站6108及面板修理站6114形成系统6100的面板管线部分。
分别相对于图62及63中展示的流程图6200及6300描述系统6100。根据本发明的实例实施例，流程图6200展示系统6100的印刷头管线部分的处理，且流程图6300展示系统6100的面板管线的处理。为了说明的目的，如下相对于系统6100描述流程图6200及6300。所属领域的技术人员基于以下论述将明了其它的结构及操作实施例。并非所有实施例中都需出现图61中所示的系统6100的所有元件，且无须在所有实施例中执行流程图6200及6300的所有步骤。
首先描述流程图6200。在流程图6200的步骤6202中，纳米结构与印刷头的转移表面相关联。例如，如图61所示，关联站6102接收多个印刷头6118，包括印刷头6112。关联站6102经配置以使纳米结构与所接收的多个印刷头6118中的每一印刷头的转移表面相关联。纳米结构与印刷头6118的关联可用本文别处所述的任何方式(例如上文相对于图3中的流程图300所述)或用所属领域的技术人员已知的其它方式来执行。例如，关联站6102可用与上文针对图48的关联站4802所述的类似的方式使纳米结构与印刷头相关联。如图61所示，关联站6102输出多个印刷头及相关联的纳米结构6120。
在步骤6204中，将印刷头干燥。例如，如图61所示，干燥站6104接收多个印刷头及相关联的纳米结构6120。干燥站6104经配置以将所接收的多个印刷头的转移表面及相关联的纳米结构干燥。例如，如上所述，干燥站6104可包括与图60中所示的干燥机6002类似的干燥机以执行干燥。如图61所示，干燥站6104输出经干燥的多个印刷头及相关联的纳米结构6122。
在步骤6206中，修理一个或一个以上印刷头上的纳米结构放置。步骤6206是任选的。例如，如图61所示，印刷头修理站6106接收经干燥的多个印刷头及相关联的纳米结构6122。如上所述，印刷头修理站6106可经配置以用与图48的面板修理站4812类似的方式检查及修理与印刷头相关联的纳米结构。例如，印刷头修理站6106可包括与图58中所示的检查装置5802类似的检查装置以确定印刷头上需要修理的纳米结构布置。此外，印刷头修理站6106可包括印刷头或其它修理装置，例如图59中所示的印刷头5902，其可被用来以湿或干的方式来修理所确定的需要修理的纳米结构布置。如图61所示，面板修理站6106输出多个印刷头及相关联的纳米结构6124。
在步骤6208中，将纳米结构从一个或一个以上印刷头转移到目的地表面。例如，如图61所示，印刷站6108接收多个印刷头及相关联的纳米结构6124。印刷站6108还接收面板6116，其为图2中所示的目的地衬底212的一实例。印刷站6108经配置以将纳米结构从所接收的多个印刷头转移到面板6116的表面的多个区域。可从所有所接收的印刷头转移或从所选择的部分印刷头转移纳米结构(例如，用与上文相对于流程图4900的步骤4906所述的类似的方式进行选择)。在实施例中，印刷站6108可经配置以根据本文别处所描述的任何干式转移处理(例如上文相对于图3中的流程图300所述的处理)或以所属领域的技术人员已知的其它方式将纳米结构转移到面板6116。例如，可使用印刷头的转移表面与目的地表面的粘着特性的差异来实现纳米结构的转移。目的地表面可经配置以具有比转移表面大的粘性(对于纳米结构)。以此方式，可使与转移表面相关联的纳米结构与目的地表面接触。当转移表面被移动离开目的地表面时，目的地表面的较大的粘性可致使纳米结构保留在目的地表面上。
在一实施例中，印刷站6108可配置成与图54-56中所示的印刷站4806类似，但没有贮槽5104及溶液5106。如图61所示，印刷站6108输出多个印刷头6126及沉积有纳米结构6130的面板。
在步骤6210中，清洁印刷头。例如，如图61所示，清洁站6110接收多个印刷头6126。清洁站6110经配置以清洁所接收的多个印刷头6126。清洁站6110可经配置而以任何方式来清洁印刷头6126，以移除任何剩余的纳米结构(例如在印刷站6108处未从印刷头沉积的纳米结构)及/或移除任何其它污染物。例如，清洁站6110可经配置而以与图48中所示的清洁站4808类似的方式来清洁印刷头。在实例实施例中，清洁站6110可包括流体源，例如图57中所示的流体源5702，用以清洁印刷头6126的转移表面。如图61所示，清洁站6110输出多个印刷头6118。多个印刷头6118可由关联站6102接收，以供待由系统6100执行的下一个循环的纳米结构印刷。在一实施例中，在系统6100中单组印刷头可从一站前进到另一站，使得在任何特定的时间，所有印刷头都在同一站。在另一实施例中，在任何特定的时间，每一站可对对应组的印刷头进行操作，所述印刷头以预定的时间间隔向前位移到下一个站。
现在描述与系统6100的目的地面板的管线有关的流程图6300。在流程图6300的步骤6302中，在目的地表面上接收纳米结构。例如，如上所述(相对于流程图6200的步骤6208)，纳米结构通过印刷站6108转移到面板6116。
在步骤6302中，在目的地表面上修理所接收的纳米结构的放置。步骤6302是任选的。例如，如图61所示，面板修理站6114接收沉积有纳米结构6130的面板。面板修理站6114经配置以执行对转移到所接收的面板的表面的多个区域的纳米结构的检查。例如，面板修理站6114可用与上文相对于图48所述的面板修理站4812类似的方式配置，包括如图58及59所示配置。
如图61所示，面板修理站6114输出沉积有纳米结构6128的面板6116。面板6116可接受进一步的处理，例如接受涂层以用于对纳米结构6128进行环境性保护。具有纳米结构6128的面板6116可以是电子装置，例如显示器，且/或可并入到电子装置中。以下进一步描述所述电子装置的实例。
纳米结构转移处理的捕捉到的图像的实例
本节描述在根据本发明的实施例执行的纳米结构转移处理期间捕捉的图像。图64展示用来执行纳米结构转移及捕捉转移的图像的纳米结构转移系统6400。如图64所示，系统6400包括印刷头702、目的地衬底212及图像捕捉显微镜6402。印刷头702的转移表面206包括第一及第二电极704及706以及多个间隔部件2302。在图64中，电极704及706固持相关联的第一纳米线1702a(及在图64中无法看见的第二纳米线1702b)。可能已用本文别处所描述的任何方式(例如上文相对于流程图300(图3)的步骤302及304所述)使第一及第二纳米线1702a及1702b与第一及第二电极704及706相关联。图65展示由系统6400的显微镜6402捕捉的第一图像6500。第一图像6500展示与印刷头702的转移表面206上的第一及第二电极704及706相关联的第一及第二纳米线1702a及1702b。应注意，在当前实例中，目的地衬底212对显微镜6402是透明的，且因此显微镜6402可透过衬底212捕捉纳米线1702a及1702b的图像。
图66展示纳米结构转移系统6400的另一视图，其中印刷头702移动到与目的地衬底212接触(例如，根据图3的流程图300的步骤306)。印刷头702的转移表面206上的间隔部件2302与衬底212的目的地表面210接触，以使印刷头702保持与衬底212相距一预定的距离(间隔部件2302的高度)。图67展示印刷头702与目的地表面210持触时(如图66所示)，由显微镜6402捕捉的与第一及第二电极704及706相关联的第一及第二纳米线1702a及1702b的第二图像6700。
图68展示纳米结构转移系统6400的另一视图。在图68中，印刷头702与目的地衬底212保持接触(如图66所示)。此外，在图68中，纳米线1702a(及在图68中无法看见的纳米线1702b)被转移到衬底212的目的地表面210。可用本文别处所描述的任何方式(例如根据上述流程图300(图3)的步骤308)将纳米线1702a及1702b转移到目的地表面210。例如，可移除第一及第二电极704及706所产生的电场(例如流程图300的步骤304)以释放第一及第二纳米线1702a及1702b。此外，目的地表面210可能已经配置而具有与第一及第二纳米线1702a及1702b的电荷相反的电荷以吸引纳米线1702a及1702b。图69展示由显微镜6402捕捉的第一及第二纳米线1702a及1702b的第三图像6900，其中第一及第二纳米线1702a及1702b被转移到目的地表面210(如图68所示)。
图70展示纳米结构转移系统6400的另一视图。在图70中，印刷头702被从目的地衬底212移开(例如，根据图3中的流程图300的步骤310)。纳米线1702a(及在图68中无法看见的纳米线1702b)仍然沉积在衬底212的目的地表面210上。图71展示由显微镜6402捕捉的第一及第二纳米线1702a及1702b的第四图像7100，其中第一及第二纳米线1702a及1702b位于目的地表面210上，且印刷头702已从目的地表面210移开(如图70所示)。应注意，在图65、67、69、71中的每一者中，显微镜6402聚焦在纳米线1702a及1702b上。因此，在图71中，第一及第二纳米线1702a及1702b保持在焦点中，同时由于纳米线1702a及1702b与转移表面206之间的间隔增加，致使印刷头702的转移表面206失焦。
以下描述可根据本发明的实施例形成的实例电子装置及系统。
在示范性装置及应用中使用根据本发明沉积的纳米线及电装置
许多电子装置及系统可并入有具有根据本发明的方法沉积的纳米线及/或电装置的薄膜的半导体或其它类型装置。以下或本文别处是为了说明的目的而描述本发明的一些实例应用，所述实例应用不具有限制性。本文所描述的应用可包括纳米线的对准或不对准的薄膜，且可包括纳米线的复合或非复合薄膜。
半导体装置(或其它类型装置)可耦合到其它电子电路的信号，且/或可与其它电子电路集成。半导体装置可形成在大衬底上，所述大衬底随后可被分离或切割成较小的衬底。此外，在大衬底(即实质性大于常规半导体晶片的衬底)上，形成在其上的半导体装置可互连。
通过本发明的处理及方法沉积的纳米线也可并入到需要单个半导体装置的应用中及多个半导体装置中。例如，通过本发明的处理及方法沉积的纳米线特别适用于其上形成有多个半导体装置的大面积的大型电子衬底。所述电子装置可包括用于主动矩阵液晶显示器(LCD)、有机LED显示器、场发射显示器的显示器驱动电路。其它的主动式显示器可用纳米线-聚合物、量子点-聚合复合物(所述复合物可充当发射器及主动驱动矩阵两者)来形成。通过本发明的处理及方法沉积的纳米线也适用于智能图书馆、信用卡、大面积阵列传感器及射频识别(RFID)标签，包括智能卡、智能库存标签及类似物。
通过本发明的处理及方法沉积的纳米线也适用于数字及模拟电路应用。特别是，通过本发明的处理及方法沉积的纳米线可用于需要在大面积衬底上进行极大规模集成的应用。例如，通过本发明的处理及方法沉积的纳米线的薄膜可实施于逻辑电路、存储器电路、处理器、放大器及其它数字及模拟电路中。
通过本发明的处理及方法沉积的纳米线可应用于光生伏打应用。在所述应用中，透明的导电衬底被用来增强特定光生伏打装置的光生伏打特性。例如，所述透明导电衬底可用作氧化铟锡(ITO)或类似物的可弯曲、大面积的替代物。衬底上可涂布有纳米线的薄膜，所述纳米线的薄膜经形成而具有大的带隙，即大于可见光，以使其将不具有吸收性，但将形成为具有与将形成于其顶部上的光生伏打装置的活性材料对准的HOMO或LUMO能带。透明导体可位于吸收性光生伏打材料的两侧上，以将电流从光生伏打装置带离。有两种不同的纳米线材料可选择，一者具有与光生伏打材料HOMO能带的HOMO对准的HOMO，而另一者具有与光生伏打材料的LUMO能带对准的LUMO。所述两种纳米线材料的带隙可被选择为远大于光生伏打材料的带隙。根据此实施例，纳米线可被轻微掺杂以降低纳米线的薄膜的电阻，同时允许衬底保持基本上不具有吸收性。
因此，各种各样的军用及消费商品可并入有通过本发明的处理及方法沉积的纳米线及电装置。例如，所述商品可包括个人计算机、工作站、服务器、联网装置、手持式电子装置，例如PDA及掌上型导航器、电话(例如蜂窝式及标准型)、无线电、电视、电子游戏机及游戏系统、家用安全系统、汽车、飞机、船、其它家用及商用电器及类似物。
已呈现了本发明的示范性实施例。本发明并不限于这些实例。这些实例在本文中是为了说明而非限制的目的而呈现。基于本文中包含的教示，所属领域的技术人员将明了替代方案(包括本文所描述的方案的等效形式、延伸形式、变化形式、偏差形式等)。

Claims (117)

1.一种用于将纳米线转移到目的地表面的方法，其包含：
在电极对附近提供至少一个纳米线；
用所述电极对的电极产生电场，以使所述至少一个纳米线与所述电极相关联；
使所述电极对与所述目的地表面的一区域对准：以及
将所述至少一个纳米线从所述电极对沉积到所述区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极对安放到转移表面，所述方法进一步包含：
配置所述转移表面以具有第一电荷。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一电荷对所述至少一个纳米线施加静电斥力，其中所述产生包含：
配置所述电场以对抗所述静电斥力而将所述至少一个纳米线吸引到所述转移表面。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述配置包含：
用交流(AC)场使所述电场偏置，以将所述至少一个纳米线吸引到所述转移表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述沉积包含：
用第二AC场使所述电场偏置，以使所述至少一个纳米线能够朝向所述目的地表面移动。
6.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含：
配置所述目的地表面以具有与所述第一电荷相反的第二电荷。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述对准包含：
通过缩小所述至少一个纳米线与所述目的地表面之间的距离，使所述至少一个纳米线能够由所述第二电荷的静电吸力吸引到所述目的地表面。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述沉积包含：
用所述第二电荷将所述至少一个纳米线朝向所述目的地表面吸引。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述沉积包含：
用超声波方式振动所述转移表面，以使所述第二电荷的静电吸力能够将所述至少一个纳米线朝向所述目的地表面吸引。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述用超声波方式振动所述转移表面包含：
用超声波方式振动所述转移表面与目的地表面两者。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述用超声波方式振动所述转移表面进一步包含：
同步地用超声波方式振动所述转移表面与目的地表面。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积包含：
从所述目的地表面对所述转移表面施加真空，以使所述至少一个纳米线朝向所述目的地表面移动。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积包含：
产生与所述目的地表面相关联的第二电场，以将所述至少一个纳米线朝向所述目的地表面吸引。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积包含：
停止所述电场的产生。
15.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
配置所述目的地表面以具有亲水特性，以将含有所述至少一个纳米线的溶液朝向所述目的地表面吸引。
16.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
配置所述转移表面以具有疏水特性，以排斥含有所述至少一个纳米线的溶液。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述提供包含：
使含有所述至少一个纳米线的溶液在所述电极对上流动。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包含：
改变所述溶液在所述电极对上的流率。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极对包括第一电极及第二电极，且所述至少一个纳米线包括第一纳米线，其中所述产生包含：
致使所述第一纳米线的第一末端被定位为邻近所述第一电极的表面，且致使所述第一纳米线的第二末端被定位为邻近所述第二电极的表面。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述产生包含：
致使所述至少一个纳米线与通过所述第一及第二电极的轴大致平行对准。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述产生包含：
定位所述至少一个纳米线，以使所述第一及第二末端不与所述第一及第二电极接触。
22.根据权利要求1所述的方法，其中所述区域包括电触点对，其中所述对准包含：
使所述电极对与所述电触点对接触。
23.根据权利要求1所述的方法，其中所述对准包含：
使所述电极对与所述目的地表面接触。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述接触包含：
致使安放所述电极对的第一电极的悬臂由于所述接触而弯曲。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述接触包含：
致使安放所述电极对的一对悬臂由于所述接触而弯曲。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述对准包含：
将所述电极对定位为邻近所述表面。
27.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
使所述电极对脱离与所述目的地表面的所述区域的对准。
28.根据权利要求27所述的方法，其进一步包含：
在所述电极对附近提供第二至少一个纳米线；
用所述电极对的所述电极产生第二电场，以使所述第二至少一个纳米线与所述电极相关联；
使所述电极对与所述表面的第二区域对准；以及
将所述至少一个纳米线从所述电极对沉积到所述第二区域。
29.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电极对及第二电极对位于共同转移表面上，所述方法进一步包含：
在所述在所述第一电极对附近提供所述第一至少一个纳米线的同时，在所述第二电极对附近提供第二至少一个纳米线；
在所述产生所述第一电场的同时，用所述第二电极对的第二电极产生第二电场以使所述第二至少一个纳米线与所述第二电极相关联；
在所述使所述第一电极对与所述表面的所述第一区域对准的同时，使所述第二电极对与所述表面的第二区域对准；以及
在所述将所述第一至少一个纳米线从所述第一电极对沉积到所述第一区域的同时，将所述第二至少一个纳米线从所述第二电极对沉积到所述第二区域。
30.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
将未耦合的纳米线从所述电极对移除。
31.一种用于将纳米线转移到目的地表面的系统，其包含：
主体，其具有转移表面；
电极对，其位于所述转移表面上；
悬浮液，其包括提供在所述电极对附近的多个纳米线；
信号产生器，其耦合到所述电极对，其中所述信号产生器经配置以使所述电极对的电极能够产生电场，以使所述多个纳米线中的至少一个纳米线与所述电极相关联；以及
对准机构，其经配置以使所述电极对与所述目的地表面的一区域对准，以使所述相关联的至少一个纳米线能够从所述电极对沉积到所述区域。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述转移表面具有第一电荷。
33.根据权利要求32所述的系统，其中其中所述第一电荷对所述至少一个纳米线施加静电斥力，其中所述电场对抗所述静电斥力将所述至少一个纳米线吸引到所述转移表面。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述信号产生器用交流(AC)场使所述电场偏置，以将所述至少一个纳米线吸引到所述转移表面。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述信号产生器用第二AC场使所述电场偏置，以使所述相关联的至少一个纳米线能够朝向所述目的地表面移动。
36.根据权利要求32所述的系统，其中所述目的地表面具有与所述第一电荷相反的第二电荷。
37.根据权利要求36所述的系统，其中所述对准机构经配置以缩小所述至少一个纳米线与所述目的地表面之间的距离，以使所述相关联的至少一个纳米线能够由所述第二电荷的静电吸力吸引到所述目的地表面。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述相关联的至少一个纳米线由所述第二电荷朝向所述目的地表面吸引。
39.根据权利要求36所述的系统，其进一步包含：
超声波振动源，其经配置以振动所述转移表面，以使所述第二电荷的静电吸力能够将所述相关联的至少一个纳米线朝向所述目的地表面吸引。
40.根据权利要求36所述的系统，其中所述超声波振动源经配置以振动所述转移表面与目的地表面两者。
41.根据权利要求40所述的系统，其中所述超声波振动源经配置以同步地振动所述转移表面与目的地表面。
42.根据权利要求31所述的系统，其进一步包含：
真空源，其经配置以从所述目的地表面对所述转移表面施加真空，以使所述相关联的至少一个纳米线朝向所述目的地表面移动。
43.根据权利要求31所述的系统，其进一步包含：
电场源，其经配置以产生与所述目的地表面相关联的第二电场，以将所述相关联的至少一个纳米线朝向所述目的地表面吸引。
44.根据权利要求31所述的系统，其中所述信号产生器经配置以降低所述电场的强度，以使所述相关联的至少一个纳米线能够被朝向所述目的地表面吸引。
45.根据权利要求31所述的系统，其中所述目的地表面经配置以具有亲水特性，以将含有所述相关联的至少一个纳米线的流体朝向所述目的地表面吸引。
46.根据权利要求31所述的系统，其中所述转移表面经配置以具有疏水特性，以排斥所述含有所述相关联的至少一个纳米线的流体。
47.根据权利要求31所述的系统，其进一步包含：
容器，其容纳所述悬浮液及所述电极对。
48.根据权利要求31所述的系统，其中所述悬浮液在所述电极对上流动。
49.根据权利要求31所述的系统，其中所述电极对包括第一电极及第二电极，且所述至少一个纳米线包括第一纳米线，其中所述电场致使所述第一纳米线的第一末端被定位为邻近所述第一电极的表面，且致使所述第一纳米线的第二末端被定位为邻近所述第二电极的表面。
50.根据权利要求49所述的系统，其中所述电场使所述至少一个纳米线与通过所述第一及第二电极的轴大致平行对准。
51.根据权利要求49所述的系统，其中所述电场定位所述至少一个纳米线，以使所述第一及第二末端不与所述第一及第二电极接触。
52.根据权利要求31所述的系统，其中所述区域包括电触点对，其中所述对准机构经配置以使所述电极对与所述电触点对接触。
53.根据权利要求31所述的系统，其中所述对准机构经配置以使所述电极对与所述目的地表面接触。
54.根据权利要求53所述的系统，其中所述转移表面具有安放所述电极对的第一电极的悬臂，其中所述悬臂经配置以在所述电极对接触所述目的地表面的情况下弯曲。
55.根据权利要求53所述的系统，其中所述转移表面具有安放所述电极对的第一及第二电极的一对悬臂，其中所述对悬臂经配置以在所述电极对接触所述目的地表面的情况下弯曲。
56.根据权利要求31所述的系统，其中所述对准机构经配置以将所述电极对定位为邻近所述表面。
57.根据权利要求56所述的系统，其进一步包含：
多个间隔物，其位于所述转移表面上。
58.根据权利要求31所述的系统，其中所述对准机构经配置以在所述相关联的至少一个纳米线被沉积之后，使所述电极对脱离与所述目的地表面的所述区域的对准。
59.根据权利要求31所述的系统，其中第二电极对位于所述转移表面上。
60.一种用于将纳米线施加到目的地表面的方法，其包含：
使具有相关联的至少一个纳米线的电极对与所述目的地表面的一区域对准；以及
将所述至少一个纳米线从所述电极对沉积到所述区域。
61.一种用于将纳米线施加到目的地表面的系统，其包含：
主体，其具有转移表面；以及
电极对，其形成在所述转移表面上；
其中所述电极对经配置以产生电场，以使附近的至少一个纳米线与所述电极对相关联；且
其中所述电极对经配置以与所述目的地表面的一区域对准，以使所述相关联的至少一个纳米线能够从所述电极对沉积到所述区域。
62.一种用于将电装置转移到目的地表面的方法，其包含：
在电极对附近提供至少一个电装置；
用所述电极对的电极产生电场，以使电装置与所述电极相关联；
使所述电极对与所述目的地表面的一区域对准；以及
将所述电装置从所述电极对沉积到所述区域。
63.根据权利要求62所述的方法，其中所述电装置是集成电路裸片，其中所述沉积包含：
将所述集成电路裸片从所述电极对沉积到所述区域。
64.根据权利要求62所述的方法，其中所述电装置是集成电路、电组件或光学装置中的一者，其中所述沉积包含：
将所述集成电路、所述电组件或所述光学装置中的所述一者从所述电极对沉积到所述区域。
65.根据权利要求62所述的方法，其中所述沉积包含：
用超声波方式振动所述转移表面，以使静电吸力能够将所述电装置朝向所述目的地表面吸引。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述用超声波方式振动所述转移表面包含：
用超声波方式振动所述转移表面与所述目的地表面两者。
67.根据权利要求66所述的方法，其中所述用超声波方式振动所述转移表面进一步包含：
同步地用超声波方式振动所述转移表面与目的地表面。
68.一种用于将电装置转移到目的地表面的系统，其包含：
主体，其具有转移表面；
电极对，其位于所述转移表面上；
悬浮液，其包含提供在所述电极对附近的多个电装置；
信号产生器，其耦合到所述电极对，其中所述信号产生器经配置以使所述电极对的电极能够产生电场，以使所述多个电装置中的一电装置与所述电极相关联：以及
对准机构，其经配置以使所述电极对与所述目的地表面的一区域对准，以使所述相关联的电装置能够从所述电极对沉积到所述区域。
69.根据权利要求68所述的系统，其中所述电装置是集成电路裸片。
70.根据权利要求68所述的系统，其中所述电装置是集成电路、电组件或光学装置中的一者。
71.根据权利要求68所述的系统，其进一步包含：
超声波振动源，其经配置以振动所述转移表面，以使静电吸力能够将所述相关联的电装置朝向所述目的地表面吸引。
72.根据权利要求71所述的系统，其中所述超声波振动源经配置以振动所述转移表面与目的地表面两者。
73.根据权利要求72所述的系统，其中所述超声波振动源经配置以同步地振动所述转移表面与目的地表面。
74.一种用于将电装置施加到目的地表面的系统，其包含：
主体，其具有转移表面；以及
电极对，其形成在所述转移表面上；
其中所述电极对经配置以产生电场，以使附近的电装置与所述电极对相关联；且
其中所述电极对经配置以与所述目的地表面的一区域对准，以使所述相关联的电装置能够从所述电极对沉积到所述区域。
75.根据权利要求74所述的系统，其中所述电装置是集成电路裸片。
76.根据权利要求74所述的系统，其中所述电装置是集成电路、电组件或光学装置中的一者。
77.根据权利要求74所述的系统，其进一步包含：
超声波振动源，其经配置以振动所述转移表面，以使静电吸力能够将所述相关联的电装置朝向所述目的地表面吸引。
78.根据权利要求77所述的系统，其中所述超声波振动源经配置以振动所述转移表面与目的地表面两者。
79.根据权利要求78所述的系统，其中所述超声波振动源经配置以同步地振动所述转移表面与目的地表面。
80.一种用于将纳米线转移到目的地表面的方法，其包含：
将印刷头的转移表面定位为邻近目的地表面，其中纳米线与所述转移表面相关联；
缩小所述转移表面与所述目的地表面之间的距离；
在所述缩小期间，在所述转移表面中的至少一个开口中从所述转移表面与所述目的地表面之间接收流体；以及
将所述纳米线从所述转移表面沉积到所述目的地表面。
81.根据权利要求80所述的方法，其中所述接收包含：
在所述转移表面中的第一及第二开口中接收所述流体，所述纳米线在所述第一及第二开口之间的大致中间的位置处与所述转移表面相关联。
82.根据权利要求81所述的方法，其中所述第一及第二开口各自具有比所述纳米线的长轴的长度大的长度。
83.根据权利要求82所述的方法，其中将所述第一及第二开口的所述长度在所述转移表面中定位为与所述纳米线的所述长轴平行。
84.根据权利要求81所述的方法，其中所述在所述转移表面中的第一及第二开口中接收所述流体包含：
移动所述第一及第二开口中的每一者内的活塞，以将所述流体从所述转移表面与所述目的地表面之间汲取到所述第一及第二开口中。
85.一种用于将纳米线转移到目的地表面的系统，其包含：
主体，其具有转移表面；
至少一个开口，其位于所述转移表面中；以及
电极对，其形成在所述转移表面上；
其中所述电极对经配置以产生电场，以使纳米线与所述电极对相关联；且
其中所述至少一个开口经配置以从所述转移表面与所述目的地表面之间接收流体。
86.根据权利要求85所述的系统，其中所述至少一个开口经配置以在所述转移表面正朝向所述目的地表面移动时，从所述转移表面与所述目的地表面之间接收所述流体。
87.根据权利要求86所述的系统，其中所述至少一个开口包括第一开口及第二开口；
其中所述电极对经配置以在所述第一与第二开口之间的大致中间的位置处使所述纳米线与所述转移表面相关联。
88.根据权利要求87所述的系统，其中所述第一及第二开口各自具有比所述纳米线的长轴的长度大的长度。
89.根据权利要求88所述的系统，其中所述第一及第二开口定位在所述转移表面中，以使所述第一及第二开口的所述长度经配置以与所述纳米线的所述长轴平行。
90.根据权利要求85所述的系统，其进一步包含：
第一活塞，其位于所述第一开口中；以及
第二活塞，其位于所述第二开口中；
其中所述第一及第二活塞经配置以将所述流体从所述转移表面与所述目的地表面之间汲取到所述第一及第二开口中。
91.一种用于将纳米线转移到目的地衬底的方法，其包含：
使纳米结构与多个印刷头的转移表面相关联；
执行对所述多个印刷头的所述转移表面的检查；
基于所述检查来选择所述多个印刷头中的至少一个印刷头；以及
将所述纳米结构从所述被选择的至少一个印刷头转移到目的地衬底的表面的多个区域。
92.根据权利要求91所述的方法，其进一步包含：
从所述多个印刷头的所述转移表面冲洗掉多余的纳米结构。
93.根据权利要求91所述的方法，其进一步包含：
在所述转移之后，清洗所述被选择的至少一个印刷头。
94.根据权利要求91所述的方法，其进一步包含：
执行对所述被转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域的纳米结构的检查。
95.根据权利要求94所述的方法，其中所述执行对所述被转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域的纳米结构的检查包含：
确定被转移到所述目的地衬底的所述表面的一区域的需要修理的纳米结构布置；以及
修理所述所确定的纳米结构布置。
96.根据权利要求91所述的方法，其中所述关联包含：
将所述转移表面定位在含有多个纳米结构的悬浮液中；以及
用每一转移表面的电极对的电极产生电场，以使纳米结构与每一转移表面的所述电极对相关联。
97.根据权利要求96所述的方法，其中所述转移包含：
将所述相关联的纳米结构从所述被选择的至少一个印刷头的至少一个电极对沉积到所述目的地衬底的所述表面。
98.一种用于将纳米线转移到目的地衬底的方法，其包含：
使纳米结构与多个印刷头的转移表面相关联；
将所述具有相关联的纳米结构的转移表面干燥；
执行对所述具有相关联的纳米结构的经干燥的转移表面的检查；以及
将所述纳米结构从所述经干燥的转移表面转移到所述目的地衬底的表面的多个区域。
99.根据权利要求98所述的方法，其中所述执行对所述具有相关联的纳米结构的经干燥的转移表面的检查包含：
确定与印刷头的转移表面相关联的需要修理的纳米结构布置；以及
修理所述所确定的纳米结构布置。
100.根据权利要求98所述的方法，其进一步包含：
在所述干燥之前，从所述多个印刷头的所述转移表面冲洗掉多余的纳米结构。
101.根据权利要求98所述的方法，其进一步包含：
在所述转移之后，清洗所述多个印刷头。
102.根据权利要求98所述的方法，其进一步包含：
执行对所述被转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域的纳米结构的检查。
103.根据权利要求102所述的方法，其中所述执行对所述被转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域的纳米结构的检查包含：
确定被转移到所述目的地衬底的所述表面的一区域的需要修改的纳米结构布置；以及
修理所述所确定的纳米结构布置。
104.根据权利要求98所述的方法，其中所述关联包含：
将所述转移表面定位在含有多个纳米结构的悬浮液中；以及
用每一转移表面的电极对的电极产生电场，以使纳米结构与每一转移表面的所述电极对相关联。
105.根据权利要求104所述的方法，其中所述转移包含：
将所述相关联的纳米结构从所述被选择的至少一个印刷头的至少一个电极对沉积到所述目的地衬底的所述表面。
106.一种用于将纳米线转移到目的地衬底的系统，其包含：
关联站，其经配置以接收多个印刷头，并使纳米结构与所述所接收的多个印刷头中的每一者的转移表面相关联；
印刷站，其经配置以接收目的地衬底及所述多个印刷头中的至少一者，并将所述纳米结构从所述多个印刷头中的所述所接收的至少一者转移到所述目的地衬底的表面的多个区域；以及
清洁站，其经配置以从所述印刷站接收所述多个印刷头，并清洁所述所接收的多个印刷头。
107.根据权利要求106所述的系统，其中所述关联站经配置以从所述多个印刷头的所述转移表面冲洗掉多余的纳米结构。
108.根据权利要求106所述的系统，其进一步包含：
修理站，其经配置以接收所述目的地衬底，并执行对所述被转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域的纳米结构的检查。
109.根据权利要求108所述的系统，其中所述修理站经配置以基于所述检查来确定被转移到所述目的地衬底的所述表面的一区域的需要修理的纳米结构布置，并修理所述所确定的纳米结构布置。
110.根据权利要求106所述的系统，其中所述印刷站经配置以执行对所述纳米结构的湿式转移。
111.根据权利要求110所述的系统，其进一步包含：
检查站，其经配置以从所述关联站接收所述多个印刷头，执行对所述多个印刷头的所述转移表面的检查，并基于所述检查来选择所述多个印刷头中的至少一个印刷头；且
其中所述印刷站经配置以将所述纳米结构从所述被选择的至少一个印刷头转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域。
112.根据权利要求110所述的系统，其进一步包含：
面板干燥站，其经配置以接收所述目的地衬底，并将所述被转移到所述目的地衬底的所述表面的所述多个区域的纳米结构干燥。
113.根据权利要求106所述的系统，其中所述印刷站经配置以执行对所述纳米结构的干式转移。
114.根据权利要求113所述的系统，其进一步包含：
印刷头干燥站，其经配置以接收所述多个印刷头，并将所述转移表面及与所述多个印刷头的所述转移表面相关联的所述纳米结构干燥。
115.根据权利要求114所述的系统，其进一步包含：
修理站，其经配置以执行对具有相关联的纳米结构的所述经干燥的转移表面的检查，基于所述检查来确定与印刷头的转移表面相关联的需要修理的纳米结构布置，并修理所述所确定的纳米结构布置。
116.一种用于将纳米线施加到目的地表面的系统，其包含：
主体，其具有转移表面；
抗粘附涂层，其形成在所述转移表面上；以及
电极对，其形成在所述转移表面上；
其中所述电极对经配置以产生电场，以使附近的至少一个纳米线与所述电极对相关联；且
其中所述电极对经配置以与所述目的地表面的一区域对准，以使所述相关联的至少一个纳米线能够从所述电极对沉积到所述区域。
117.一种用于将纳米线转移到目的地衬底的方法，其包含：
使纳米结构与多个印刷头的转移表面相关联；
执行对所述多个印刷头的所述转移表面的检查；
确定与所述多个印刷头中的一印刷头的转移表面相关联的需要修理的纳米结构布置；
修理所述所确定的纳米结构布置；以及
将所述经修理的纳米结构布置从所述印刷头的所述转移表面转移到目的地衬底。
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