CN101965310A - 金属衬底上的碳纳米管图案化 - Google Patents

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Abstract

公开一种CNT电子源、一种制造CNT电子源的方法和一种利用CNT图案化雕塑的衬底的太阳能电池。实施例利用金属衬底，该金属衬底使CNT能够直接从衬底生长。可以向金属衬底施加抑制剂以抑制从金属衬底生长CNT。可以以任何图案向金属衬底精确地施加抑制剂，由此使CNT群集的定位能够更精确地加以控制。可以变化金属衬底的表面粗糙度以控制CNT在各CNT群集内的密度。另外，可以向CNT电子源施加吸收剂层和受主层以形成太阳能电池，其中可以响应于日光曝光在受主层与金属衬底之间生成电压电势。

Description

金属衬底上的碳纳米管图案化
相关申请
本申请要求对2008年1月18日提交、标题为“SYSTEM AND METHOD FOR GROWING CARBON NANOTUBES ON METAL SUBSTRATES AND MODIFYING THE METAL SUBSTRATES TO CONTROL THE PROPERTIES OF THE CARBON NANOTUBES”、发明人为Cattien V.Nguyen并且代理案号为NASA-P1004.PRO的第61/022,291号美国临时专利申请的权益。本申请通过整体引用并且出于所有目的结合于此。
政府利益
这里描述的发明由非政府雇员创造，这些雇员的贡献是在NASA约定之下的任务履行中做出的并且符合Public Law 96-517的规定(35U.S.C.§202)。在NASA裁决的约定NAS2-03144之下借助政府支持来创造这些发明。政府对这些发明具有一定权利。
背景技术
碳纳米管由于它们稳健的物理、化学和电性质而常常使用于常规电子源中。例如，碳纳米管(CNT)一般具有高纵横比从而提供低接通场，由此使CNT能很好地发射电子。CNT一般生长于非金属衬底如二氧化硅上设置的金属催化剂上。
尽管能够用CNT生产常规电子源，但是由于向非金属衬底施加金属催化剂的限制而限制了常规电子源的功能。例如难以向非金属衬底施加精确图案的金属催化剂。这样，在金属衬底的相应区域上生长的CNT群集的间距常常不均匀并且难以控制，由此减少了常规电子源的有效性。另外，CNT在各群集中的密度难以控制。
此外，向非金属衬底施加金属催化剂的工艺如金属催化剂沉积相对地昂贵。这样，由于向非金属衬底施加金属催化剂的相对高成本而增加了生产常规电子源的成本。
发明内容
因而存在对一种具有提高的有效性的碳纳米管(CNT)电子源的需要。具体而言，存在对一种具有改进的CNT群集的图案化的CNT电子源的需要。也存在对一种CNT密度可以在制造期间更精确控制的CNT电子源的需要。另外存在对一种可以比常规电子源更廉价生产的CNT电子源的需要。本发明的实施例提供如下文描述的对这些需要和其它需要的新颖的解决方案。
实施例涉及一种CNT电子源、一种制造CNT电子源的方法和一种利用图案化CNT雕塑的衬底的太阳能电池。具体而言，实施例利用使CNT能够直接从衬底生长的金属衬底。可以向金属衬底施加抑制剂以抑制从金属衬底生长CNT。可以以任何图案向金属衬底精确地施加抑制剂(例如使用光刻、利用图案化压印器的纳米压印、泡喷印刷等)，由此使CNT群集的定位能够更精确地加以控制。可以变化金属衬底的表面粗糙度(例如通过在生长CNT之前抛光或者粗糙化金属衬底)以控制CNT在各CNT群集内的密度。另外，可以向CNT电子源施加吸收剂层和受主层以形成太阳能电池，其中可以响应于日光曝光在受主层与金属衬底之间生成电压电势。
在一个实施例中，一种制造电子源的方法包括获取金属衬底。向金属衬底的第一多个区域施加抑制剂，其中抑制剂可操作用以抑制碳纳米管在金属衬底的第一多个区域中的生长。在金属衬底上与第一多个区域分离的第二多个区域中生长碳纳米管。可以通过使用光刻工艺向金属衬底施加光阻剂并且使光阻剂的一部分暴露于紫外光来完成施加抑制剂，其中光阻剂的该部分设置于第二多个区域上。可以去除光阻剂的设置于金属衬底的第一多个区域上的未曝光部分。可以向金属衬底和光阻剂的部分施加抑制剂。此外，可以去除光阻剂的部分从而留下设置于金属衬底的第一多个区域上的抑制剂。
取而代之，抑制剂可以包括聚合物，并且其中可以通过向金属衬底施加聚合物来完成施加抑制剂。可以使用图案化压印器来图案化聚合物，其中图案化压印器包括与第一多个区域对应的特征。可以在图案化压印器就位之时固化聚合物。并且在另一实施例中，可以通过使用泡喷印刷工艺施加抑制剂来完成施加抑制剂。
在一个实施例中，一种电子源包括金属衬底、设置于金属衬底的第一多个区域上的抑制剂和设置于金属衬底上与第一多个区域分离的第二多个区域中的碳纳米管。金属衬底可以包括RMS表面粗糙度少于约5纳米的铬化镍。碳纳米管可以包括多个碳纳米管群集，并且其中多个碳纳米管群集中的各群集在物理上相互分离。
在又一实施例中，一种太阳能电池可以包括金属衬底、设置于金属衬底的第一多个区域上的抑制剂和设置于金属衬底上与第一多个区域分离的第二多个区域中的碳纳米管。吸收剂层设置于抑制剂和碳纳米管上。另外，受主层设置于吸收剂层上，受主层用于响应于其曝光生成相对于金属衬底的电压电势。
附图说明
在附图的各图中以举例而非限制的方式说明本发明，并且在附图中相似标号指代相似元件。
图1示出了根据本发明一个实施例的使用光刻的具有金属衬底的电子源的示例生产阶段的图。
图2A示出了根据本发明一个实施例的用于使用光刻来制造具有金属衬底的电子源的示例过程的第一部分的流程图。
图2B示出了根据本发明一个实施例的用于使用光刻来制造具有金属衬底的电子源的示例过程的第二部分的流程图。
图3示出了根据本发明一个实施例的使用利用图案化压印器的纳米压印的具有金属衬底的电子源的示例生产阶段的图。
图4示出了根据本发明一个实施例的用于使用利用图案化压印器的纳米压印来制造具有金属衬底的电子源的示例过程的流程图。
图5示出了根据本发明一个实施例的使用泡喷印刷的具有金属衬底的电子源的示例生产阶段的图。
图6示出了根据本发明一个实施例的用于使用泡喷印刷来制造具有金属衬底的电子源的示例过程的流程图。
图7示出了根据本发明一个实施例的使用图案化CNT雕塑的衬底的太阳能电池或者板的示例生产阶段的图。
图8示出了根据本发明一个实施例的用于使用图案化CNT雕塑的衬底来制造太阳能电池或者板的示例过程的流程图。
具体实施方式
现在详细参照在附图中图示其例子的本发明实施例。尽管将结合以下实施例讨论本发明，但是将理解它们并非使本发明仅限于这些实施例。相反，本发明旨在于覆盖可以在如所附权利要求限定的本发明精神实质和范围内包括的替代、修改和等效实施例。另外在本发明的下文详细描述中阐述诸多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而没有这些具体细节也可以实现本发明的实施例。在其它实例中没有详细描述公知方法、工艺、部件和电路以免不必要地使本发明的方面难以理解。
本发明的实施例一般地涉及一种具有金属衬底的电子源，该金属衬底使碳纳米管(CNT)能够直接从衬底生长。可以向金属衬底施加抑制剂以抑制从金属衬底生长CNT，由此使CNT能够精确地定位和/或图案化于金属衬底上。可以使用以下各项向金属衬底施加抑制剂：光刻(例如如参照图1、2A和2B讨论的那样)；利用图案化压印器的纳米压印(例如如参照图3和图4讨论的那样)；泡喷印刷(例如如参照图5和图6讨论的那样)等。金属衬底的表面粗糙度可以变化(例如通过在生长CNT之前抛光或者粗糙化金属衬底)以控制CNT的密度。此外，可以向CNT电子源施加吸收剂层和受主层以形成太阳能电池(例如如参照图7和图8讨论的那样)，其中可以响应于日光曝晒在受主层与金属衬底之间生成电压电势。
图1示出了根据本发明一个实施例的使用光刻的具有金属衬底的电子源的示例生产阶段的图100。图2A和2B示出了根据本发明一个实施例的用于使用光刻来制造具有金属衬底的电子源的示例过程200的流程图。将结合图2A和2B的过程200描述图1的图100。
如图2A中所示，步骤210包括制备金属衬底(例如图1的110)。金属衬底可以包括铬化镍、能够生长碳纳米管的金属、能够生长碳纳米管的金属合金、其一些组合等。此外，金属衬底的制备可以包括改变衬底的表面粗糙度(例如通过抛光金属衬底、粗糙化金属衬底等)，其中表面粗糙度可以用来调节从金属衬底生长的碳纳米管(CNT)的密度(例如如参照下述步骤290讨论的那样)。在一个实施例中，可以按少于约5纳米的RMS表面粗糙度制备金属衬底。此外在一个实施例中可以使用化学抛光、机械抛光、其一些组合等来改变衬底的粗糙度。
在一个实施例中，金属衬底的制备(例如110)可以包括金属衬底的HDMS处理以去除杂质(例如水、溶剂等)。例如底料(例如MA Newton的MicroChem公司生产的MCC底料80/20)可以施加(例如搅拌(puddled))至金属衬底(例如110)上并且旋转脱水(spun-dry)(例如约4,500rmp约30秒)。然后可以加热或者烘焙金属衬底(例如在约110摄氏度持续约两分钟)。
步骤220包括向金属衬底(例如110)施加光阻剂(例如120)。光阻剂在一个实施例中可以包括UV-6 0.6。此外在一个实施例中可以使用旋涂工艺向金属衬底施加光阻剂。另外可以加热或者烘焙光阻剂(例如在约130摄氏度持续约一分钟)。
如图2A中所示，步骤230包括使光阻剂的部分暴露于紫外光(例如140)。在一个实施例中，可以在使光阻剂(例如120)的部分暴露于紫外光(例如140)之前用掩模(例如130)覆盖光阻剂。掩模(例如130)可以使紫外光的部分(例如150)穿过掩模并且使光阻剂(例如120)的对应部分曝光。例如如图1中所示，掩模130的暗方形阻止光140(保留光阻剂120的部分122未曝光)，而掩模130的亮方形可以使光140穿过掩模130(例如如光150所代表的那样)并且使光阻剂120的部分125曝光。以这一方式，掩模(例如130)可以用来图案化光阻剂(例如120)并且最终图案化(例如在过程200的步骤290中)从金属衬底生长的CNT。
掩模130可以包括透射电子显微镜(TEM)栅格。取而代之，掩模130可以包括镂空掩模、光刻掩模等。
步骤240包括加热或者烘焙光阻剂(例如110)。在一个实施例中，曝光后的烘焙可以包括在140摄氏度将光阻剂(例如110)加热约90秒。
如图2A中所示，步骤250包括去除光阻剂(例如120)的未曝光部分(例如122)或者光阻剂(例如120)的已曝光部分(例如125)。在一个实施例中，可以向光阻剂施加丙酮以去除光阻剂的部分(例如122、125等)。
如图2B中所示，步骤255包括加热剩余光阻剂(例如光阻剂120的已曝光部分125、光阻剂120的未曝光部分122(在步骤250中去除了已曝光部分125)等)。在一个实施例中，可以在约140摄氏度将剩余光阻剂加热或者烘焙约三分钟。
步骤260包括向剩余光阻剂(例如光阻剂120的已曝光部分125、光阻剂120的未曝光部分122(在步骤250中去除了已曝光部分125)等)和金属衬底(例如110)施加抑制剂(例如162和165)。抑制剂可以用来抑制CNT在金属衬底的其上设置抑制剂的区域中的生长。此外，抑制剂(例如162和165)可以包括抑制CNT生长的任何材料。例如，抑制剂(例如162和165)可以包括非金属、聚合物和金属(例如Mo、Al、Cr等)。并且在一个实施例中，抑制剂(例如162和165)可以包括IBS钼。
如图2B中所示，步骤270包括去除剩余光阻剂(例如光阻剂120的已曝光部分125、光阻剂120的未曝光部分122(在步骤250中去除了已曝光部分125)等)和金属抑制剂的设置于剩余光阻剂上的部分(例如金属抑制剂的设置于光阻剂部分125上的部分162、金属抑制剂的设置于光阻剂120的未曝光部分122(在步骤250中去除了已曝光部分125)上的部分等)。以这一方式，仅金属抑制剂的设置于金属衬底(例如110)的区域上的部分可以保留，由此图案化剩余抑制剂(例如165)并且在金属衬底的表面上建立无任何金属抑制剂的区域(例如区域175)。在一个实施例中，可以利用显影剂(例如Microposit 1165)使用至少两个连续浴来去除剩余光阻剂(例如光阻剂120的已曝光部分125、光阻剂120的未曝光部分122(在步骤250中去除了已曝光部分125)等)，其中各浴在约80摄氏度持续约5分钟。
步骤280包括处理金属衬底(例如110)和剩余金属抑制剂(例如165)。在一个实施例中，可以利用去电离水清洗并且用甲醇清洁金属衬底(例如110)和剩余金属抑制剂(例如165)。
如图2B中所示，步骤290包括在金属衬底的无金属抑制剂设置于其上的区域中(例如在区域175中)生长CNT(例如170)。CNT(例如170)在一个实施例中可以是多壁碳纳米管(MWNT)。从金属衬底(例如110)生长的CNT(例如170)各群集或者柱状体可以在物理上相互隔开。此外，可以根据用来使光阻剂的部分曝光(例如如参照步骤230讨论的那样)的掩模(例如130)来图案化CNT群集或者柱状体。另外，各CNT(例如170)群集的密度在一个实施例中可以与金属衬底(例如在金属衬底110的区域175中)的表面粗糙度有关。
因而，示例过程200可以用来生产具有金属衬底(例如110)的电子源(例如190)。在一个实施例中可以不用金属催化剂沉积来生产电子源(例如190)。此外，可以直接从衬底(例如不是从沉积于另一衬底层上的金属催化剂)生长CNT(例如在步骤290中)。另外应当理解可以在任何如下应用中使用根据过程200生产的电子源(例如190)，在这些应用中需要适合于它的特性的照明，比如用于液晶显示器(LCD)的背光和/或其它照明应用(例如作为光源或者灯泡)。根据过程200生产的电子源(例如190)也可以使用于其它应用中，例如作为太阳能电池的部分(例如如这里参照图7和图8讨论的那样)、作为散热器(例如使用金属衬底来散热)等。
虽然图1示出了具有具体数目、形状、尺寸等的部件(例如金属衬底110、抑制剂165和CNT 170)的电子源190，但是应当理解在其它实施例中可以使用不同数目、形状、尺寸等的部件。例如，金属衬底110可以成形为类似屋顶瓦、屋顶板或者另一表面，由此使金属衬底110能够应用于盖顶材料(例如用于住宅)或者制造为用于在太阳能板应用中使用的屋顶瓦的部分。并且在其它实施例中可以用别的方式对金属衬底110进行成形和/或尺寸设定。
图3示出了根据本发明一个实施例的使用利用图案化压印器的纳米压印的具有金属衬底的电子源的示例生产阶段的图300。图4示出了根据本发明一个实施例的用于使用利用图案化压印器的纳米压印来制造具有金属衬底的电子源的示例过程400的流程图。将结合图4的过程400描述图3的图300。
如图4中所示，步骤410包括制备金属衬底(例如110)。在一个实施例中可以类似于图2A的步骤210进行步骤410。
步骤420包括向金属衬底(例如110)施加抑制剂(例如320)。抑制剂(例如320)在一个实施例中可以包括热固聚合物。热固聚合物可以使用热、光、化学反应、干燥等来固化。
如图4中所示，步骤430包括向金属衬底(例如110)和抑制剂(例如320)施加图案化压印器(例如330)。图案化压印器(例如330)在一个实施例中可以具有布置成形成图案的多个特征(例如335)。特征可以在使图案化压印器(例如330)与抑制剂(例如320)和/或金属衬底(例如110)接触时图案化抑制剂(例如通过移位和/或塑形抑制剂)，由此塑形出可以以与图案化压印器(例如330)的特征(例如335)的图案对应的图案布置的抑制剂部分325。
步骤430也包括在压印器就位(例如与抑制剂320和/金属衬底110相抵按压)之时固化抑制剂。可以使用热、光、化学反应、干燥等来固化抑制剂。因而，可以在步骤430中固化抑制剂之后维持或者锁定抑制剂特征(例如325)就位。
如图4中所示，步骤440包括在金属衬底的无抑制剂设置于其上的区域中(例如在区域175中)生长CNT(例如170)。在一个实施例中可以类似于图2B的步骤290进行步骤440。
因而，示例过程400可以用来生产具有金属衬底(例如110)的电子源(例如390)。在一个实施例中可以不用金属催化剂沉积来生产电子源(例如390)。因而，可以直接从衬底(例如不是从沉积于另一衬底层上的金属催化剂)生长CNT(例如在步骤440中)。另外应当理解可以在任何如下应用中使用根据过程400生产的电子源(例如390)，在这些应用中需要适合于它的特性的照明，比如用于液晶显示器(LCD)的背光和/或其它照明应用(例如作为光源或者灯泡)。根据过程400生产的电子源(例如390)也可以使用于其它应用中，例如作为太阳能电池的部分(例如如这里参照图7和图8讨论的那样)、作为散热器(例如使用金属衬底来散热)等。
虽然图3示出了具有具体数目、形状、尺寸等的部件(例如金属衬底110、抑制剂325和CNT 170)的电子源390，但是应当理解在其它实施例中可以使用不同数目、形状、尺寸等的部件。例如，金属衬底110可以成形为类似屋顶瓦、屋顶板或者另一表面，由此使金属衬底110能够应用于盖顶材料(例如用于住宅)或者制造为用于在太阳能板应用中使用的屋顶瓦的部分。并且在其它实施例中可以用别的方式对金属衬底110进行成形和/或尺寸设定。
图5示出了根据本发明一个实施例的使用泡喷印刷的具有金属衬底的电子源的示例生产阶段的图500。图6示出了根据本发明一个实施例的用于使用泡喷印刷来制造具有金属衬底的电子源的示例过程600的流程图。将结合图6的过程600描述图5的图500。
如图6中所示，步骤610包括制备金属衬底(例如110)。在一个实施例中可以类似于图2A的步骤210进行步骤610。
步骤620包括使用泡喷印刷向金属衬底(例如110)施加抑制剂(例如525)。抑制剂(例如525)在一个实施例中可以包括聚合物。此外，可以如图5中所示通过喷嘴(例如580)向金属衬底(例如110)施加抑制剂(例如525)，其中喷嘴(例如580)可以在计算机系统(例如类似于喷墨打印机)指定的位置沉积抑制剂(例如525)。在一个实施例中可以在步骤620中按照图案施加抑制剂(例如525)
如图6中所示，步骤630包括固化向金属衬底(例如110)施加的抑制剂(例如525)。在一个实施例中，可以通过施加热和/或光、通过化学反应、通过干燥等固化抑制剂(例如525)。
步骤640包括在金属衬底的无抑制剂设置于其上的区域中(例如在区域175中)生长CNT(例如170)。在一个实施例中可以类似于图2B的步骤290进行步骤640。
因而，示例过程600可以用来生产具有金属衬底(例如110)的电子源(例如590)。在一个实施例中可以不用金属催化剂沉积来生产电子源(例如590)。此外，可以直接从衬底(例如不是从沉积于另一衬底层上的金属催化剂)生长CNT(例如在步骤640中)。另外应当理解可以在任何如下应用中使用根据过程600生产的电子源(例如590)，在这些应用中需要适合于它的特性的照明，比如用于液晶显示器(LCD)的背光和/或其它照明应用(例如作为光源或者灯泡)。根据过程600生产的电子源(例如590)也可以使用于其它应用中，例如作为太阳能电池的部分(例如如这里参照图7和图8讨论的那样)、作为散热器(例如使用金属衬底来散热)等。
虽然图5示出了具有具体数目、形状、尺寸等的部件(例如金属衬底110、抑制剂525和CNT 170)的电子源590，但是应当理解在其它实施例中可以使用不同数目、形状、尺寸等的部件。例如，金属衬底110可以成形为类似屋顶瓦、屋顶板或者另一表面，由此使金属衬底110能够应用于盖顶材料(例如用于住宅)或者制造为用于在太阳能板应用中使用的屋顶瓦的部分。并且在其它实施例中可以用别的方式对金属衬底110进行成形和/或尺寸设定。
图7示出了根据本发明一个实施例的使用图案化CNT雕塑的衬底的太阳能电池或者板的示例生产阶段的图700。图8示出了根据本发明一个实施例的用于使用图案化CNT雕塑的衬底来制造太阳能电池或者板的示例过程800的流程图。将结合图8的过程800描述图7的图700。
如图8中所示，步骤810包括获取图案化CNT雕塑的衬底。例如如图7中所示，可以获取图案化CNT雕塑的衬底790，其中雕塑的衬底790可以根据过程200来生产(例如因此可以类似于图1的电子源190)、根据过程400来生产(例如因此可以类似于图3的电子源390)、根据过程600来生产(例如因此可以类似于图5的电子源590)或者其一些组合。此外如图1中所示，CNT 170可以从金属衬底110生长并且在物理上由抑制剂710分离，其中抑制剂710类似于图1的金属抑制剂165、图3的抑制剂325、图5的抑制剂535或者其一些组合。
步骤820包括在图案化CNT雕塑的衬底上设置吸收剂层。例如如图7中所示，吸收剂层720设置于雕塑的衬底790上(例如抑制剂710和CNT 170上)。可以使用溅射、化学汽相沉积(CVD)等向图案化CNT雕塑的衬底(例如790)施加吸收剂层(例如270)。此外，在一个实施例中吸收剂层720可以是薄膜。
如图8中所示，步骤830包括在吸收剂层上设置受主层。例如如图7中所示，受主层730设置于吸收剂层720上。可以使用溅射、化学汽相沉积(CVD)等向吸收剂层(例如720)施加受主层(例如730)。此外，在一个实施例中受主层730可以是薄膜。
因而，过程800可以用来使用具有金属衬底(例如110)的图案化CNT雕塑的衬底(例如790)来生产太阳能电池(例如795)。太阳能电池(例如795)可以用来在暴露于日光时在金属衬底(例如110)与受主层(例如730)之间生成电压电势。
在一个实施例中，金属衬底(例如110)可以作为阳极来工作，而受主层(例如730)可以作为阴极来工作，其中金属衬底(例如110)可以在暴露于日光时向受主层(例如730)释放电子。以这一方式，图案化CNT雕塑的衬底(例如790)可以作为电子施主来工作。
取而代之，在一个实施例中，金属衬底(例如110)可以作为阴极来工作，而受主层(例如730)可以作为阳极来工作，其中受主层(例如730)可以在暴露于日光时向金属衬底(例如110)释放电子。以这一方式，图案化CNT雕塑的衬底(例如790)可以作为电子受主来工作。
虽然图7示出了具有具体数目、形状、尺寸等的部件(例如金属衬底110、抑制剂710、CNT 170、吸收剂层720和受主层730)的太阳能电池795，但是应当理解在其它实施例中可以使用不同数目、形状、尺寸等的部件。例如，太阳能电池795可以成形为类似屋顶瓦、屋顶板或者另一表面，由此使太阳能电池795能够应用于屋顶材料(例如用于住宅)或者制造为盖顶材料的部分(例如用于生成用于在住宅中使用的太阳能、捕获和使用于别处等)。并且在其它实施例中可以用别的方式对太阳能电池795进行成形和/或尺寸设定。
在前文说明书中已经参照可以随着实施方式变化的诸多具体细节描述本发明的实施例。因此，表明申请人意图的唯一和仅有指示是源于本申请的如下具体形式的权利要求集，该形式为这样的权利要求的发布形式、包括任何后续修正。因此在权利要求没有明确记载的限定、要素、性质、特征、优点或者属性不应当以任何方式限制这样的权利要求的范围。因而将在示例而非约束的意义上对待说明书和附图。

Claims (23)

1.一种制造电子源的方法，所述方法包括：
获取金属衬底；
向所述金属衬底的第一多个区域施加抑制剂，其中所述抑制剂可操作用以抑制碳纳米管在所述金属衬底的所述第一多个区域中的生长；并且
在所述金属衬底上与所述第一多个区域分离的第二多个区域中生长碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属衬底包括从包含可操作用以生长碳纳米管的金属和可操作用以生长碳纳米管的金属合金的组中选择的材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述抑制剂包括从包含可操作用以抑制碳纳米管生长的非金属、聚合物和金属的组中选择的材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加抑制剂还包括：
向所述金属衬底施加光阻剂；
使用光刻工艺使所述光阻剂的部分暴露于紫外光，其中所述光阻剂的所述部分设置于所述第二多个区域上；
去除所述光阻剂的设置于所述金属衬底的所述第一多个区域上的未曝光部分；
向所述金属衬底和所述光阻剂的所述部分施加所述抑制剂；并且
去除所述光阻剂的所述部分并且保留设置于所述金属衬底的所述第一多个区域上的所述抑制剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述抑制剂包括聚合物，并且其中所述施加抑制剂还包括：
向所述金属衬底施加聚合物；
使用图案化压印器来图案化所述聚合物，其中所述图案化压印器包括与所述第一多个区域对应的特征；并且
在所述图案化压印器就位之时固化所述聚合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加所述抑制剂还包括使用泡喷印刷工艺来施加所述抑制剂。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述抑制剂和所述碳纳米管上设置吸收剂层；并且
在所述吸收剂层上设置受主层，所述受主层用于响应于其曝光生成相对于所述金属衬底的电压电势。
8.根据权利要求7所述的方法，其中使用选自溅射和化学汽相沉积的工艺来进行所述吸收剂层和所述受主层的所述设置。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
抛光所述金属衬底以生成少于约5纳米的RMS表面粗糙度。
10.一种电子源，包括：
金属衬底；
抑制剂，设置于所述金属衬底的第一多个区域上；以及
碳纳米管，设置于所述金属衬底上与所述第一多个区域分离的第二多个区域中。
11.根据权利要求10所述的电子源，其中所述金属衬底包括从包含可操作用以生长碳纳米管的金属和可操作用以生长碳纳米管的金属合金的组中选择的材料。
12.根据权利要求10所述的电子源，其中所述抑制剂包括从包含可操作用以抑制碳纳米管生长的非金属、聚合物和金属的组中选择的材料。
13.根据权利要求10所述的电子源，其中所述抑制剂包括聚合物。
14.根据权利要求10所述的电子源，其中所述金属衬底包括RMS表面粗糙度少于约5nm的铬化镍。
15.根据权利要求10所述的电子源，其中所述碳纳米管包括多个碳纳米管群集，并且其中所述多个碳纳米管群集中的各群集在物理上相互分离。
16.根据权利要求10所述的电子源，其中所述碳纳米管可操作用以发射电子以生成光。
17.一种太阳能电池，包括：
金属衬底；
抑制剂，设置于所述金属衬底的第一多个区域上；
碳纳米管，设置于所述金属衬底上与所述第一多个区域分离的第二多个区域中；
吸收剂层，设置于所述抑制剂和所述碳纳米管上；以及
受主层，设置于所述吸收剂层上，所述受主层用于响应于其曝光生成相对于所述金属衬底的电压电势。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中所述金属衬底和所述碳纳米管形成用于发射电子的电子施主。
19.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中所述金属衬底和所述碳纳米管形成用于接收电子的电子受主。
20.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中所述金属衬底包括从包含可操作用以生长碳纳米管的金属和可操作用以生长碳纳米管的金属合金的组中选择的材料。
21.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中所述抑制剂包括从包含可操作用以抑制碳纳米管生长的非金属、聚合物和金属的组中选择的材料。
22.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中所述金属衬底包括RMS表面粗糙度少于约5nm的铬化镍。
23.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中所述碳纳米管包括多个碳纳米管群集，并且其中所述多个碳纳米管群集中的各群集在物理上相互分离。
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