JP2003011100A - ガス流中のナノ粒子の堆積方法、並びに表面修飾方法 - Google Patents

ガス流中のナノ粒子の堆積方法、並びに表面修飾方法

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JP2003011100A JP2001195521A JP2001195521A JP2003011100A JP 2003011100 A JP2003011100 A JP 2003011100A JP 2001195521 A JP2001195521 A JP 2001195521A JP 2001195521 A JP2001195521 A JP 2001195521A JP 2003011100 A JP2003011100 A JP 2003011100A
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Nobuyasu Suzuki
信靖 鈴木
Toshiharu Makino
俊晴 牧野
Yuka Yamada
由佳 山田
Takehito Yoshida
岳人 吉田
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    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス流中で荷電状態にあるナノ粒子を効率的
に堆積し得るとともに、表面原子の露出割合が大きいた
めに欠陥や不純物に非常に敏感なナノ粒子の表面修飾を
ガス流中で制御性良くなし得るガス流中のナノ粒子の堆
積方法、並びに表面修飾方法を提供すること。 【解決手段】 ナノ粒子の含まれる第１のガス種の流れ
101の中の荷電ナノ粒子を電子線112を照射することで中
和し効率的に堆積するガス流中のナノ粒子の堆積方法、
並びにガス混合室103で第１のガス種と混合し第２のガ
ス種を活性化することでナノ粒子の表面修飾を行うガス
流中のナノ粒子の表面修飾方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガス流中のナノ粒子
の堆積方法並びに表面修飾方法に関するものであり、特
に量子サイズ効果からバルクにはない様々な機能発現が
期待できる粒径100nm未満のナノ粒子に関して、ガス流
中で荷電状態にあるものを効率的に堆積し得るととも
に、表面原子の露出割合が大きいために欠陥や不純物に
非常に敏感なナノ粒子の表面修飾をガス流中で制御性良
くなし得る、優れたガス流中のナノ粒子の堆積方法、並
びに表面修飾方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】物質を100nm未満の粒子径を有するナノ
粒子の大きさにすると、バルク状態では示されなかった
物性・機能を発揮することがある。例えば発光機能を例
にとると、間接遷移型半導体であるためにバルクではき
わめて発光しにくい、シリコン（Si）やゲルマニウム
（Ge）などのIV族元素も、数nmの大きさのナノ粒子にな
ると、室温で強い可視発光を示し出すことが知られてい
る。しかしながら、ナノ粒子は表面露出原子の割合が大
きいため（粒径5nmで40%に達する）、不純物の混入や結
晶欠陥の発生にきわめて敏感であり、高度な機能素子化
への展開が困難であると考えられてきた。
【０００３】例えば、Siナノ粒子の場合には、文献（"S
tructures and Optical Propertiesof Silicon Nanocry
stallites Prepared by Pulsed-Laser Ablation in Ine
rtBackground Gas", Appl. Phys. Lett. Vol. 76, pp.
1389-1391, 2000.）に示されているように、雰囲気ガス
中で生成したSiナノ粒子がバルクにはない量子サイズ効
果を光学物性として示すことが述べられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】単極荷電状態にあるナ
ノ粒子を堆積する場合には、特に半導体や絶縁体材料で
は堆積量が増大するにつれ堆積物が帯電状態になり、ナ
ノ粒子と堆積物の間に反発力が働き、一定量以上の堆積
を行うと堆積量が飽和することがある。
【０００５】さらに、機能材料又は機能素子としてナノ
粒子をを直接に、或いはナノ粒子を集合化して使用する
場合、サイズに特有の機能性を保持するためにナノ粒子
の融合・凝集等を抑制し、所定パターンで基板上に不規
則又は規則配列させることが必要である。しかし、本発
明が対象とするサイズのナノ粒子は、表面活性度が高
く、しかも表面における格子軟化や融解効果が著しいた
め、従来法では融合・凝集等の抑制や不規則又は規則配
列が困難であった。機能材料又は機能素子としてナノ粒
子又はナノ粒子集合体を使用する場合、ナノ粒子の特性
を一層強調し、或いは異種機能を付与する処理が必要と
される。ところが、この種の処理によってナノ粒子本来
の特性が損われ易い。
【０００６】本発明は上記の課題に鑑みなされたもので
あって、ガス流中のナノ粒子の堆積方法並びに表面修飾
方法に関するものであり、特に量子サイズ効果からバル
クにはない様々な機能発現が期待できる粒径100nm未満
のナノ粒子に関して、ガス流中で荷電状態にあるものを
効率的に堆積し得るとともに、表面原子の露出割合が大
きいために欠陥や不純物に非常に敏感なナノ粒子の表面
修飾をガス流中で制御性良くなし得る、優れたガス流中
のナノ粒子の堆積方法、並びに表面修飾方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ガス流中の単極に荷電したナノ粒子に対
して、捕集・堆積工程以前に荷電を中和する工程を設け
ることによるナノ粒子堆積量飽和の抑制並びに、ナノ粒
子を搬送する第１のガス種と表面修飾を行う第２のガス
種を混合する工程と、第１のガス種と第２のガス種の混
合ガスと混合ガスで搬送されるナノ粒子に対して、捕集
・堆積工程以前に第２のガス種を活性化させる工程を設
けることによるナノ粒子の表面修飾を行う工法としたも
のである。これにより、、ガス流中で荷電状態にあるも
のを効率的に堆積し得るとともに、表面原子の露出割合
が大きいために欠陥や不純物に非常に敏感なナノ粒子の
表面修飾をガス流中で制御性良くなし得ることができ
る。
【０００８】本発明のナノ粒子の堆積方法は、ガス流中
の単極に荷電したナノ粒子に対して、捕集・堆積工程以
前に荷電を中和する工程を有することを特徴とするもの
である。これにより、ガス流中で荷電状態にあるナノ粒
子を堆積量の飽和を抑制しつつ効率的に堆積するという
作用を有する。
【０００９】本発明はまた、前記ナノ粒子の堆積に際
し、ナノ粒子の荷電を中和する工程において、真空紫外
光の照射により荷電を中和する、或いは電子線照射によ
り荷電を中和することを特徴とする粒子堆積方法であ
り、捕集・堆積工程において高真空を保つことができ、
工法の清浄度を向上させるとともに、ガス流中の粒子の
慣性力を大きくすることにより局所的に集中堆積を行う
ことができる。
【００１０】本発明はまた、ナノ粒子を搬送する第１の
ガス種と表面修飾を行う第２のガス種を混合する工程
と、第１のガス種と第２のガス種の混合ガスと混合ガス
で搬送されるナノ粒子に対して、捕集・堆積工程以前に
真空紫外光を照射する工程を有することを特徴とする粒
子の表面修飾方法であり、第２のガス種を活性化するこ
とによりナノ粒子と反応を生じさせ、ナノ粒子の表面修
飾を行うという作用を有する。
【００１１】本発明はまた、第２のガス種を活性化する
真空紫外光が、エキシマレーザ光であることを特徴とす
る粒子の表面修飾方法であり、整形性の良好なエキシマ
レーザ光を用いることにより制御性良く第２のガス種を
活性化することができる。本発明はまた、ナノ粒子を搬
送する第１のガス種と表面修飾を行う第２のガス種を混
合する工程と、第１のガス種と第２のガス種の混合ガス
と混合ガスで搬送されるナノ粒子に対して、捕集・堆積
工程以前に電子線を照射する工程を有することを特徴と
する粒子の表面修飾方法であり、捕集・堆積工程におい
て高真空を保つことができ、工法の清浄度を向上させる
とともに、表面修飾されたナノ粒子の慣性力を大きくす
ることにより局所的に集中堆積を行うことができる。
【００１２】本発明はまた、ナノ粒子を搬送する第１の
ガス種と表面修飾を行う第２のガス種を混合する工程
と、第１のガス種と第２のガス種の混合ガスと混合ガス
で搬送されるナノ粒子に対して、捕集・堆積工程以前に
赤外線輻射加熱を行う工程を有することを特徴とする粒
子の表面修飾方法であり、ナノ粒子を第２のガス種と同
時に加熱処理を行うことにより、ナノ粒子表面に形成さ
れる修飾部分の厚さ等を制御可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】（実施の形態）以下、本発明のガ
ス流中のナノ粒子の堆積方法、並びに表面修飾方法の、
実施の形態を、図１から図４を用いて詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明のナノ粒子の堆積方法、並び
に表面修飾方法を実行するために用いられるナノ粒子堆
積・修飾装置の構成の一部を示す断面図である。このナ
ノ粒子堆積・修飾装置は、ナノ粒子を搬送する第１のガ
ス種とナノ粒子に表面修飾を施すための第２のガス種を
混合するガス混合室103と、このガス混合室103 に接続
されたナノ粒子捕集・堆積室104を備えて成る。
【００１５】ガス混合室103は、上記第１のガス種に相
当するガスとナノ粒子との混合体を導入する雰囲気ガス
入口11と、混合ガスを流出させるガス出口12と、第２の
ガス種に相当するガスをガス混合室103に導入するガス
導入部13とを備えている。この実施の形態においては、
第１のガス種としては例えばヘリウムガスが用いられ、
また第２のガス種としては例えば酸素ガスが用いられ
る。そして、この酸素ガスをガス混合室103へ供給する
ための酸素ガスボンベ107 がガス導入部13に接続されて
いる。また混合ガス混合室103には、ガス導入部13に設
けられ酸素ガスボンベ107からガス混合室103の内部に酸
素ガスを一定質量流量（0.01SLM)で導入するための多孔
質セラミック108と、ガス混合室103の内部に輻射赤外線
102 を導入するための赤外線光導入窓113が設けられて
いる。この赤外線光導入窓113には合成石英などの適切
な導光材質が用いられる。
【００１６】ナノ粒子捕集・堆積室104はガス導通管14
によってガス混合室103と接続される。ナノ粒子捕集・
堆積室104は、ガス導通管14の先端に設けられたノズル1
09 と、ノズル109 からナノ粒子捕集・堆積室104の内部
に流入した混合ガス中のナノ粒子が堆積する堆積基板11
0 と、ナノ粒子捕集・堆積室104の内部にエキシマレー
ザー光106 を導入するレーザー光導入窓114 と、ナノ粒
子捕集・堆積室104内に導入されたエキシマレーザー光1
06の光路を室内において所定角度折り返してナノ粒子の
含まれる混合ガスの流路に照射する折り返しミラー105
と、エキシマレーザー光106とは別に電子線112 をナノ
粒子捕集・堆積室104の内部に放射する電子線照射装置1
11 とを備えて成る。
【００１７】上述のような構成を有するナノ粒子堆積・
修飾装置の動作について以下説明する。ここで、ガス流
中で荷電状態にあるナノ粒子の堆積に関して図１から図
３を用いて説明する。まず、例えば希ガス雰囲気レーザ
ーアブレーション法やスパッタリング法で生成され、微
分型電気移動度分級法等によって単一粒径に粒径分布制
御された正極に一価の単極荷電状態であるシリコンナノ
粒子（粒径：3nm）は生成時の雰囲気ガスであり、一定
質量流量（1.0SLM）で流れる高純度ヘリウムガス101
（不純物濃度0.5ppb以下）とともにナノ粒子捕集・堆積
室104にノズル109を介して流入する。
【００１８】なお、ナノ粒子の原材料としてシリコンを
例に挙げたが、これはナノ粒子の原材料を特に限定する
ものではなく、原材料としてはシリコンと同様にIV族半
導体であるゲルマニウムや、タングステン、プラチナ等
の高融点金属、酸化物、窒化物等の化合物でも一向に構
わない。
【００１９】ここで、ノズル109には図２に示したよう
にオリフィス201が設けられている。オリフィス201の径
を適切に選び（例えばφ1mm）、ヘリカルポンプ（排気
能力440l/s）等を用いた大排気流量の可変コンダクタン
ス排気系を用いてナノ粒子捕集・堆積室104を差動排気
することにより、ノズル内の圧力Pnとナノ粒子捕集・堆
積室104の圧力Pdを、例えばPn=5.0Torr、Pd=1×10-4Tor
rに制御することができる。圧力差を大きくすることに
より、ガス流中のナノ粒子202の慣性力を大きくするこ
とができ、堆積基板110上にナノ粒子202を局所的に集中
堆積することが可能となる。
【００２０】次に、ノズル109から噴出したナノ粒子202
は堆積基板110上に捕集・堆積されるが、図３（ａ）に
示すように半導体であるシリコンナノ粒子の堆積物302
は、堆積当初は堆積基板110に電荷を逃がすことができ
るが、堆積量が増加するにつれ帯電状態となる。これは
原材料が絶縁物でも同様である。帯電した堆積物302と
荷電したナノ粒子202の間には斥力が働き、その結果と
して堆積量が減少し飽和傾向となる。そこで、堆積量の
飽和を抑制するために、ナノ粒子捕集・堆積室104には
電子線照射装置111が設けられており、電子線112を荷電
したナノ粒子202に照射することで、図３（ｂ）に示す
ように荷電したナノ粒子202は中和されたナノ粒子304と
なり、前述したガス流中の慣性力によって、堆積量が飽
和することなく堆積基板110上に捕集・堆積される。荷
電したナノ粒子202と堆積物302の間に働く斥力301を排
することにより、単位時間当たりの堆積量を見積もるこ
とが可能となり、ひいては堆積量の正確な制御が可能と
なる。
【００２１】続いて、ガス流中のナノ粒子の表面修飾に
関して図１、図４を用いて説明する。まず、例えば希ガ
ス雰囲気レーザーアブレーション法やスパッタリング法
で生成され、微分型電気移動度分級法等によって単一粒
径に粒径分布制御されたシリコンナノ粒子（粒径：3n
m）は生成時の雰囲気ガスであり、一定質量流量（0.99S
LM）で流れる高純度ヘリウムガス101（不純物濃度0.5pp
b以下）とともにガス混合室103に流入する。
【００２２】ここで、ガス混合室103には、例えば酸素
ガスボンベ107から酸素ガスを一定質量流量（0.01SLM)
で導入するための多孔質セラミック108、輻射赤外線102
を導入するための赤外線光導入窓113が設けられてい
る。なお、表面修飾を行うガス種の例として酸素を挙げ
ているが、これはガス種を特に限定するものではなく、
窒素や水素でも構わないし、有機分子等を含んだエアロ
ゾルでも一向に構わない。
【００２３】次に、ガス混合室103に流入したナノ粒子
を含むヘリウムガス101は多孔質セラミック108から導入
された酸素ガスと混合され、ナノ粒子を含む混合ガスは
ノズル109を介してナノ粒子捕集・堆積室104に一定質量
流量（1.0SLM)で流入する。ノズル109から噴出したナノ
粒子202は堆積基板110上に捕集・堆積されるが、図３
（ｂ）に示すように、堆積物302は、ナノ粒子の特性と
して表面活性度が高く、しかも表面における格子軟化や
融解効果が著しいため、融合・凝集等が発生し、ナノ粒
子単体の機能発現を妨げるような融合・凝集体401（図
４（ａ））となる傾向がある。
【００２４】そこで、凝集・融合等の発生を抑制し、ナ
ノ粒子の独立性を保持するために、ナノ粒子捕集・堆積
室104にはレーザー光導入窓114が設けられており、□10
mmに整形されたエキシマレーザー光106（ArFエキシマレ
ーザー、波長193nm）を折り返しミラー105で90度折り返
してナノ粒子の含まれる混合ガスの流路に照射すること
で、混合ガス内の酸素ガスを活性化し、図４（ｂ）に示
すように表面が酸化膜402で覆われた、表面修飾された
ナノ粒子401とすることで、図４（ｃ）のように融合・
凝集のない状態で表面修飾されたナノ粒子401を堆積す
ることができ、ナノ粒子本来の特性を損なわない堆積物
を得ることができる。ひいては、三次元的に細密充填さ
れた規則配列したナノ粒子本来の特性を発揮しうるナノ
粒子集合体を得ることができる。なお、酸素ガスの活性
化には、電子線照射装置111から照射される電子線112を
用いることもできる。この場合にはエキシマレーザー光
106を導入するための部品等が不要となるため、設備装
置の小型・簡便化を図ることができる。
【００２５】続いて、ガス流中のナノ粒子の表面修飾に
関して赤外線輻射を用いた方法を図１、図４を用いて説
明する。まず、例えば希ガス雰囲気レーザーアブレーシ
ョン法やスパッタリング法で生成され、微分型電気移動
度分級法等によって単一粒径に粒径分布制御されたシリ
コンナノ粒子（粒径：3nm）は生成時の雰囲気ガスであ
り、一定質量流量（0.99SLM）で流れる高純度ヘリウム
ガス101（不純物濃度0.5ppb以下）とともにガス混合室1
03に流入する。
【００２６】ここで、ガス混合室103には、例えば酸素
ガスボンベ107から酸素ガスを一定質量流量（0.01SLM)
で導入するための多孔質セラミック108、輻射赤外線102
を導入するための赤外線光導入窓113が設けられてい
る。なお、表面修飾を行うガス種の例として酸素を挙げ
ているが、これはガス種を特に限定するものではなく、
窒素や水素でも構わないし、有機分子等を含んだエアロ
ゾルでも一向に構わない。
【００２７】次に、ガス混合室103にヘリウムガスによ
って搬送されたナノ粒子は、多孔質セラミック108から
導入された酸素ガスとヘリウムガスが混合された混合ガ
ス雰囲気中で、赤外線光導入窓113を介して照射された
赤外線102によって例えば1000℃まで加熱される。加熱
処理を施すことによりナノ粒子は、図４（ｂ）に示すよ
うに表面が酸化膜402で覆われた、表面修飾されたナノ
粒子401となる。次に、表面修飾されたナノ粒子401はノ
ズル109を介して堆積基板110上に捕集・堆積される。堆
積されたナノ粒子は図４（ｃ）のように融合・凝集のな
い状態であり、ナノ粒子本来の特性を損なわない堆積物
を得ることができる。ひいては、三次元的に細密充填さ
れた規則配列したナノ粒子本来の特性を発揮しうるナノ
粒子集合体を得ることができる。
【００２８】以上のように、ガス流中の単極に荷電した
ナノ粒子に対して、捕集・堆積工程以前に荷電を中和す
る工程を設けることによるナノ粒子堆積量飽和の抑制並
びに、ナノ粒子を搬送する第１のガス種と表面修飾を行
う第２のガス種を混合する工程と、第１のガス種と第２
のガス種の混合ガスと混合ガスで搬送されるナノ粒子に
対して、捕集・堆積工程以前に第２のガス種を活性化さ
せる工程を設けることによるナノ粒子の表面修飾を行う
工法を用いることにより、ガス流中で荷電状態にあるも
のを効率的に堆積し得るとともに、表面原子の露出割合
が大きいために欠陥や不純物に非常に敏感なナノ粒子の
表面修飾をガス流中で制御性良くなし得ることができ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガス流中
で荷電状態にあるものを効率的に堆積し得るとともに、
表面原子の露出割合が大きいために欠陥や不純物に非常
に敏感なナノ粒子の表面修飾をガス流中で制御性良くな
し得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における設備装置の構成の
一部
【図２】本発明の実施の形態におけるナノ粒子捕集・堆
積基板近傍の構成図
【図３】本発明の実施の形態における荷電ナノ粒子の中
和堆積過程を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるナノ粒子の表面修
飾過程、堆積構造を示す図
【符号の説明】
101 ナノ粒子を含む搬送ガス 102 輻射赤外線 103 ガス混合室 104 ナノ粒子捕集・堆積室 105 折り返しミラー 106 エキシマレーザー光 107 酸素ガスボンベ 108 多孔質セラミック 109 ノズル 110 堆積基板 111 電子線源 112 電子線 113 赤外線光導入窓 114 レーザー光導入窓 201 オリフィス 202 荷電ナノ粒子 301 静電斥力 302 堆積物 303 中和されたナノ粒子 401 表面修飾されたナノ粒子 402 酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 由佳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉田 岳人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F103 AA06 BB12 BB60 DD16 DD30 LL01 NN06 RR05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガス流中の単極に荷電したナノ粒子に対
    して、捕集・堆積工程以前に荷電を中和する工程を有す
    ることを特徴とする粒子堆積方法。
  2. 【請求項２】 前記荷電を中和する工程において、真空
    紫外光の照射により荷電を中和することを特徴とする請
    求項１記載の粒子堆積方法。
  3. 【請求項３】 前記荷電を中和する工程において、電子
    線照射により荷電を中和することを特徴とする請求項１
    記載の粒子堆積方法。
  4. 【請求項４】 ナノ粒子を搬送する第１のガス種と前記
    ナノ粒子に対して表面修飾を行う第２のガス種を混合す
    る工程と、第１のガス種と第２のガス種の混合ガスと混
    合ガスで搬送されるナノ粒子に対して、捕集・堆積工程
    以前に真空紫外光を照射する工程を有することを特徴と
    する粒子の表面修飾方法。
  5. 【請求項５】 前記真空紫外光が、エキシマレーザ光で
    あることを特徴とする請求項４記載の粒子の表面修飾方
    法。
  6. 【請求項６】 ナノ粒子を搬送する第１のガス種と表面
    修飾を行う第２のガス種を混合する工程と、第１のガス
    種と第２のガス種の混合ガスと混合ガスで搬送されるナ
    ノ粒子に対して、捕集・堆積工程以前に電子線を照射す
    る工程を有することを特徴とする粒子の表面修飾方法。
  7. 【請求項７】 ナノ粒子を搬送する第１のガス種と表面
    修飾を行う第２のガス種を混合する工程と、第１のガス
    種と第２のガス種の混合ガスと混合ガスで搬送されるナ
    ノ粒子に対して、捕集・堆積工程以前に赤外線輻射加熱
    を行う工程を有することを特徴とする粒子の表面修飾方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100673979B1 (ko) 2005-03-17 2007-01-24 안강호 초미립자 제조장치 및 그 방법
WO2007086198A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 半導体ナノ粒子蛍光体
JP2019137900A (ja) * 2018-02-13 2019-08-22 国立研究開発法人理化学研究所 ナノ粒子の製造方法、及びその利用
RU218247U1 (ru) * 2022-10-31 2023-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Устройство для получения силицена

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050156991A1 (en) * 1998-09-30 2005-07-21 Optomec Design Company Maskless direct write of copper using an annular aerosol jet
US7108894B2 (en) * 1998-09-30 2006-09-19 Optomec Design Company Direct Write™ System
US8110247B2 (en) * 1998-09-30 2012-02-07 Optomec Design Company Laser processing for heat-sensitive mesoscale deposition of oxygen-sensitive materials
US7938079B2 (en) * 1998-09-30 2011-05-10 Optomec Design Company Annular aerosol jet deposition using an extended nozzle
US7294366B2 (en) * 1998-09-30 2007-11-13 Optomec Design Company Laser processing for heat-sensitive mesoscale deposition
US7045015B2 (en) 1998-09-30 2006-05-16 Optomec Design Company Apparatuses and method for maskless mesoscale material deposition
US20040197493A1 (en) * 1998-09-30 2004-10-07 Optomec Design Company Apparatus, methods and precision spray processes for direct write and maskless mesoscale material deposition
ATE312680T1 (de) * 2000-06-13 2005-12-15 Element Six Pty Ltd Verbunddiamantkörper
WO2004035496A2 (en) * 2002-07-19 2004-04-29 Ppg Industries Ohio, Inc. Article having nano-scaled structures and a process for making such article
US8679580B2 (en) 2003-07-18 2014-03-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Nanostructured coatings and related methods
US9533913B2 (en) * 2002-07-19 2017-01-03 Vitro, S.A.B. De C.V. Methods of making colored glass by surface modification
US7135728B2 (en) * 2002-09-30 2006-11-14 Nanosys, Inc. Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor
US7790003B2 (en) * 2004-10-12 2010-09-07 Southwest Research Institute Method for magnetron sputter deposition
US20060280866A1 (en) * 2004-10-13 2006-12-14 Optomec Design Company Method and apparatus for mesoscale deposition of biological materials and biomaterials
US7938341B2 (en) * 2004-12-13 2011-05-10 Optomec Design Company Miniature aerosol jet and aerosol jet array
US7674671B2 (en) 2004-12-13 2010-03-09 Optomec Design Company Aerodynamic jetting of aerosolized fluids for fabrication of passive structures
US20080013299A1 (en) * 2004-12-13 2008-01-17 Optomec, Inc. Direct Patterning for EMI Shielding and Interconnects Using Miniature Aerosol Jet and Aerosol Jet Array
US7592051B2 (en) * 2005-02-09 2009-09-22 Southwest Research Institute Nanostructured low-Cr Cu-Cr coatings for high temperature oxidation resistance
US20070154634A1 (en) * 2005-12-15 2007-07-05 Optomec Design Company Method and Apparatus for Low-Temperature Plasma Sintering
FI20060288A0 (fi) * 2006-03-27 2006-03-27 Abr Innova Oy Pinnoitusmenetelmä
US20100310630A1 (en) * 2007-04-27 2010-12-09 Technische Universitat Braunschweig Coated surface for cell culture
TWI482662B (zh) * 2007-08-30 2015-05-01 Optomec Inc 機械上一體式及緊密式耦合之列印頭以及噴霧源
TW200918325A (en) * 2007-08-31 2009-05-01 Optomec Inc AEROSOL JET® printing system for photovoltaic applications
TWI538737B (zh) * 2007-08-31 2016-06-21 阿普托麥克股份有限公司 材料沉積總成
US8887658B2 (en) * 2007-10-09 2014-11-18 Optomec, Inc. Multiple sheath multiple capillary aerosol jet
US20090110848A1 (en) * 2007-10-25 2009-04-30 Los Alamos National Security, Llc Method and apparatus for high-pressure atomic-beam laser induced deposition/etching
DE102009007800A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aerosol-Drucker, dessen Verwendung und Verfahren zur Herstellung von Linienunterbrechungen bei kontinuierlichen Aerosol-Druckverfahren
JP2013527596A (ja) * 2010-03-24 2013-06-27 ボード オブ トラスティーズ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ 原子層堆積による量子閉じ込め構造の照射誘起核形成
EP3256308B1 (en) 2015-02-10 2022-12-21 Optomec, Inc. Fabrication of three-dimensional structures by in-flight curing of aerosols
KR20200087196A (ko) 2017-11-13 2020-07-20 옵토멕 인코포레이티드 에어로졸 스트림의 셔터링
TWI767779B (zh) * 2021-07-02 2022-06-11 台灣電鏡儀器股份有限公司 檢測和中和電荷裝置與其檢測和中和電荷的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100673979B1 (ko) 2005-03-17 2007-01-24 안강호 초미립자 제조장치 및 그 방법
WO2007086198A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 半導体ナノ粒子蛍光体
JP2019137900A (ja) * 2018-02-13 2019-08-22 国立研究開発法人理化学研究所 ナノ粒子の製造方法、及びその利用
RU218247U1 (ru) * 2022-10-31 2023-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Устройство для получения силицена

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