[发明专利]具有均匀图案排列的纳米颗粒的单电子晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种单电子晶体管，其包含：

沟道区域，其包含形成于基板上的连接体和由结合至该连接体的金属离子所生长的金属纳米颗粒；

配置于该沟道区域一端的源极区域；

配置于该沟道区域另一端而与该源极区域对立的漏极区域；和

耦合至该沟道区域而控制沟道区域中的电荷迁移的栅极，

其中在该沟道区域中，多个金属纳米颗粒具有均匀图案排列，

其中该沟道区域进一步包含结合在金属离子或所生长的纳米颗粒上，且包括第一有机材料及第二有机材料中的至少任一种的有机表面活性剂。

2.权利要求1所述的单电子晶体管，其中在沟道区域中将金属纳米颗粒以从源极区域延伸至漏极区域的方向均匀分开排列。

3.权利要求1所述的单电子晶体管，其中将其中多个纳米颗粒分开聚集的聚集体定义为一单位，而在沟道区域中排列多个聚集体。

4.权利要求3所述的单电子晶体管，其中该聚集体为带形、线形、圆形或多边形。

5.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该连接体为通过自组装结合到基板表面上的有机单分子。

6.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该沟道区域进一步包含绝缘有机材料与无机氧化物中的至少任一种，其被结合或涂覆于金属纳米颗粒表面上。

7.权利要求1所述的单电子晶体管，

其中第一有机材料为含氮或含硫有机材料，且

其中第二有机材料为基于相转移催化剂的有机材料。

8.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该金属纳米颗粒具有0.5纳米至1纳米间的平均颗粒半径，且颗粒半径的标准差为±20％或更小。

9.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该基板具有可结合连接体的表面层。

10.权利要求9所述的单电子晶体管，其中该表面层为选自于由金属、金属氧化物、半导体与半导体氧化物所组成的群组中的任一种。

11.权利要求1的单电子晶体管，其中该基板为柔性基板，且该柔性基板包含具有羟基(-OH)官能团的表面层。

12.权利要求11所述的单电子晶体管，其中该柔性基板包含选自于由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚砜(PES)、与聚二甲基硅氧烷(PDMS)所组成的群组中的任一种、或它们的二种或更多种的混合物。

13.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该连接体为有机单分子，且该沟道区域进一步包含由自组装式单分子层所组成的连接体层，该自组装式单分子层由多个结合基板的有机单分子形成。

14.权利要求1所述的单电子晶体管，

其中该沟道区域进一步包含形成于基板上，且具有选自胺基、羧基、与硫醇基中的任一种官能团的硅烷化合物层，且

该选自胺基、羧基与硫醇基的任一种官能团为该连接体的一部分。

15.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该连接体包含选自胺基(-NH₂)、羧基(-COOH)、与硫醇基(-SH)中的任一种，其结合金属离子。

16.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该金属纳米颗粒选自于由金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒、金属氮化物纳米颗粒、金属碳化物纳米颗粒与金属间化合物纳米颗粒所组成的群组。

17.权利要求1所述的单电子晶体管，其中该沟道区域中的金属纳米颗粒彼此分开排列，且形成单层。