热涂层结构、热辐射结构和纳米结构器件制造技术

公开热涂层结构、热辐射结构和纳米结构器件。所述纳米结构器件包括基底和形成在基底的至少顶表面上并与基底的至少顶表面接触的多个纳米结构。所述多个纳米结构基本上均匀地分布在基底的预定区域上，大量的纳米结构具有大于或等于1的标称纵横比，并且所述多个纳米结构暴露于具有2000nm与14000nm之间的波长的电磁辐射。在一个实施例中，所述多个纳米结构具有小于或等于1.75的折射率，并且所述多个纳米结构对于具有在2000nm与14000nm之间的波长的电磁辐射具有大于80％的透射率。在另一个实施例中，所述多个纳米结构具有大于或等于1.75的折射率，并且所述多个纳米结构器件对于波长在8000nm与13000nm之间的电磁辐射具有大于45％的发射率。的发射率。的发射率。

【技术实现步骤摘要】
热涂层结构、热辐射结构和纳米结构器件


[0001]在此公开的主题涉及超表面和纳米结构表面。更具体地，这里公开的主题涉及用于热光学器件的热透性(thermal transparency)和用于电子组件的被动冷却的热纳米结构超材料(thermal
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nanostructured metamaterials)。

技术介绍

[0002]超材料指的是具有人工设计的结构和天然材料所不具备的物理性质的复合材料。超材料拥有一些特别的性质，例如，让光、电磁波等改变它们的通常性质。

技术实现思路

[0003]示例实施例提供一种热涂层结构，所述热涂层结构可包括具有顶表面和底表面的基底，以及形成在基底的至少顶表面上并与基底的至少顶表面接触的多个纳米结构，其中，所述多个纳米结构包括小于或等于1.75的折射率，并且可基本上均匀地分布在基底的至少顶表面的预定区域上，并且大量的纳米结构还可包括大于或等于1的结构高度与结构宽度的标称纵横比。在一个实施例中，所述多个纳米结构由聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成，并且大量的纳米结构包括4与6之间的标称纵横比。在另一个实施例中，所述热涂层结构对于具有8000nm与12000nm之间的波长范围电磁辐射可包括大于80％的透射率。在又一个实施例中，大量的纳米结构包括5的标称纵横比。在又一个实施例中，所述热涂层结构对于包括10000nm的波长的电磁辐射包括大于90％的透射率。在一个实施例中，所述热涂层结构对于具有2000nm与14000nm之间的波长的电磁辐射可具有大于80％的透射率。在另一个实施例中，所述多个纳米结构可由PDMS形成。在又一个实施例中，所述热涂层结构可以是非接触式温度感测装置的一部分。
[0004]示例实施例提供一种热辐射结构，所述热辐射结构可包括具有顶表面和底表面的基底，以及形成在基底的至少顶表面上并与基底的至少顶表面接触的多个纳米结构，其中，所述多个纳米结构具有大于1.75的折射率，所述多个纳米结构可基本上均匀地分布在基底的至少顶表面的第一预定区域上，并且大量的纳米结构还可包括大于或等于0.14的结构高度与结构宽度的标称纵横比。在一个实施例中，所述多个纳米结构还可基本上均匀地分布在基底的底表面的第二预定区域上。在另一个实施例中，所述多个纳米结构还可包括至少为1的标称纵横比，并且所述热辐射结构对于具有10000nm的波长的电磁辐射可具有大于60％的发射率，并且对于具有12500nm的波长的电磁辐射可具有大于60％的发射率。在又一个实施例中，大量的纳米结构可包括等于或大于1的标称纵横比。在又一实施例中，所述热辐射结构对于具有10000nm的波长的电磁辐射可具有大于60％的发射率。在一个实施例中，所述热辐射结构对于具有12500nm的波长的电磁辐射可具有大于60％的发射率。在另一个实施例中，所述多个纳米结构可由氮化硅(Si3N4)形成。在又一个实施例中，所述热辐射结构可以是集成电路的一部分。
[0005]示例实施例提供一种纳米结构器件，所述纳米结构器件可包括具有顶表面和底表
面的基底，以及形成在基底的至少顶表面上并与基底的至少顶表面接触的多个纳米结构，其中，所述多个纳米结构可基本上均匀地分布在基底的至少顶表面的预定区域上，大量的纳米结构可具有大于或等于1的结构高度与结构宽度的标称纵横比，并且所述多个纳米结构可暴露于具有包括2000nm与14000nm之间的波长的电磁辐射。在一个实施例中，所述多个纳米结构可包括小于或等于1.75的折射率，并且所述纳米结构器件对于具有包括2000nm与14000nm之间的波长的电磁辐射可具有大于80％的透射率。在另一个实施例中，所述多个纳米结构可包括大于或等于1.75的折射率，并且所述热辐射结构对于具有包括9500nm与13000nm之间的波长的电磁辐射可包括大于45％的发射率。
附图说明
[0006]在以下部分中，将参照附图中所示的示例性实施例来描述在此公开的主题的方面，在附图中：
[0007]图1A描绘根据在此公开的主题的热纳米结构超材料100的示例实施例；
[0008]图1B描绘根据在此公开的主题的热纳米结构超材料的另一示例实施例；
[0009]图2A示出具有1与10之间的纵横比的纳米结构的六个示例描绘；
[0010]图2B描绘根据在此公开的主题的纳米结构在实际制造时的变化；
[0011]图3A示出由PDMS形成的热纳米结构超材料(AR的范围为1
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10)在0.5μm
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17.5μm(500nm至17500nm)之间的电磁波长上的示例透射率的曲线图；
[0012]图3B描绘根据在此公开的主题的非接触式热传感器装置，该非接触式热传感器装置使用由PDMS形成的热纳米结构超材料作为热涂层或透镜；
[0013]图4A描绘根据在此公开的主题的可由氮化硅形成的纳米结构的示例实施例；
[0014]图4B和图4C分别示出根据在此公开的主题的由氮化硅形成并且具有0.14与0.86之间的纵横比的纳米结构在约2.5μm
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17.5μm之间的电磁波长上的透射率和反射率的曲线图；
[0015]图4D是示出根据在此公开的主题的由氮化硅形成并且具有约0.1与2.0之间的纵横比的纳米结构的峰值发射率的曲线图；以及
[0016]图5描绘根据在此公开的主题的可被配置为提供非接触式热传感器的电子装置，该非接触式热传感器包括被配置为作为热涂层、窗口或透镜的热纳米结构超材料。
具体实施方式
[0017]在以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可在没有这些具体细节的情况下实践所公开的方面。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免模糊在此公开的主题。
[0018]贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可被包括在在此公开的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“根据一个实施例”(或具有类似含义的其他短语)可能不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何合适的方式被组合。就此而言，如在此所使用的，词语“示例性”表示“用作示例、实例或说明”。在此被描述为“示例性”的任何实施例不应被解释为必然比其他实施例
优选或有利。另外，特定特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何合适的方式被组合。此外，根据在此讨论的上下文，单数术语可包括相应的复数形式，并且复数术语可包括相应的单数形式。类似地，带连字符的术语(例如，“二
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维”、“预
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定”、“像素
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特定”等)可偶尔与相应的非连字符的版本(例如，“二维”、“预定”、“像素特定”等)互换使用，并且大写字母条目(例如，“Counter Clock”、“Row Select”、“PIXOUT”等)可与相应的非大写本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热涂层结构，包括：基底，包括顶表面和底表面；以及多个纳米结构，形成在基底的至少顶表面上并与基底的至少顶表面接触，所述多个纳米结构具有小于或等于1.75的折射率，所述多个纳米结构均匀地分布在基底的至少顶表面的预定区域上，并且所述多个纳米结构中的至少一部分还具有大于或等于1的结构高度与结构宽度的标称纵横比。2.根据权利要求1所述的热涂层结构，其中，所述多个纳米结构包括聚二甲基硅氧烷，并且其中，所述多个纳米结构中的至少一部分具有4与6之间的标称纵横比。3.根据权利要求2所述的热涂层结构，其中，所述热涂层结构对于包括8000nm至12000nm的波长范围的电磁辐射具有大于80％的透射率。4.根据权利要求1所述的热涂层结构，其中，所述多个纳米结构中的至少一部分具有5的标称纵横比。5.根据权利要求4所述的热涂层结构，其中，所述热涂层结构对于包括10000nm的波长的电磁辐射具有大于90％的透射率。6.根据权利要求4所述的热涂层结构，其中，所述热涂层结构对于包括2000nm与14000nm之间的波长的电磁辐射具有大于80％的透射率。7.根据权利要求1所述的热涂层结构，其中，所述多个纳米结构包括聚二甲基硅氧烷。8.根据权利要求7所述的热涂层结构，其中，所述热涂层结构是非接触式温度感测装置的一部分。9.一种热辐射结构，包括：基底，包括顶表面和底表面；以及多个纳米结构，形成在基底的至少顶表面上并与基底的至少顶表面接触，所述多个纳米结构具有大于1.75的折射率，所述多个纳米结构均匀地分布在基底的至少顶表面的第一预定区域上，并且所述多个纳米结构中的至少一部分还具有大于或等于1的结构高度与结构宽度的标称纵横比。10.根据权利要求9所述的热辐射结构，其中，所述多个纳米结...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷德万，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：