[发明专利]丝电子部件

说明书

政府支持

在政府的支持下，根据由美国国防部的国防高级研究计划局所给予的第W911NF-07-0618号合同和由美国空军所给予的第FA9550-07-1-0079号合同而做出本发明。美国政府享有本发明的一定权益。

相关申请

本申请要求2011年4月12日所提交的第61/323,172号美国临时专利申请、2010年4月19日所提交的第61/325,593号美国临时专利申请以及2011年2月24日所提交的第61/446,158号美国临时专利申请的利益。上述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

背景技术

电子部件是支持我们现代生活的大量装置的基础。有可能是这些部件中最简单的部件（天线），将电磁辐射的能量转换为电压。谐振器部件对指定频率的辐射进行放大。

本发明提供了具有值得注意的属性的新颖的电子部件。此外，所提供的部件是生物相容的并且为之前不可能达到的生物领域中的电子装置的发展和/或实现创造了可能性。

发明内容

本发明包含以下认识：丝材料通常用作用于电子部件的基体。此外，本发明提供了丝电子部件，其包括丝基体和由传导性材料（诸如金属）构成的图形化结构。在一些实施例中，图形化传导性结构是天线（诸如金属天线）。在一些实施例中，图形化传导性结构是谐振器（例如，开路环谐振器，“SRR”），例如金属谐振器。在一些实施例中，图形化的传导性结构是射频识别装置（RFID），例如金属RFID。在一些实施例中，所提供的丝电子部件是超常材料（metamaterial）；本发明因此提供了超常材料合成物以及用于制造超常材料合成物的方法。

根据本发明，除了别的以外，使其尤其适合用于所提供的丝电子部件的丝属性包括组装到表现平滑（在一些实施例中几乎为原子尺度）的材料的能力。在一些实施例中，在所提供的丝电子部件中的丝基体表现出低于大约10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm或大约1nm的平滑度。

替选地或另外地，依照本发明的一些实施例使其尤其有用的丝材料的属性包括其适合于用于沉积由传导性材料（例如，金属）构成的图形化结构的处理。在一些实施例中，依照本发明所采用的丝材料适合于应用用于由传导性材料（诸如金属）构成的结构的光刻技术。表面平滑度可能有助于适合于光刻。在一些实施例中，依照本发明所采用的丝材料适合于通过接触而转印。在这样的实施例中，所采用的丝材料表现出期望的金属粘附性质。

替选地或另外地，依照本发明的一些实施例使其尤其有用的丝材料的属性包括其生物相容性。

替选地或另外地，依照本发明的一些实施例使其尤其有用的丝材料的属性包括其适合于可控制的降解性。如下面更详细的描述的，关于制造具有已知的时间进程的降解的丝薄膜，很多是已知的。WO2008/118133；WO2004/080346；WO2005/123114；WO2007/016524；WO2008/150861。

替选地或另外地，依照本发明的一些实施例使其尤其有用的丝材料的属性包括其抗张强度。

替选地或另外地，依照本发明的一些实施例使其尤其有用的丝材料的属性包括其挠性。

此外，本发明提供了以下认识：这些各种属性致使丝成为用于丝电子部件中的具有特别的兴趣和价值的材料。此外，本发明识别了在相关的电子应用中有用的这些特别的丝合成物、形式或材料。

在一些实施例中，本发明提供了在太赫兹（THz，1THz=1012Hz）频率操作的电子部件。电磁频谱的THz范围具有用于从频谱成像到短程安全通信的应用的潜力。然而，自然地存在的材料一般在THz频率不具有合适的响应。因此，迄今为止，重要的THz部件（诸如开关、调制器、移相器）实际上还不易获得。依然探索用于THz辐射的生成、检测以及空间和时间控制的适当的部件和装置以实现在THz范围中的应用。通过进一步扩展在THz频率实施的材料设计，设计的部件和装置可以在更宽的波长范围内应用。在某些实施例中，本发明提供了新的且有价值的THz部件，该THz部件包括丝基体和传导性本质的图形化结构。

超常材料的发展显著地扩展了电磁材料相互作用的一般的视角。具有在精确控制地目标频率上的用户所设计的电磁响应的超常材料可能导致新的电磁响应或现象（诸如负折射率、完美透镜或完美吸收）。在诸如生物传感和生物探测的各种应用中，期望设计出理想地整合超常材料结构的电磁特性而不削弱装置的预期的功能的新的装置。本发明提供了丝超常材料，并且进一步提供了采用丝超常材料的方法和装置。