"半導体ナノ粒子の層を基板上に周囲温度及び圧力条件で成膜させる方法であって、a複数の超高純度半導体ナノ粒子を非水系極性溶媒に懸濁させて懸濁液を生成する工程、b導電性基板を第1の電極に接続する工程、c第2の電極を前記懸濁液と導通状態にする工程、d前記導電性基板を前記懸濁液に浸漬する工程、e第1の電荷を前記懸濁ナノ粒子上に与える工程、f第2の反対電荷を前記基板上に与える工程、g半導体ナノ粒子のほぼ均一な層を前記基板上に制御下で堆積させて、被覆基板を規定する工程、及びh前記被覆基板を前記懸濁液から約1気圧の圧力にある空気中に取り出す工程を含み、前記懸濁液の温度が約100°C未満に維持され、前記ナノ粒子が1000ナノメートル未満の寸法を有する、方法。前記半導体ナノ粒子のほぼ均一な層の前記半導体ナノ粒子の粒径分布が、約3ナノメートルから約10ナノメートルである、請求項1に記載の方法。前記半導体ナノ粒子のほぼ均一な層が、厚さ約500ナノメートルから約800ナノメートルである、請求項1に記載の方法。ih工程後に、導電層を前記半導体ナノ粒子の層上に施与する工程、及びj電気接触部を前記導電層に接続する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。電場が前記第1と第2の電極間に生成され、堆積速度が前記電場の強さの増加とともに増加し、前記半導体ナノ粒子のほぼ均一な層の前記半導体ナノ粒子が平均粒径及び粒径分布を有し、前記平均粒径及び前記粒径分布が前記電場の強さによって支配される、請求項1に記載の方法。前記半導体ナノ粒子が圧電性であり、前記半導体ナノ粒子がそれぞれの双極子モーメントに従って自己整列し、前記半導体ナノ粒子のほぼ均一な層が統合ワイスドメインを画定する、請求項1に記載の方法。前記半導体ナノ粒子のほぼ均一な層にリチウムをインターカレートする工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。周囲温度及び圧力における電着方法であって、a複数の超高純度ナノ粒子を非水溶媒に懸濁させて、懸濁液を規定する工程、b導電性基板を前記懸濁液に浸漬する工程、c第1の表面電荷を前記懸濁ナノ粒子上に与える工程、d第2の反対表面電荷を前記基板上に与える工程、e半導体ナノ粒子のほぼ均一な層を前記基板上に堆積させて、被覆基板を作製する工程、及びf前記被覆基板を前記懸濁液から大気中に取り出す工程、及びg導電性金属層を前記被覆基板上に形成する工程を含み、前記懸濁液の温度が約100°C未満に維持される、方法。前記複数の超高純度ナノ粒子が寸法約3ナノメートルから約10ナノメートルのサイズであり、前記複数の超高純度ナノ粒子が厚さ約500ナノメートルから約800ナノメートルである、請求項8に記載の方法。前記複数の超高純度ナノ粒子が二モードbimodalの粒径分布を有し、前記複数の超高純度ナノ粒子が、より小さい粒子の第1の副層を、より大きい粒子の第2の副層の上の間隙に配置させている、請求項8に記載の方法。ナノ粒子を基板上に電着させる方法であって、a複数の双極性半導体ナノ粒子の非水系極性懸濁液を約30°Cから約100°Cの温度に加熱する工程、b前記基板を前記懸濁液に入れる工程、c反対の表面電荷を前記複数の双極性半導体粒子上及び前記基板上に与える工程、d電場を前記懸濁液中に設定する工程、e双極性半導体粒子の膜を前記基板上に形成して、被覆基板を規定する工程、f前記被覆基板を前記懸濁液から空気中に取り出す工程、及びg前記双極性半導体粒子の膜を導電性金属層で被覆する工程を含み、前記複数の双極性半導体粒子が、堆積中に自己配向して統合ワイスドメインを画定する、方法。前記双極性半導体粒子の膜が圧電電圧源を規定する、請求項11に記載の方法。前記双極性半導体粒子が非真性ドープされた、請求項11に記載の方法。導電性基板、及び前記導電性基板の導電層上に成膜された内部ひずみ半導体ナノ結晶の層を含み、前記内部ひずみ半導体ナノ結晶が実質的にさしわたし2ナノメートルから50ナノメートルであり、前記内部ひずみ半導体ナノ結晶が実質的に圧電性であり、前記内部ひずみ半導体ナノ結晶が、配向双極子モーメントに従って配列して、統合ワイスドメインを画定し、前記層が厚さ約200ナノメートルから約1500ナノメートルである、発電素子。前記内部ひずみ半導体ナノ結晶の層上に成膜された導電性金属層をさらに含む、請求項14に記載の素子。前記内部ひずみ半導体ナノ結晶が、99.999999パーセントを超える純度である、請求項14に記載の素子。前記内部ひずみ半導体ナノ結晶の層が、約1Vから約18Vの電力電圧及び約10μΑから約50mAの短絡電流shortedcurrentを発生する、請求項14に記載の素子。前記内部ひずみ半導体ナノ結晶の層上に堆積したZnOナノワイヤのアレイをさらに含む、請求項14に記載の素子。前記それぞれの内部ひずみ半導体ナノ結晶が、リチウムで実質的にインターカレートされた、請求項14に記載の素子。導電性表面部分を有する基板と、前記導電性部分上に位置する半導体ナノ粒子の第1の膜であって、第1の複数の間隙を画定する第1の複数の最密な第1の略球状粒子、及び前記複数の間隙を実質的に満たす第2の複数の第2のより小さい略球状粒子をさらに含む、第1の膜と、前記第1の膜上に堆積した導電性金属の第1のコーティングとを含む、電気変換electricallytransductive素子。前記導電性第1コーティング上に位置する半導体ナノ粒子の第2の膜、及び前記第2の膜上に成膜された導電性金属の第2のコーティングをさらに含む、請求項20に記載の電気変換素子。前記基板と導電性部分がどちらも透明である、請求項20に記載の電気変換素子。導電性表面を有する基板と、前記導電性表面と導通状態で配置された圧電ナノ粒子の膜と、前記導電性表面に対向する面とは反対側の前記圧電ナノ粒子の膜の面に配置され、前記圧電ナノ粒子の膜と導通状態にされた導電性金属層とを含む、電気機械素子。前記圧電ナノ粒子が略球状であり、前記圧電ナノ粒子の直径が約2から約50ナノメートルであり、前記膜が厚さ約500ナノメートルから約800ナノメートルである、請求項23に記載の電気機械素子。前記膜が、直径8ナノメートルから10ナノメートルの第1の複数の略球状の圧電ナノ粒子と、直径24ナノメートルから26ナノメートルの第2の複数の略球状のナノ粒子とをさらに含む、請求項23に記載の電気機械素子。前記膜が、多モードmultimodal分布の粒子をさらに含み、それぞれのモードを規定する粒子の95パーセント超が前記それぞれのモードの2ナノメートル以内にある、請求項23に記載の電気機械素子。前記圧電ナノ粒子がインターカレーションによってひずんだ、請求項23に記載の電気機械素子。新規技術の原理の理解を促進する目的で、図面に示した実施形態を参照し、具体的用語によってそれを記述する。それでも、新規技術の範囲がそれによって限定されるものではないと理解され、示した素子におけるかかる変更及び更なる改変、並びにそこで示される新規技術の原理のかかる更なる適用は、新規技術が関係する当業者には通常思い付くものと考えられる。圧電効果圧電気は、ある種の固体材料構造において機械的応力のために生じる特定の電荷蓄積状態である。一般に、圧電効果は、反転対称性のない結晶性材料において機械的状態と電気的状態の直線的電気機械的相互作用であると実験的に判断された。圧電効果は、加えられた機械力に起因する電荷の内部発生を印加電場に起因する機械的ひずみの内部発生に転換することができるような可逆過程である。半導体における圧電効果半導体においては、ひずみに起因する原子間隔の変化は、半導体固有のバンドギャップに影響を及ぼして、伝導帯への電子の励起が容易に又は材料及びひずみによっては困難になる。半導体材料の圧電効果は、金属における類似の幾何学的効果よりも数桁大きくなることがあり、ゲルマニウム、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化シリコン及び単結晶シリコンのような材料で存在する。半導体の圧電効果は、ゲルマニウム、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、単結晶シリコンなどの種々の半導体材料を含むセンサ素子に使用されてきた。シリコンは、現在、ほぼすべての集積回路に最適な材料であるので、圧電シリコン素子の使用は極めて興味深い研究領域である。単結晶シリコン及びゲルマニウムにおける圧電抵抗効果シリコン及びゲルマニウムの抵抗は、応力誘発性の形状変化に帰因するだけでなく、材料の応力依存性の抵抗率に帰因しても変化し得る。n型シリコン電気伝導を担う主な電荷担体は電子であるの抵抗は、主に、結晶の3個の異なる導電性頂点のシフトに帰因して変化する。シフトは、移動度の異なる頂点間の担体の再分布を引き起こす。これによって、電流の流れ方向に応じて移動度が変化する。軽微な効果は、単結晶シリコンにおける谷の頂点の原子間隔の変化による変形に関連した有効質量変化に帰因する。p型シリコン電気伝導を担う主な電荷担体は正孔であるにおいては、現在研究されている現象は、より複雑であり、質量及び正孔移動の変化も示す。圧電機序の詳細な説明圧電効果の性質は、固体における電気双極子モーメントの発生に起因する。電気双極子モーメントは、電荷の大きさと電荷間距離の積に等しいベクター量である。固体における電気双極子モーメントは、タンタル酸リチウム、チタン酸ジルコン酸鉛などの非対称電荷環境のような結晶格子サイト上のイオンに対して誘発することができ、有機糖分子などの分子群によって直接保有することができる。分極化を引き起こす双極子密度は、結晶単位格子の単位体積当たりの双極子モーメントの合計である。電気双極子はベクトル量特定の大きさ及び方向の幾何学的対象であるので、双極子密度Pもベクトル量である。互いに近い双極子は、ワイスドメインと称する領域に整列する傾向がある。個々の粒子間のこれらの整列領域においては、粒子は一体で作用し、したがって電圧の電位及び極性並びに電流の大きさ及び方向は、固体全体を構成する個々の粒子すべての合計に等しい。繰り返して言うと、典型的には、圧電効果は、典型的には、加えられた機械的応力によって生じるが、内部応力をある種の固体中に生成させることによっても出現し得る。圧電気は、分極強度、その方向又は両方の変化において生じる。電荷の大きさ及び方向は、個々の粒子内のPの配向、粒子対称性、及び加えられた機械的応力又は誘発された内部応力の相互関係に依存する。個々の結晶の双極子密度の変化は、個々の結晶面に対する表面電荷密度の変化として定量的に現れるが、圧電現象に起因する全有効エネルギーは、材料全体を構成する結晶の双極子密度の重ね合わせによって、すなわち、結晶全体を構成する個々の結晶学的単位格子の合計としてもたらされる。例えば、正しいポイントに500lbの力が機械的に加えられた1cm3の立方体の石英は、合力が結晶全体を構成する個々の結晶学的単位格子すべての合計であるので、12500Vの電圧を生成することができる。応力状態で合成された極性結晶構造における発電結晶性材料における対称操作の32通りの可能な組合せである32の結晶族がある。各結晶族は、結晶族の対称性を一義的に規定する結晶面を含む。32の結晶族のうち21は対称中心を持たない非中心対称であり、そのうち20は直接的圧電気を示す。そのうち10は、極性結晶族を含み、その結晶構造に固有な非対称に付随したゼロにならない電気双極子モーメントのために、機械的応力を加えなくても自発的に分極する。極性結晶の場合、双極子密度の合計P≠0は機械的負荷を加えなくても維持され、圧電効果は、Pの大きさ若しくは方向又はその両方を変えることによって発現する。換言すれば、内部応力を有するように製造することができる極性結晶は、機械的負荷を加えなくても圧電効果を示す。換言すれば、非極性圧電結晶の場合、加えられた機械的負荷は、材料を非極性結晶族P=0からP≠0の極性のものに転換し、したがって外部素子を作動可能な電位及び有効エネルギーを生じる。しかし、内部応力状態になりやすい結晶は、P≠0の固有の極性構造を有し、したがって機械的負荷を加えなくてもエネルギーを構造体から放出することができる。電気エネルギーの放出中、結晶は緩和して、原子間隔の好ましい状態に戻る。ナノ粒子における量子閉じ込めナノ結晶における量子閉じ込めは、理解すべき重要な概念である。ナノ結晶における量子閉じ込めは、粒子の物理的サイズがその特徴的な励起子ボーア半径未満であるときに起こる。励起子ボーア半径は、負に帯電した電子を、励起中に取り残されたその正に帯電した正孔から分離する物理的距離である。粒子の物理的サイズが、励起中に電子が移動しなければならない距離未満であるときには、材料は量子閉じ込め状態であるとみなされる。例えば、ゲルマニウムの励起子ボーア半径は24.3nmであるが、直径1ナノメートルのゲルマニウムナノ結晶を合成することができる。この特徴的な距離よりも小さいナノ粒子を作製することによって、ナノ粒子の電子的性質を、粒径を調節することによって離散的エネルギー準位に調整することができる。したがって、ボーア半径よりも小さい粒子でできた凝集体は、エネルギー密度が大きく増加する。粒子がボーア励起子半径とほぼ同じサイズである場合、又は少し大きい場合でも、粒子すべてが励起子ボーア半径よりも小さい場合と同じ程度ではないにしろ、粒子の凝集体はエネルギー密度が増加する。理解すべき別の重要な概念は、ポテンシャル井戸のそれとそれらがナノ粒子において生じる仕方である。ポテンシャル井戸は、物理的粒子寸法をそれぞれの励起子ボーア半径よりも小さくなるように合成した直接の結果である。ポテンシャル井戸は、ナノ材料における位置エネルギーの局所的最小の周囲領域である。ポテンシャル井戸に捕捉されるエネルギーは、ポテンシャル井戸の局所的最小に捕捉されるので、別のタイプのエネルギーに変換することができない。したがって、物体は、エントロピーの普遍的性質に従って自然に進行するであろう位置エネルギーの大域的最小には進むことができない。励起の局所的最小エネルギーが十分に克服されるように十分なエネルギーが系に加えられる場合には、エネルギーがポテンシャル井戸から放出され得る。しかし、量子物理学においては、位置エネルギーは、量子粒子の確率的特性という理由から、エネルギーを加えずにポテンシャル井戸を脱出することができる。これらの場合、粒子は、系にエネルギーを加えずに、ポテンシャル井戸の壁を通り抜けると想像することができる。図1A~図3に示すように、本新規技術は、ナノスケール粒子又はナノ結晶25を非水系コロイド懸濁液30から電気泳動的に抽出すること20、及びナノ粒子25を基板15上に実質的に均一に堆積させること35によって、環境大気組成及び圧力並びに周囲温度又はわずかに高温の条件下で、コーティング又は膜10を基板15上に生成する方法に関する。典型的には、コーティング又は膜10は、厚さ1000ナノメートル未満であるが、それより厚くてもよい。被覆されていることが望ましい基板15は、典型的には、まず基板15を清浄化すること40、次いで、基板15の導電性が不十分である場合、銀、インジウムスズ酸化物薄層は実質的に光学的に透明であるので、典型的には光学素子の調製に使用されるインジウムスズ酸化物などの導電性材料の層45で基板15を被覆すること43によって調製される。次いで、ナノ粒子25の非水系懸濁液30が調製される。懸濁液媒体50は、典型的には、2-ブタノール、1,2-ジクロロベンゼン及び/又はアセトンなどの極性溶媒である。典型的には、溶媒50組成物は、その固有誘電率、そのHamaker定数、その混和性、その粘度などの諸性質を考慮して選択される。より典型的には、非プロトン性極性非水溶媒55とプロトン性極性非水溶媒60のブレンドが、懸濁液媒体50を規定するように選択される。より典型的には、1-ブチル-1-メチルピロリニウムジスペリフルオロメチルスルホニルイミドなどの少量のイオン性液体65を非水溶媒ブレンド50に添加して、ナノ粒子膜10の形成を促進する。次いで、所定の測定量のナノ粒子25を溶媒ブレンド50中に分散させる。溶媒ブレンド50は、典型的には、ナノ粒子25がほぼ均一かつ均質に分散してコロイド懸濁液30を規定するまで、撹拌される。緩衝液をコロイド懸濁液30に添加して、ナノ粒子25の表面電荷を操作することができる。例えば、シリコン粒子は約6から約9のpH範囲で負に帯電し、ゲルマニウム粒子は約3から約5のpH範囲で負に帯電する。次いで、基板15はDC電源70に接続されて第1の電極75として役立ち、DC電源70は炭素電極などの溶媒浴30に浸漬された第2の電極又は電極アレイ80を介して溶媒浴30に接続されて、電気回路を完成し、電場を確立する。基板15は、懸濁粒子25に付与されたものとは反対の電荷を有する。基板15は典型的にはカソード75であり、炭素電極は典型的にはアノード80である。電極/電極アレイ75、80は、典型的には、所望の堆積パターン、電極75、80の形状、基板15の形状などの変数に応じて約0.5から約4.0センチメートル離れた距離で維持される。しかし、ある状況では、電極の分離距離は、0.5から4.0センチメートルの範囲外でもよい。印加電圧は、典型的には、ナノ結晶粒径典型的には、寸法約1から1000ナノメートル、より典型的には直径約2から約50ナノメートルに応じて約3から約12ボルトである。懸濁液30中の粒子25は、基板15に電気泳動して、実質的に均一なコーティング10をその上に形成する。ナノ粒子25は、任意の好都合な形状及び外形とすることができ、一般には規則的形状であり、典型的には塊状、より典型的には略球状である。典型的には、ナノ粒子25は、厳密に大きさが定められ、比較的狭い粒径分布PSD:particlesizedistributionを有し、狭い粒径分布のナノ粒子25のコーティング又は膜10を生成する。例えば、粒子25の大部分は3~10ナノメートルの範囲である。あるいは、コロイド溶液30が標的サイズ範囲外のかなりの量の粒子25を含むときには、コロイド溶液30の印加電圧、電流及び/又はpHを変化させて、堆積粒子25のサイズを同様に制御することができる。さらに、媒体30の印加電圧及び/又はpHを変化させることによって、ナノ結晶の複数の層90を所定のサイズ特異的な漸増的順序で基板15に施すことができる。成膜工程35は、所望の膜厚になるまで、典型的には約30秒から約5分間続けられ、典型的には数百から数千ナノメートルの厚さの堆積層90を生成する。典型的には、成膜工程35は周囲雰囲気で行われ、減圧は不要である。典型的には、ナノ結晶25は、極めて高純度であり、典型的には純度少なくとも約99.999パーセント、より典型的には純度少なくとも約99.9999パーセント、更により典型的には純度少なくとも約99.999999パーセントである。ナノ結晶25は、所望の直径の/-10内で単分散とすることができ、単結晶/単一粒界材料とすることができるが、これらのタイプ及びサイズ分散に限定されない。図4~8に示すように、多層構造、又はアモルファスシェル140内の結晶性コア130などのコア/シェル構造を有する、ナノ粒子25を堆積することもできる。シェル140はコア130を圧縮して、応力を生成し、その中にひずみを維持する。膜10のこの有効表面積は、ナノ結晶粒径及び形状の関数であり、所望の最終用途によって支配され、成膜方法によって変わらない。同様に、電極又は電極アレイ80が、ナノ粒子が堆積する導電性基板75と同じ又はそれより大きいサイズである必要はない。9ナノメートルシリコン粒子80ミリグラムを2-ブタノール10ミリリットルに懸濁させて、シリコンナノ粒子約8ミリグラム/2-ブタノール1ミリリットルの濃度のコロイド懸濁液を生成する。試薬グレードのアセトン10ミリリットルをコロイド懸濁液に添加する。1-ブチル-1メチルピロリニウムジスペリフルオロメチルスルホニルイミド300マイクロリットルをコロイド懸濁液に添加する。コロイド懸濁液を温度約40°Cに加熱する。インジウムスズ酸化物で被覆された抵抗約8オーム/cm2の1cm×2cmガラス基板をDC電源のカソードに接続し、コロイド懸濁液に1cm浸漬する。炭素電極をDC電源のアノードに接続し、懸濁液中でガラス基板から1センチメートルの間隔を置く。電位4ボルトを電極に印加し、180秒間継続する。その間に、厚さ約500から約800ナノメートルのシリコン膜が、コロイド溶液に浸漬されたガラス基板領域上に成膜される。高純度ゲルマニウムナノ結晶粒子80ミリグラムをUniversalNanotechCorporationから入手した。ゲルマニウム粒子は平均粒径約10ナノメートルを特徴とし、MeOHなどの極性プロトン性溶媒に懸濁されてコロイド懸濁液を生成した。オレイルアミンをコロイド懸濁液に添加して、懸濁液中でゲルマニウムナノ粒子を維持するのを助ける。コロイド懸濁液は、典型的には、約25°Cから約40°Cの温度で維持される。インジウムスズ酸化物で被覆された抵抗約8オーム/cm2の1cm×2cmガラス基板をDC電源のカソードに接続し、コロイド懸濁液に1cm浸漬する。炭素電極をDC電源のアノードに接続し、懸濁液中でガラス基板から1センチメートルの間隔を置く。約1.5から約7ボルトの電位を電極に印加し、約180秒から約5分間継続する。その間に、ゲルマニウム膜が、コロイド溶液に浸漬されたガラス基板領域上に成膜される。IV族ナノ粒子25でできた素子は、量子ドットと称されることもあるこれらナノ粒子25の独特のサイズ依存の物理的特性の利点がある。半導体は、電気を極めて不十分にしか伝導しない材料である。電気伝導を支持する能力のある大量の自由電子を有する金属とは異なり、半導体中の電子は大部分が結合している。しかし、一部は、結合が非常に弱いので、入射光子などからのエネルギーの吸収によって原子結合から解放され励起され得る。かかる事象は、本質的に電子-正孔対である励起子を生成する。正孔は、解放された電子によって取り残された正味の正に帯電した格子部位である。大部分の結晶においては、十分な励起子を生成することができ、解放された電子は、価電子帯を出て、伝導帯に入ることができると考えられる。電子とそのそれぞれの正孔の自然な物理的分離は、物質ごとに異なり、励起子ボーア半径と呼ばれる。比較的大きい半導体結晶においては、励起子ボーア半径は結晶寸法よりも小さく、伝導帯の概念が成立する。しかし、ナノスケール半導体結晶又は量子ドットにおいては、励起子ボーア半径は、ほぼ結晶の物理的寸法かそれよりも小さく、したがって励起子は閉じ込められる。この量子閉じ込めは、連続帯ではなく分散したエネルギー準位をもたらす。ナノスケール半導体結晶25のコーティングなどによってこの現象を利用して、光子の特定の波長に対して調整された光電池などの素子を作製して、エネルギー変換効率、蓄電池、光検出器、フレキシブルビデオディスプレイ、又はモニタなどを最適化することができる。ひずみシリコン及びゲルマニウムナノ粒子における量子閉じ込め圧電効果増幅圧電効果は、チタン酸ジルコン酸鉛、窒化ガリウム、及び窒化インジウムガリウムなどの量子閉じ込めナノ結晶25において認めることができる。本新規技術の一実施形態においては、素子100は、所定のひずみの状態で合成された量子閉じ込めシリコン及びゲルマニウムナノ結晶25における増幅圧電効果を利用する図4~図22参照。素子100を規定するシリコン及びゲルマニウムナノ結晶25中に生成されるひずみは、リチウム、ナトリウムなどの追加の適切なサイズの小分子のインターカレーションによって更に増加させることができる。インターカレーションは、典型的には、2個の別の分子間の分子の可逆的包含である。新規素子100は、リチウムなどの小さいインターカレーション原子又はイオン107のインターカレーションをシリコン及び/又はゲルマニウムナノ結晶25の結晶格子構造中に組み入れて、内部応力を有するインターカレートされたナノ結晶110を生成して、素子100の結晶構造を更にひずませ、したがってエネルギー密度、続いて電力出力能力を増加させる。本内部ひずみ量子閉じ込めシリコン及びゲルマニウムナノ結晶25及び/又はインターカレートされたナノ結晶110は、上述したように電気泳動プロセスによって導電性基板15上に堆積して高秩序の凝集膜10になる。堆積中、ナノ結晶25は、その双極子モーメントに従って高秩序構造へと自己組織化し、膜10全体にわたって統合ワイスドメインを画定する。粒子25の電気泳動35が完結すると、金属接触部115が熱蒸着などによって膜10上に堆積して、ナノ粒子膜10を保護し、使用される電子移動経路を設定して、外部素子を作動させる。金属接触部115は、典型的には、金、白金、銀、銅などの高導電性金属であり、典型的には厚さ約100ナノメートルから400ナノメートルである。サイズ特異的半導体ナノ結晶25の混合物の薄膜を、上記明細書及び実施例に記載のように、EPDによってITO被覆ガラス上に成膜させた。超高純度予ひずみ半導体ナノ結晶25を1740DelRangeBlvd.,PMB170,Cheyenne,WY,82009所在のUniversalNanotechCorporationから入手した。典型的には、ナノ結晶25は、純度少なくとも約99.99999パーセント、より典型的には純度少なくとも約99.999999パーセント、更により典型的には純度少なくとも約99.9999999パーセントである。基板15及び形成された膜10を低酸素環境に室温で置き、次いで基板15をマスクして所望の背面接触部位置を規定した。次に、熱蒸着装置/真空蒸着装置又は類似装置を使用して、膜10を、ナノ被覆面を蒸着材料に向けて約1~5cmの距離で配置した。高真空環境を基板15の周囲に形成した。適切な電圧/電流の組合せを印加して所望の蒸着金属を蒸発させる。蒸発した金属を基板15上に蒸着させて、保護性であり電気接続を可能にする完全な層115を作製した。一般に、この蒸着工程は、所望の背面接触部115厚さに応じて、約5秒から約5分かかり得る。金属層115が蒸着されると、真空を解除し、膜10を典型的な室温環境に戻した。次いで、マスキングを低酸素環境で除去すると、所望の金属蒸着パターンが膜上に残った。電圧計及び/又は電流計を使用して、新たに作製された量子エネルギー素子QED:quantumenergydeviceによって電力が供給されていることを確認した。標準電気接続技術を使用して、複数の膜10を直列/並列様式で接続して、所望の電圧/電流供給構造を形成するように構成された素子100を作製することができる。QED素子100が完成され、所望の負荷を与えるように構成された。実施例3で上述した量子エネルギー素子100は、シリコンナノ結晶などの層状半導体ナノ結晶25から作製することができる。典型的には、ナノ結晶膜10は、直径1nmから約500nmの複数のサイズの特定のナノ粒子の混合物を含む。ただし、狭い単一モードサイズ分布が特定の用途では要望されることがある。かかる多モード粒径分布PSDは、QED素子100において高エネルギー貯蔵及び/又は電力変換/発電/電力供給特性を与える。典型的には、各モードで、粒子の95パーセント超が2ナノメートル以内のモード寸法にある。一部の実施形態においては、ナノ結晶10は、所定の二モード又は多モードサイズ分布で提供され、ナノ結晶10は、より効率的な充填密度を利用するように堆積することができる図13参照。例えば、25nmなどのより大きい直径の粒子10の第1の副層90を成膜することができ、9nmなどのより小さい直径の粒子25の第2の副層90をその上に成膜することができる。より小さい粒子25は、第1の粒子10によって画定された間隙に優先的に位置する。図14に示すように、ZnO、MgOなどの材料でできた、真空蒸着又は類似技術などによってナノ粒子膜10の表面に成膜された、導電性ナノワイヤ125の膜は、QEDのより低い直列抵抗及び/又は高い導電率及び電力放出能力の増大などの効果をもたらし得る。この膜125は、金属支持層115の代わりとすることができ、又は金属支持層115に追加することができる。単一層10の典型的な膜厚は200nm~1500nmの範囲である。1cm2の単層膜10における0.1V~18Vの電圧が達成可能であり、測定によって確認された。10uA~50mAの電流が単層膜10で達成可能であり、測定によって確認された。QED素子100は順調に完成し、個々のQEDユニットが上記のEPDナノ粒子堆積方法を使用して作製された。個々のQEDユニット100は直列又は並列にまとめて配線されて、それぞれ全出力電圧又は電流を増加させる。ナノ粒子25のEPDによって製造されたQED素子100は、LED及び類似の電力を要する他の電子素子を作動させることができた。複数の異なるサイズのナノ粒子25及び複数のタイプのナノ粒子25の組合せを使用して特定用途向けに所望の出力特性を有するQED素子100を作製することができる。ナノ粒子25の複数の層90を利用することができ、金属層115をナノ粒子半導体層90間で散在又は混合することができる。金属及び非金属の背面又は前面接触部45、115を所望のQED出力に応じて利用することができる。P型又はN型ドープ半導体すなわち、非真性ドープナノ粒子25を、所望のとおりに、利用することができ、及び/又は真性半導体ナノ粒子25と混合することができる。量子エネルギー素子QED概要一実施形態においては、図14に示されるように、本新規技術は、シリコン及びゲルマニウムナノ結晶25の独特の性質を利用した電池100に関する。約1nmから約1000nmのサイズの高純度シリコン又はゲルマニウムナノ結晶25は、電気泳動法EPD:electrophoreticdepositionを使用して導電性基板45上に堆積される。シリコン及び/又はゲルマニウムナノ結晶25の密に詰められた薄膜10は、膜10の所望の性質に応じて、約100nmから約2000nmの厚さとすることができる。アルミニウム、金、銀などの導電性金属背面接触部115は、半導体ナノ結晶25の薄膜10に約50nmから約500nmの厚さ範囲で施される。熱蒸着、電子線蒸着、スパッタコーティング、電気めっきなどを使用して、金属背面接触部115を施与することができる。シリコン及びゲルマニウムナノ結晶は、典型的には、結晶構造の原子間隔をわずかにひずませる、その中に分布する応力状態で合成される。格子のこの変形又はひずみは、電子雲を変形させて電位を生じる圧電効果を与える。次いで、直流電気エネルギーを利用して、電気素子を作動させることができる。個々の電池100を直列又は並列に配線して、特定の素子を作動させるのに必要な所望の電圧及び電流量を供給することができる。トルエン50に懸濁された予ひずみシリコンナノ結晶25の懸濁液30を、UniversalNanotechCorporationから濃度約100mg/100mlで入手した。懸濁液30は、ナノ結晶サイズの混合物を含むが、ナノ結晶25の大多数は寸法が約10nmから150nmであった。懸濁液30を超音波処理して、均一な混合物を確実に得た。次いで、均質化された懸濁液30約10mlをガラスビーカーに添加した。次いで、アセトン約10mlを混合物に添加した。1-ブチル-1-メチルピロリジニウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド65300マイクロリットルも混合物に添加して、混合物30を規定した。次いで、混合物30を再度超音波処理して、確実に均一にし、温度40°Cに加熱した。磁気撹拌子を加熱中に使用して混合物30における均一温度を促進し、電気泳動法EPD用混合物をEPD浴30として用意した。平均抵抗8オーム/cm2及び幅約1cm×長さ2.5cmの寸法のインジウムスズ酸化物ITO45で被覆されたガラスの導電性基板15を加圧アセトン噴霧により洗浄し40、きれいに拭いた。次いで、ITOガラス15を電源上の負のリードカソード75に取り付けた。高純度炭素電極80を電源70上の正のリードアノードに取り付けた。炭素電極80をEPD浴30に挿入した。次いで、ITO被覆ガラス15を、導電面を炭素電極80に向け、距離約1cm離して、EPD浴30に深さ約1cmまで挿入した。電源70を作動させ、約4ボルト及び最小/無視し得る電流を約3分間印加した。3分間の間にナノ結晶25は導電性基板15上に堆積し、目視観察された。膜10は厚くなり、より不透明になった。電源70を切り、導電性基板15をEPD浴30から取り出した。シリコンナノ結晶25適用後、ジメチルアセトアミドDMA溶液に溶解した酢酸リチウムの電気めっきによってリチウムを膜上に堆積させた。次いで、シリコンナノ結晶膜10をリチウムの電気泳動溶液に浸漬した。リチウムイオン107はEPD中にシリコン結晶構造110にインターカレートして、高電荷密度及び高充電能力の素子100を規定した。次いで、素子100を低酸素環境で高温約110°Cで乾燥させた。乾燥速度を増加させることは好都合ではあるが、加熱が必須ではないことに留意されたい。3時間以内に、金属背面接触部115がシリコン薄膜10の酸化を防止するように施された。高純度アルミニウム金属背面接触部115は、熱蒸着装置を使用して約200nmの厚さに施された。マスキングテープ、金属スクリーン及びガラスを使用して、金属背面接触部115の位置を制御し、アルミニウム層115がITO被覆ガラス15に短絡するのを防止した。アルミニウム層115適用後、QED電池100を完成し、所望の電気素子への配線の用意ができた。施されたシリコンナノ結晶膜10が電池領域に接触しないように十分注意して、電池100の一切の短絡を防止した。次いで、直列及び並列回路を、同様に作製された複数の電池100を使用して作製した。この工程によって、QEDのアレイ100を配線して、3.7ボルト50mA超を生成した。次いで、このアレイ100をTFTディスプレイスクリーンに接続した。素子は、正常に機能し、QED素子100は電気エネルギーを供給した。1cm2のシリコン膜の典型的性質エネルギー密度比較QED素子アレイ100から認められたエネルギー密度は約7000MJ/Kgであり、アルカリ電池、リチウムイオン電池などよりも数桁高い。別の実施形態の素子100を図15に示す。素子100は、膜10を構成するインターカレートされたナノ結晶25と接触する電解質165が添加されている以外は、図14に関して上述したものに類似している。電解質165組成は、典型的には、インターカレーション剤107組成すなわち、リチウム電極及び/又はリチウムイオン電池を生成するリチウムインターカレーションで使用されるリチウム塩電解質と一致しており、電解質はイオン伝導を促進し、素子100が充電可能なリチウムイオン電池用電圧源として機能できるようにする。この工程は、大量生産に役立つように、特定の電気的性質に合わせて、種々の方法で改変することができる。すべての組合せを網羅することは不可能であり、したがってこの新規技術は、上で詳述した実施例に限定されないと理解される。本新規技術を図面及び上記記述において説明し、詳述したが、これらは説明のためのものと考えるべきであり、性質上限定的なものと考えるべきではない。実施形態は、最良の形態及び実施可能要件の履行として上記明細書で示され、記述されたと理解される。当業者は無限に近い数のわずかな変更及び改変を上記実施形態に容易になすことができ、かかる実施形態の変形すべてを本明細書に記述しようとすることは非現実的であると理解される。したがって、新規技術の主旨に入るすべての変更及び改変は、保護されることが望ましいと理解される。"