(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノチューブ塗布溶液を準備する方法であって、
液状媒体中に分散した第１濃度レベルの第１の複数のナノチューブ要素及び第２濃度レベルの第２の複数のイオン粒子を含む原ナノチューブ塗布溶液を形成するステップと、
前記ナノチューブ塗布溶液を使用して形成されるナノチューブファブリック層内に発現するラフト化の度合いを制御するように、第１操作において前記第１の複数のナノチューブ要素の前記第１濃度レベルを当初の値から異なる値に調整し、且つ、第２操作において前記第２の複数のイオン粒子の前記第２濃度レベルを当初の値から異なる値に調整するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の複数のナノチューブ要素はカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の複数のナノチューブ要素は単層カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の複数のナノチューブ要素は多層カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の複数のイオン粒子は、硝酸アンモニウム塩、ギ酸アンモニウムアセテート、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、イオン性有機種、及び、イオン性ポリマーの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記液状媒体は、水性溶液、硝酸溶液及び硫酸溶液の１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
当該ナノチューブ塗布溶液を使用して形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化を促進することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の複数のナノチューブ要素の前記第１濃度レベルを増加させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ナノチューブ塗布溶液内に追加容量の前記液状媒体を導入することにより、前記第１の複数のナノチューブ要素の前記第１濃度レベルを減少させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の複数のイオン粒子の前記第２濃度レベルを減少させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
フィルタ工程を通して前記第２の複数のイオン粒子の前記第２濃度レベルを減少させることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィルタ工程は、クロスフロー濾過工程、超音波濾過工程及び遠心分離濾過工程のうちの１つであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
当該ナノチューブ塗布溶液を使用して形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化を抑制することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ナノチューブ塗布溶液の前記液状媒体の容量を削減することにより、前記第１の複数のナノチューブ要素の前記第１濃度レベルを増加させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の複数のイオン粒子の前記第２濃度レベルを増加させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ナノチューブ塗布溶液内への追加量の前記イオン粒子の導入を通して、前記第２の複数のイオン粒子の前記第２濃度レベルを増加させることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にナノチューブファブリック（ｎａｎｏｔｕｂ  ｆａｂｒｉｃ）層及びフィルムに関し、特には、ナノチューブファブリック層及びフィルム内の密度、多孔率及び／又は間隙サイズを制御する方法に関する。
【０００２】
（関連出願）
本発明は、２０１０年２月１２日の米国仮特許出願６１／３０４，０４５の優先権を主張するものであり、その内容を本文に援用する。本出願は、本特許出願の譲受人に譲渡された以下の米国特許にも関連し、これらの内容は本文に援用する。
【０００３】
２００２年４月２３日出願のナノチューブフィルム及び物品（米国特許第６，８３５，５９１号）。
【０００４】
２００３年１月１３日出願のカーボンナノチューブフィルム、層、ファブリック、リボン、要素及び製品を形成するためにプレフォーム（母材）ナノチューブを使用する方法（米国特許第７，３３５，３９５号）。
【０００５】
２００４年２月１１日出願の水平配置ナノファブリック製品を有する装置及びその製造方法（米国特許第７，２５９，４１０号）。
【０００６】
２００４年２月１１日出願の垂直配置ナノファブリック製品を有する装置及びその製造方法（米国特許第６，９２４，５３８号）。
【０００７】
２００５年９月２０日出願のカーボンナノチューブを使用する抵抗素子（米国特許第７，３６５，６３２号）。
【０００８】
２００４年６月３日出願の高純度ナノチューブフィルムの形成のためのスピンコーティング可能な液体（米国特許第７，３７５，３６９号）。
【０００９】
本出願は、以下の米国特許出願にも関連し、本特許出願の譲受人に譲渡されており、これらの内容は本文に援用する。
【００１０】
２００３年１月１３日出願のカーボンナノチューブフィルム、層、ファブリック、リボン、要素及び製品の製造方法（米国特許出願第１０／３４１，００５号）。
【００１１】
２００４年６月３日出願の高純度ナノチューブファブリック及びフィルム（米国特許出願第１０／８６０，３３２号）。
【００１２】
２００５年１２月１５日出願の水性カーボンナノチューブ塗布（アプリケータ）液、及び、その塗布液を製造する方法（米国特許出願第１１／３０４，３１５号）
【００１３】
２００９年７月３１日出願の異方性ナノチューブファブリック層及びフィルム、並びに、その製造方法（米国特許出願第１２／５３３，６８７号）
【背景技術】
【００１４】
本明細書を通して、関連技術の説明は、このような技術が広く知られている又は技術分野の一般知識の一部を形成することの告白とみなされるべきでない。
【００１５】
ナノチューブファブリック（繊維）層及びフィルムが複数の電子構造及び装置に使用されている。例えば、バーティン等による米国特許出願第１１／８３５，８５６号（その内容を本文に援用する。）は、ナノチューブファブリック層を使用して、限定されないが、ブロックスイッチ、プログラム可能な抵抗素子、プログラム可能な論理装置などの不揮発装置を実現する方法を教示する。バーティン等による米国特許第７，３６５，６３２号（その内容を本文に援用する。）は、薄いフィルムナノチューブに基づいた抵抗器の製造にこのようなファブリック層及びフィルムを使用することを教示する。ワード等による米国特許出願第１２／０６６，０６３号（その内容を本文に援用する。）は、電子装置及びシステムに熱伝導素子を形成するようにこのようなナノチューブファブリック及びフィルムを使用することを教示する。
【００１６】
様々な従来技術（詳細は本文に援用する。）を通して、ナノチューブ素子が、ナノチューブファブリック層又はフィルムの形成前又は後に導電性、非導電性、半導電性に構成され、このようなナノチューブファブリック層及びフィルムが、電子装置又はシステム内で複数の機能を発揮することを可能とする。さらに、場合によっては、ナノチューブファブリック層及びフィルムの導電性を、２又はそれ以上の不揮発状態の間で調整可能であり、これはバーティン等による米国特許出願第１１／２８０，７８６号（その内容を本文に援用する。）に教示されている。これにより、このようなナノチューブファブリック層及びフィルムが電子システム内にメモリ又は論理素子として使用される。
【００１７】
ワード等による米国特許第７，３３４，３９５号（その内容を本文に援用する。）は、プリフォーム（母材）ナノチューブを使用して基板素子にナノチューブファブリック層及びフィルムを形成するための複数の方法を教示する。該方法は、限定されないが、スピンコーティング（ここでは、ナノチューブ溶液が基板に配置され、そしてスピンし、当該溶液を均等に基板表面に亘って分配する。）、スプレーコーティング（ここでは、複数のナノチューブがエアロゾル溶液内に懸濁され、そして、基板に亘って分散される。）、及び、ディップコーティング（複数のナノチューブが溶液内に懸濁され、基板素子が溶液内に下がり、そして離脱する。）を含む。さらに、セン等による米国特許第７，３７５，３６９号（その内容を本文に援用する。）及びゲンシウ等による米国特許出願第１１／３０４，３１５号（その内容を本文に援用する。）は、スピンコーティング工程を介して基板素子に亘ってナノチューブファブリック層を形成するのに適したナノチューブ溶液を教示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、ナノチューブファブリック層及びフィルム内の密度、多孔率及び／又は間隙サイズを制御する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
特には、本発明は、複数の個々のナノチューブ要素を含むナノチューブファブリック層を提供し、ナノチューブファブリック層内の個々のナノチューブ要素間の開領域がナノチューブファブリック層内の間隙（ギャップ）を定めると共に、当該間隙が物理的体積において制限されることにより、しきい値よりも小さい。実施形態によっては、ナノチューブスイッチング装置がこのようなナノチューブファブリック層を含む。
【００２０】
また、本発明は、複数の個々のナノチューブ要素を含むナノチューブファブリック層を提供し、ナノチューブファブリック層内の個々のナノチューブ要素間の開領域がナノチューブファブリック層の多孔率を定めると共に、当該多孔率が選択されて、ナノチューブファブリック層内の均一な密度の個々のナノチューブ要素を提供する。実施形態によっては、ナノチューブファブリック層は高い多孔率を有している。実施形態によっては、ナノチューブファブリック層は低い多孔率を有している。実施形態によっては、ナノチューブスイッチング装置がこのようなナノチューブファブリック層を含む。
【００２１】
また、本発明は、ナノチューブ塗布溶液（ｎａｎｏｔｕｂｅ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を準備する方法を提供する。方法は、原ナノチューブ塗布溶液を形成することを第１に含み、この原ナノチューブ塗布溶液は、液状媒体に分散した、第１濃度レベルの第１の複数のナノチューブ要素と、第２濃度レベルの第２の複数のイオン粒子とを含む。当該方法は、ナノチューブ塗布溶液を使用して形成されるナノチューブファブリック層内に発現するラフト化（ｒａｆｔｉｎｇ）の度合いを制御するように、第１の複数のナノチューブ要素の第１濃度レベル及び第２の複数のイオン粒子の第２濃度レベルの少なくとも一方を調整するステップをさらに含む。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、第１の複数のナノチューブ要素がカーボンナノチューブである。
【００２３】
本発明の別実施形態によれば、第１の複数のナノチューブ要素が単層カーボンナノチューブである。
【００２４】
本発明の別実施形態によれば、第１の複数のナノチューブ要素が多層カーボンナノチューブである。
【００２５】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子が硝酸アンモニウム塩を含む。
【００２６】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子がギ酸アンモニウムを含む。
【００２７】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子が酢酸アンモニウムを含む。
【００２８】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子が炭酸アンモニウムを含む。
【００２９】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子が重炭酸アンモニウム、イオン性有機種及びイオン性ポリマーを含む。
【００３０】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子がイオン性有機種を含む。
【００３１】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子がイオン性ポリマーを含む。
【００３２】
本発明の別実施形態によれば、第２の複数のイオン粒子が無機塩を含む。
【００３３】
本発明の別実施形態によれば、液状媒体が水性溶液を含む。
【００３４】
本発明の別実施形態によれば、液状媒体が硝酸溶液を含む。
【００３５】
本発明の別実施形態によれば、液状媒体が硫酸溶液を含む。
【００３６】
本発明の別実施形態によれば、ナノチューブ塗布溶液中のナノチューブ要素の濃度レベルが増加して、この溶液で形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化を促進する。
【００３７】
本発明の別実施形態によれば、ナノチューブ塗布溶液中のナノチューブ要素の濃度レベルが減少して、この溶液で形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化を抑制する。
【００３８】
本発明の別実施形態によれば、ナノチューブ塗布溶液中のイオン粒子の濃度レベルが増加して、この溶液で形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化を抑制する。
【００３９】
本発明の別実施形態によれば、ナノチューブ塗布溶液中のイオン粒子の濃度レベルが減少して、この溶液で形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化を促進する。
【００４０】
本発明の他の特徴及び利点が、以下の図面に関連して提供される本発明の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、個々のナノチューブ要素が本質的にラフト化していないナノチューブファブリック層を示す。
【図２Ａ】図２Ａ〜Ｂは、個々のナノチューブ要素が本質的にラフト化していないナノチューブファブリック層の（異なる倍率の）ＳＥＭ画像である。
【図２Ｂ】図２Ａ〜Ｂは、個々のナノチューブ要素が本質的にラフト化していないナノチューブファブリック層の（異なる倍率の）ＳＥＭ画像である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に従って、個々のナノチューブ要素の実質的なラフト化を表すナノチューブファブリック層を示す。
【図４Ａ】図４Ａ〜Ｂは、本発明の一実施形態に従った、個々のナノチューブ要素の実質的なラフト化を表すナノチューブファブリック層の（異なる倍率の）ＳＥＭ画像である。
【図４Ｂ】図４Ａ〜Ｂは、本発明の一実施形態に従った、個々のナノチューブ要素の実質的なラフト化を表すナノチューブファブリック層の（異なる倍率の）ＳＥＭ画像である。
【図５】図５は、本発明に従って、高度にラフト化したナノチューブファブリック層を形成するように、ナノチューブ塗布溶液を準備する方法を示した工程概略図である。
【図６】図６は、本発明に従って、実質的にラフト化していないナノチューブファブリック層を形成するように、ナノチューブ塗布溶液を準備する方法を示した工程概略図である。
【図７】図７は、導電率読み取り値（μＳ／ｃｍ）対複数のナノチューブ塗布溶液で取得された硝酸アンモニウム塩のレベル（ｐｐｍ）をプロットしたグラフである。
【図８Ａ】図８Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１１．６％のラフト化を表している。
【図８Ｂ】図８Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１１．６％のラフト化を表している。
【図８Ｃ】図８Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１１．６％のラフト化を表している。
【図９Ａ】図９Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１８．９％のラフト化を表している。
【図９Ｂ】図９Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１８．９％のラフト化を表している。
【図９Ｃ】図９Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１８．９％のラフト化を表している。
【図１０Ａ】図１０Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約５．５％のラフト化を表している。
【図１０Ｂ】図１０Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約５．５％のラフト化を表している。
【図１０Ｃ】図１０Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約５．５％のラフト化を表している。
【図１１Ａ】図１１Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約３７．８％のラフト化を表している。
【図１１Ｂ】図１１Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約３７．８％のラフト化を表している。
【図１１Ｃ】図１１Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約３７．８％のラフト化を表している。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、実質的にラフト化していない状態を表している。
【図１２Ｂ】図１２Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、実質的にラフト化していない状態を表している。
【図１２Ｃ】図１２Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、実質的にラフト化していない状態を表している。
【図１３Ａ】図１３Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、実質的にラフト化していない状態を表している。
【図１３Ｂ】図１３Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、実質的にラフト化していない状態を表している。
【図１３Ｃ】図１３Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、実質的にラフト化していない状態を表している。
【図１４Ａ】図１４Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１３．１％のラフト化を表している。
【図１４Ｂ】図１４Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１３．１％のラフト化を表している。
【図１４Ｃ】図１４Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１３．１％のラフト化を表している。
【図１５Ａ】図１５Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１０．０％のラフト化を表している。
【図１５Ｂ】図１５Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１０．０％のラフト化を表している。
【図１５Ｃ】図１５Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約１０．０％のラフト化を表している。
【図１６Ａ】図１６Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約３５．０％のラフト化を表している。
【図１６Ｂ】図１６Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約３５．０％のラフト化を表している。
【図１６Ｃ】図１６Ａ〜Ｃは、本発明の方法に従って形成された例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像（拡大した複数の倍率）であって、約３５．０％のラフト化を表している。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明は、ナノチューブファブリック層及びフィルムの所定領域の複数のナノチューブ要素の数を増減する方法を教示する。このアプローチにより、選択的に高密度、低多孔率のナノチューブファブリックを制御して形成可能である。このように、例えば、本質的に、ファブリック内のナノチューブ間の全間隙又は全ポア（孔）が所定サイズしかないナノチューブファブリックを形成可能である。これは、均一なナノチューブの分散が必要である非常に小さい回路サイズの装置にとって特に有用である。例えば、高密度及び低多孔率のファブリックがパターニング及びエッチングされて、残りのナノチューブ製品（ｎａｎｏｔｕｂｅ  ａｒｔｉｃｌｅ）が、ファブリック内の大きいポアの結果としてのナノチューブの欠損部とは対照的にナノチューブを含むことが効果的に保証される。現在実施されているリソグラフィ技術とともに形状寸法が小さくなるにつれて、多孔率を最小化することはより重要になり、ファブリックがエッチングされるときに機能性回路素子の高い歩留まりを確保する。例えば、高密度、低多孔率ファブリックは、最新のリソグラフィ技術による小回路のサイズよりも小さい、ナノチューブが存在しない領域（すなわち、ポア）を有することができる（例えば、ポアが約１０ｎｍより小さい）。すなわち、密度又はポアサイズが制御されることにより、動作に必要な最小数のナノチューブ要素が最新のリソグラフィ技術の臨界的な形状寸法（２０ｎｍ以下）に利用可能であり、２０ｎｍより小さくすることができる。
【００４３】
逆に、必要に応じて、高多孔率、低密度ファブリックを形成することに本方法を使用することが可能である。例えば、ナノチューブが分散されてナノファブリックの光学透過性を増加させる、ナノチューブファブリックが望まれている。他の用途では、ナノチューブファブリックの複数の層から形成されたより厚いファブリックが望まれている場合、ナノチューブの濃度を制限することにより、コスト及びファブリックの電気抵抗を低減することに好適であろう。さらに、低密度及び高多孔率のために、ナノチューブをファブリックに亘って均一に分散することもまた重要である。
【００４４】
ファブリック多孔率及び密度は、限定されないが、ナノチューブファブリック内のラフト化（ｒａｆｔｉｎｇ）を制御する技術を含む種々の方法で制御可能である。これらファブリックは、ナノチューブスイッチング装置に使用可能である。
【００４５】
セン等による米国特許第７，３７５，３６９号及びゲンシウ等による米国特許出願第１１／３０４，３１５号（これら内容を本文に援用する。）に記載されているとおり、ナノチューブファブリック及びフィルムは、（例えば、限定されないが、複数の個々のナノチューブ要素が水溶液に懸濁された）ナノチューブ塗布溶液を基板素子に亘って適用することにより形成可能である。例えば、スピンコーティングプロセスを使用可能であり、基板素子に亘ってナノチューブ要素を均一に分布させ、実質的に均一なナノチューブ要素の層を作成する。他の場合では、他のプロセス（限定されないが、スプレーコーティングプロセス又はディップコーティングプロセス）を使用可能であり、基板素子に亘ってナノチューブ要素を適用及び分布させる。
【００４６】
本明細書の実施形態で使用及び参照されるナノチューブ要素は、単層（単一壁）ナノチューブ、多層ナノチューブ、これらの混合物であり、且つ、可変長とすることができることに留意すべきである。さらに、ナノチューブは、導電性、半導電性又はその組み合わせであってもよい。
【００４７】
多くの用途において、形成されたナノチューブファブリック層の多孔率を制御すること、つまり、ファブリック層内の個々のナノチューブ要素が一緒に近接して充填される度合い、或いは、まばらに分布される度合いを制御することが望まれている。一例では、高多孔率の均一なナノチューブファブリックが、約５０ｎｍの大きさのボイド（すなわちファブリック内の個々のナノチューブ要素間の間隙（ｇａｐ））を有し得る。別例では、低多孔率の均一なナノチューブファブリック層が、約１０ｎｍの大きさのボイドを有し得る。
【００４８】
用途によっては、ナノチューブファブリック層の多孔率又はファブリック内のナノチューブの密度を他の変数（限定されないが、例えば、ファブリック内の個々のナノチューブ要素の長さ、及び、ナノチューブファブリック層の厚み）とともに制御することによって、ナノチューブファブリック層のシート抵抗を制御可能である。ナノチューブファブリック層の多孔率を制御することにより、このようなファブリック層は、１ｋオーム／スクエアから約１Ｍオーム／スクエアのシート抵抗を有するように確実に構成可能である。
【００４９】
別の応用では、ナノチューブファブリック層の多孔率を制限することにより、ナノチューブスイッチング装置のアレイ（配列）の密度を増加可能である。バーティン等による米国特許出願第１１／２８０，７８６号（その内容を本文に援用する。）は、不揮発性の２つのターミナル（末端）ナノチューブスイッチング構造を教示する。このナノチューブスイッチング構造は、（少なくとも１つの実施形態において）２つの電気的に絶縁された電極素子間に配置されたナノチューブファブリック製品を有する。バーティンが教示するように、異なる電圧を上記電極素子に亘って配置することにより、ナノチューブファブリック製品の抵抗状態を、複数の不揮発状態の間で切り替え可能である。つまり、実施形態によっては、ナノチューブファブリック製品は、相対的に高い抵抗状態（結果として、本質的に２つの電極素子の間の開回路）と相対的に低い抵抗状態（結果として、本質的に２つの電極素子の間の短絡）との間で繰り返し切り替え可能である。
【００５０】
このようなナノチューブスイッチング装置のアレイの製造は、ナノチューブファブリック層のパターニングを含み、これら複数のナノチューブファブリック製品を実現する。ナノチューブファブリック層の多孔率（又は、より具体的には、ナノチューブファブリック層内のボイドのサイズ）は、これらナノチューブファブリック製品がパターニングされる形状寸法を制限し得る。例えば、個々のナノチューブスイッチング装置が約２０ｎｍ四方である（つまり、各装置内のナノチューブファブリック製品が本質的に２０ｎｍ×２０ｎｍである）ナノチューブスイッチング装置アレイを製造するために、ナノチューブファブリック層内のボイドが約１０ｎｍであるような、ナノチューブファブリックアレイの多孔率が必要である。このように、（例えば、アレイ内の個々のナノチューブスイッチング要素がほぼ２０ｎｍの形状でパターニングされた）高密度ナノチューブメモリアレイは、高い密度（つまり、約１０ｎｍ以下のボイドサイズを有する低多孔性）のナノチューブファブリック層を必要とする。
【００５１】
ナノチューブファブリック層の多孔率を制御する１つの方法は、ナノチューブファブリック層内のラフト化の度合い（つまり、その側壁に沿って１つに束ねられる傾向にあるファブリック層内のナノチューブ要素のパーセンテージ）を制御することである。ナノチューブファブリック層の形成中に所定のパラメータを制御することにより、高度にラフト化（ｒａｆｔｅｄ）された（結果として、例えば、約１０ｎｍのボイドを有する高密度）、適度にラフト化された（結果として、例えば、約２５ｎｍのボイドを有する少しばかりの密度）、或いは、実質的にラフト化されていない（結果として、例えば、約５０ｎｍのボイドを有する高多孔率）状態に、ナノチューブファブリック層を形成可能である。
【００５２】
図１は、実質的にラフト化されていないナノチューブファブリック層１００を示している。上述したとおり、このようなファブリック層内の個々のナノチューブ要素１１０は、一様な高多孔性ファブリックに形成され、個々のナノチューブ要素が実質的にランダムな配向に配置される。例えば、このようなファブリック層１００のボイドは、２５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲となり、これは単一ファブリック層内で約１０００ｋオーム／スクエア〜１Ｍオーム／スクエアのシート抵抗に対応する。図１に示されたナノチューブファブリック層１００上に複数のファブリック層を（例えば、マルチスピンコーティング工程を通して）適用することにより、実質的に同じ多孔率でより厚いファブリック層を形成してもよい。
【００５３】
図２Ａ及び２Ｂは、実質的にラフト化されておらず、図１で示したナノチューブファブリック層１００の類似の例示されたナノチューブファブリック層（それぞれ２０１及び２０２）を示すＳＥＭ画像である。図２Ａが１０，０００ｘ倍率でのナノチューブファブリック層２０１を示し、図２Ｂが７５，０００ｘ倍率でのナノチューブファブリック層２０２を示す。両方の画像では、ランダム配向（本質的なラフト化の完全な欠落）が、例示のナノチューブファブリック層において明らかとなっている。
【００５４】
図３は、ナノチューブファブリック層３００を示し、当該ナノチューブファブリック層３００は、多くの束ねられていないナノチューブ要素３１０と同様に、適切な数のラフト化されたナノチューブ束（ｂｕｎｄｌｅ）３２０を含んでいる。このようなファブリック層では、ラフト化された束３２０内の個々のナノチューブ要素が、ナノチューブファブリック層３００の該領域内の多孔率を最少化するように、一緒に密に充填される。このように、ナノチューブファブリック層３００は、図１に示されたファブリック層１００と比較して明らかに高密度である。例えば、このようなファブリック層３００内のボイドは、１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲となり、これは単一ファブリック層内で約１０ｋオーム／スクエア〜１００ｋオーム／スクエアのシート抵抗に対応する。図３に示されたナノチューブファブリック層３００上に複数のファブリック層を（例えば、マルチスピンコーティング工程を通して）適用することにより、実質的に同じ多孔率でより厚いファブリック層を形成してもよい。
【００５５】
図４Ａ及び４Ｂは、適度の量のラフト化を表し、図３で示したナノチューブファブリック層３００の類似の例示されたナノチューブファブリック層（それぞれ４０１及び４０２）を示すＳＥＭ画像である。図４Ａが１０，０００ｘ倍率でのナノチューブファブリック層４０１を示し、図４Ｂが７５，０００ｘ倍率でのナノチューブファブリック層４０２を示す。両方の画像では、ランダム配向のラフト化されたナノチューブ要素の束（それぞれ４１０、４２０）が、例示のナノチューブファブリック層において明らかとなっている。
【００５６】
ある場合には、ナノチューブファブリック層の形成中に、ファンデルワールス相互作用（個々のナノチューブ要素間の原子間力）、又は、Π−Π相互作用（ナノチューブ構造に沿ったΠ軌道の自由電子の存在によるスタッキング効果）によって、ナノチューブ要素の群がそれらの側壁に沿って１つに束となるので、個々のナノチューブ要素のラフト化が起こり得る。塗布溶液（つまり、液状媒体内の個々のナノチューブ要素の分散）では、溶液内の所定のイオン種の存在により、ファンデルワールス及びΠ―Π相互作用を促進又は抑制可能である。このようなイオン種は、限定されないが、アンモニウム塩、硝酸塩、硝酸アンモニウム塩、ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、イオン性有機種、イオン性ポリマー、及び、無機塩を含む。このようなイオン種の塗布溶液内の高い濃度（例えば、水性ナノチューブ塗布溶液中の約２０ｐｐｍ以上の硝酸アンモニウム塩）は、それらの相互作用を妨げる傾向にあり、そのため、この塗布溶液で形成されるナノチューブファブリック層内のラフト化の度合いを減少させる。反対に、このようなイオン種の塗布溶液内の低い濃度（例えば、水性ナノチューブ塗布溶液中の約１０ｐｐｍ以下の硝酸アンモニウム塩）は、複数のこれらラフト化した束をナノチューブファブリック層内に形成することを可能とする。
【００５７】
複数のナノチューブ要素がそれらの側壁に沿って１つに束となり、秩序的にラフト（いかだ）のような構造を実現する、このラフト化効果は、ゲンシウ等による米国特許出願第１１／３０４，３１５号（その内容を本文に援用する。）内で記述された所謂クランピング欠損（ｃｌｕｍｐｉｎｇ  ｄｅｆｅｃｔ）とは異なる。ゲンシウによって記述されたクランピング欠損は、溶液中の個々のナノチューブ要素の沈殿又は凝集の結果であり、溶液中で個々のナノチューブ要素が互いの周りに捩れてクランプ（塊）状構造に束となることにより特徴付けられる。このような望ましくないクランピング欠損は、非均一且つ非平面のナノチューブファブリック層を生成する。反対に、本発明に記述されたとおり、ほとんどの場合において、ラフト化されたナノチューブファブリックは、実質的に均一な状態のまま残り、すなわち、ナノチューブファブリック層の密度を制御するように採用可能である。さらに、ここで説明したラフトは、本質的に２次元のナノチューブ構造であり、すなわち、ラフトの高さは一般的に１つのナノチューブの厚みである。ゲンシウに参照されたクランピング欠損は、一般的に、３次元のナノチューブ塊体を生成する。
【００５８】
また、塗布溶液でナノチューブ要素の濃度を制御することにより、つまり、塗布溶液中に存在する単位体積当たりの個々のナノチューブ要素の数を制御することにより、ラフト化を促進（又は抑制）可能である。高濃度の塗布溶液（例えば、約３５の光学密度（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する塗布溶液）内の近接配置されたナノチューブ要素間のファンデルワールス相互作用は、このような溶液で形成されたナノチューブファブリック層内のラフト化の発生を増加させる傾向にあり得る。反対に、比較的低濃度（例えば、約１０の光学密度を有する塗布溶液）のナノチューブ要素は、これらファンデルワールス相互作用の状況を明らかに減少させ、結果としてラフト化を低減する。光学密度（本技術分野の当業者にとってよく知られている分光学技術）が塗布溶液中のナノチューブ要素の密度を特徴付けるのに典型的に使用されることに留意すべきである。該技術は、ナノチューブ塗布溶液により吸収された光量、つまり、本質的には、このような溶液内の個々のナノチューブ要素によって吸収された光量を測定することに依り、溶液内に分散したナノチューブ要素の濃度を決定する。例えば、光学密度３０の溶液は、溶液中のナノチューブ要素の約０．１％の重量濃度に対応している。
【００５９】
ナノチューブファブリック層内のラフト化の度合いを制御するための２つのパラメータ（塗布溶液中のイオン種濃度及び塗布溶液中のナノチューブ濃度）の使用について、図７Ａ〜７Ｃ、８Ａ〜８Ｃ、９Ａ〜９Ｃ、１０Ａ〜１０Ｃ及び１１Ａ〜１１Ｃに示された例示のナノチューブファブリック層において図示し、詳細に説明する。
【００６０】
さらに、所定の応用において、ナノチューブ塗布溶液の他のパラメータが、該溶液で形成されるナノチューブファブリック層がラフト化する度合いに貢献し得る。このようなパラメータは、限定されないが、他の炭素同素体（例えば、アモルファスカーボン）の存在、ウエハ又は他の基板表面にそれが適用されるときの塗布溶液の温度、使用される液状媒体の化学組成、ウエハ又は他の基板の表面に塗布溶液を堆積するために使用される方法、及び、溶液の酸性度を含む。
【００６１】
図５は、ラフト化されたナノチューブファブリック層を形成するのに非常に適した本発明の開示の方法に従った、例示の塗布溶液の準備工程を示している。
【００６２】
図５に示された塗布溶液の準備工程の最初の段階で、複数の個々のナノチューブ要素５０５が、液状媒体５１０（例えば、限定されないが、水性溶液、硫酸溶液又は硝酸溶液）内に分散されて、原ナノチューブ塗布溶液５１５を形成する。原ナノチューブ塗布溶液５１５は、複数の個々のナノチューブ要素５６０、複数の不純物５６５（例えば、限定されないが、残留金属触媒粒子、アモルファスカーボン粒子、及び他の炭素質不純物）、及び、所定濃度のイオン粒子５７０（例えば、限定されないが、アンモニウム塩、硝酸塩、硝酸アンモニウム塩、ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、イオン性有機種、イオン性ポリマー、及び、無機塩）を含む。そして、原ナノチューブ塗布溶液５１５は、フィルタ／浄化工程５２０を通過し、かなりの割合の不純物５６５を除去して、浄化ナノチューブ塗布溶液５２５を実現する。また、図５の浄化ナノチューブ塗布溶液５２５に図示されているように、典型的なフィルタ／浄化工程５２０は、原ナノチューブ塗布溶液５１５内のある割合のイオン粒子５７０をも除去可能である。
【００６３】
典型的な浄化ナノチューブ塗布溶液５２５は、１×１０１８原子／ｃｍ３よりも少ない不純物５６５を含むことができ、約５００ｎｍよりも大きい径を有する粒子の不純物５６５が実質的に存在しない。また、これは、１００ｍｇ／ｌのナノチューブ濃度（メモリ及び論理用途に適当なナノチューブ濃度）を含むことができる。この典型的な浄化ナノチューブ塗布溶液５２５は、約１５ｐｐｍの濃度で硝酸アンモニウム塩のイオン種をも含むことができる。
【００６４】
ナノチューブ塗布溶液の形成及び浄化（上述）は、ゲンシウ等による米国特許出願第１１／３０４，３１５号と同様にセン等による米国特許第７，３７５，３６９号において教示されている。両方の文献中に、複数のフィルタ／浄化工程が詳細化され、これはクロスフロー濾過、硝酸処理、塩酸処理及び高速遠心分離を含んでいる。
【００６５】
図５に詳細化された例示の工程内で、浄化ナノチューブ塗布溶液５２５が、イオン粒子濃度レベル調整工程５３０を次に通過し、さらに浄化塗布溶液５３０中のイオン粒子５７０の濃度をさらに減少させ、その結果、中間塗布溶液５３５を生成する。例示の硝酸アンモニウム塩のイオン種にとって、この中間塗布溶液５３５は、１０ｐｐｍよりも小さいイオン粒子濃度レベルを有することが可能である。このイオン粒子濃度レベル調整工程５３０は、さらなるフィルタ工程（例えば、限定されないが、クロスフロー濾過工程、超音波濾過工程及び遠心分離濾過工程）を通して実施可能である。
【００６６】
次の工程ステップでは、中間塗布溶液５３５が、ナノチューブ濃度調整工程５４０を通過して、中間塗布溶液５３５中のナノチューブ要素の濃度を増加させて、結果として、ラフト化したナノチューブファブリック層を形成するのに良好に適した最終塗布溶液５４５を生成する。例えば、ナノチューブ塗布溶液は、最終塗布溶液５４５工程が約３５の光学密度を有しているように調整され得る。典型的にこのようなナノチューブ濃度調整工程５４０は、この点で限定されないが本発明の開示の方法を通して、溶液から所定容量の液状媒体５１０を除去することにより実施される。
【００６７】
図５の詳細な例示の工程では、スピンコーティング工程５５０が、シリコンウエハ上に最終ナノチューブ塗布溶液５４５を適用するのに使用されて、複数のラフト化したナノチューブ要素５７５の束がファブリック層に亘って分配された、ラフト化ナノチューブファブリック層５５５を実現する。
【００６８】
このように、（好適にはセン及びゲンシウにより教示された方法に従って準備された）浄化ナノチューブ塗布溶液５２５が、一の操作において元の浄化溶液中のイオン粒子濃度を減少させることにより、且つ、第２操作において溶液中のナノチューブ要素濃度を増加させることにより、ラフト化したナノチューブファブリック層を形成するのに良好に適した塗布溶液５４５になる。
【００６９】
本発明の開示の方法を説明するために、図５に詳述した例示の工程が特定のナノチューブ塗布溶液工程を説明したが、本発明の開示がこの特定の実施例に限定されないことに留意すべきである。例えば、ある応用では、イオン粒子濃度レベル調整工程５３０及びナノチューブ濃度調整工程５４０の順序を逆にすることもできる。（つまり、最初にナノチューブ濃度が増加した塗布溶液、次に、イオン粒子濃度が減少した塗布溶液）。さらに、ある応用では、イオン粒子濃度レベル調整工程５３０を完全に除去可能であり、ナノチューブ濃度調整工程５４０を単独で用いることにより、十分に、浄化ナノチューブ塗布溶液５２５を、ラフト化ナノチューブファブリック層を形成するのに適した溶液にすることができる。さらに他の応用において、ナノチューブ濃度調整工程５４０を完全に除去可能であり、イオン粒子濃度レベル調整工程を単独で用いることにより、十分に、浄化ナノチューブ塗布溶液５２５を、ラフト化ナノチューブファブリック層を形成するのに適した溶液にすることができる。
【００７０】
図６は、本発明の方法に従った、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しないナノチューブファブリック層を形成するのに適した例示の塗布溶液の準備工程を示している。
【００７１】
図６に説明した塗布溶液の準備工程の最初に、複数の個々のナノチューブ要素６０５が液状媒体６１０（例えば、限定されないが、水性溶液、硫酸溶液又は硝酸溶液）内に分散されて、原ナノチューブ塗布溶液６１５を形成する。原ナノチューブ塗布溶液６１５は、複数の個々のナノチューブ要素６６０を含み、複数の不純物６６５（限定されないが、残留金属触媒粒子、アモルファスカーボン粒子、他の炭素質不純物）、及び、所定濃度のイオン粒子６７０（例えば、限定されないが、アンモニウム塩、硝酸塩、硝酸アンモニウム塩、ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、イオン性有機種、イオン性ポリマー、及び、無機塩）を含む。そして、原ナノチューブ塗布溶液６１５は、フィルタ／浄化工程６２０を通過し、かなりの割合の不純物６６５を除去して、浄化ナノチューブ塗布溶液６２５を実現する。また、図６の浄化ナノチューブ塗布溶液６２５に図示されているように、典型的なフィルタ／浄化工程６２０は、原ナノチューブ塗布溶液６１５内のある割合のイオン粒子６７０をも除去可能である。
【００７２】
典型的な浄化ナノチューブ塗布溶液６２５は、１×１０１８原子／ｃｍ３よりも少ない不純物６６５を含むことができ、約５００ｎｍよりも大きい径を有する粒子の不純物６６５が実質的に存在しない。また、これは、１００ｍｇ／ｌのナノチューブ濃度（メモリ及び論理用途に適当なナノチューブ濃度）を含むことができる。この典型的な浄化ナノチューブ塗布溶液６２５は、約１５ｐｐｍの濃度で硝酸アンモニウム塩のイオン種をも含むことができる。
【００７３】
ナノチューブ塗布溶液の形成及び浄化（上述）は、ゲンシウ等による米国特許出願第１１／３０４，３１５号と同様にセン等による米国特許第７，３７５，３６９号において教示されている。両方の文献中に、複数のフィルタ／浄化工程が詳細化され、これはクロスフロー濾過、硝酸処理、塩酸処理及び高速遠心分離を含んでいる。
【００７４】
図６に詳細化された例示の工程内で、浄化ナノチューブ塗布溶液６２５が、イオン粒子濃度レベル調整工程６３０を次に通過し、さらに浄化塗布溶液６２５中のイオン粒子６７０の濃度をさらに減少させ、その結果、中間塗布溶液６３５を生成する。例示の硝酸アンモニウム塩のイオン種にとって、この中間塗布溶液６３５は、３０ｐｐｍよりも大きいイオン粒子濃度レベルを有することが可能である。このイオン粒子濃度レベル調整工程６３０は、追加量のイオン粒子６７０を浄化塗布溶液６２５に導入することを通して実施可能である。
【００７５】
次の工程ステップでは、中間塗布溶液６３５が、ナノチューブ濃度調整工程６４０を通過して、中間塗布溶液６３５中のナノチューブ要素の濃度を減少させて、結果として、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しないナノチューブファブリック層を形成するのによく適した最終塗布溶液６４５を生成する。例えば、ナノチューブ塗布溶液は、最終塗布溶液６４５工程が約１０の光学密度を有しているように調整され得る。典型的には、このようなナノチューブ濃度調整工程６４０は、この点で限定されないが本発明の開示の方法を通して、溶液に所定容量の液状媒体６１０を追加することにより実施される。
【００７６】
図６の詳細な例示の工程では、スピンコーティング工程６５０が、シリコンウエハ上に最終ナノチューブ塗布溶液６４５を適用するのに使用されて、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しないナノチューブファブリック層６５５を実現する。
【００７７】
このように、（好適にはセン及びゲンシウにより教示された方法に従って準備された）浄化ナノチューブ塗布溶液６２５が、一の操作において元の浄化溶液中のイオン粒子濃度を増加させることにより、且つ、第２操作において溶液中のナノチューブ要素濃度を減少させることにより、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しないナノチューブファブリック層を形成するのによく適した塗布溶液６４５になる。
【００７８】
本発明の開示の方法を説明するために、図６に詳述した例示の工程が特定のナノチューブ塗布溶液工程を説明したが、本発明の開示がこの特定に実施例に限定されないことに留意すべきである。実際、ある応用では、イオン粒子濃度レベル調整工程６３０及びナノチューブ濃度調整工程６４０の順序を逆にすることもできる。（つまり、最初にナノチューブ濃度が減少した塗布溶液、次に、イオン粒子濃度が増加した塗布溶液）。さらに、ある応用では、イオン粒子濃度レベル調整工程６３０を完全に除去可能であり、ナノチューブ濃度調整工程６４０を単独で用いることにより、十分に、浄化ナノチューブ塗布溶液６２５を、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しないナノチューブファブリック層を形成するのに適した溶液にすることができる。さらに他の応用において、ナノチューブ濃度調整工程６４０を完全に除去可能であり、イオン粒子濃度レベル調整工程を単独で用いることにより、十分に、浄化ナノチューブ塗布溶液６２５を、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しないナノチューブファブリック層を形成するのに適した溶液にすることができる。
【００７９】
以下の実施例は、本発明の開示の方法に従って、（ラフト化の度合いを変化させた状態の）複数のナノチューブファブリック層の形成を説明する。各実施例では、浄化ナノチューブ塗布溶液は、米国特許出願第１１／３０４，３１５号にゲンシウによって教示された方法（図５及び図６参照）を通して最初に実現される。そして、この浄化ナノチューブ塗布溶液は、各実施例で特定されるように調整されて、特定のナノチューブ濃度及びイオン粒子濃度レベルを実現する。各例では、調整されるイオン種は硝酸アンモニウム塩である。そして、生成した溶液が４インチＳｉ／ＳｉＯ２ウエハ上にスピンコーティング操作を介して堆積される。全ての例では、ナノチューブ濃度が、光学密度（本技術分野の当業者にとってよく知られている分光学技術）によって測定され、硝酸アンモニウム塩濃度が溶液に対する１００万分の１単位（ｐｐｍ）で測定される。
【００８０】
以下の実施例は、硝酸アンモニウム塩（各実施例で使用される例示のイオン種）のレベルをｐｐｍで特定するが、用途によっては、イオン種濃度レベルをトラッキングする別の方法がさらに便利であることが実証されるであろう。図７は、各塗布溶液における硝酸アンモニウム塩の濃度レベル（ｐｐｍ）に対して複数のナノチューブ塗布溶液の導電率（μＳ／ｃｍ）をプロットしたグラフである。図７で観測されたとおり、これら塗布溶液の導電率は、それぞれに分散した硝酸アンモニウム塩の濃度を追尾する傾向にある。例えば、以下の実施例に使用される塗布溶液では、約７００μＳ／ｃｍ以上の導電率の読み取り値は、塗布溶液がラフト化を促進し易いことを指し示す。反対に、約５００μＳ／ｃｍ以下の導電率の読み取り値は、塗布溶液がラフト化を抑制し易いことを指し示す。このように、本発明の開示の方法の応用において、該塗布溶液中の特定のイオン種の濃度レベルの替わりに、ナノチューブ塗布溶液の導電率を追跡及び調整することは便利である。
【００８１】
全ての例では、スピンコーティング操作は以下の通りである。生ウエハが、５分間、３００℃、ホットプレート上で予備焼成される。約３ｍｌの調整した溶液が、ウエハ上にプラスチックピペットを介して散布され、ウエハが６０ｒｐｍで回転される。３０秒後、スピン速度が２秒間、５００ｒｐｍに増加し、そして、続く１８０秒間、５０ｒｐｍに減少し、最後に、２０秒間、２０００ｒｐｍに増加する。そして、（塗布溶液で現在コーティングされた）ウエハは、２分間、３００℃ホットプレートに配置される。冷却サイクルの後、全工程が再度、２回繰り返されて、ウエハ上に塗布溶液の３つのコーティングが適用される。
【００８２】
以下の実施例に使用される塗布溶液にとって、概して、１０ｐｐｍ以下の硝酸アンモニウム塩の濃度レベルが、高度にラフト化したファブリックを生成する傾向にあることが分かった。さらに、概して、２０ｐｐｍ以上の硝酸アンモニウム塩の濃度レベルが、より低いラフト化発生率のファブリックを生成する傾向にあることが分かった。これらの範囲の硝酸アンモニウム塩の濃度レベルを有する塗布溶液は、適度にラフト化したファブリック層を生成することが分かった。
【００８３】
さらに、以下の実施例に使用された塗布溶液にとって、概して、約１０以下の光学密度が、低いラフト化発生率のファブリックを生成する傾向にあることが分かった。さらに、概して、３０以上の光学密度が、非常に高いラフト化発生率のファブリックを生成する傾向にあることが分かった。これらの範囲の光学密度を有する塗布溶液は、適度にラフト化したファブリック層を生成することが分かった。
【００８４】
実施例１
【００８５】
図８Ａ〜８Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ８０１、８０２及び８０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図８Ａ〜８Ｃのナノチューブファブリック層は、１９．１１の光学密度、及び、１６ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、適度な量のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（８０１、８０２、８０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約１１．６％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図８Ａ（８１０）、図８Ｂ（８２０）及び図８Ｃ（８３０）において実証された。
【００８６】
実施例２
【００８７】
図９Ａ〜９Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ９０１、９０２及び９０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図９Ａ〜９Ｃのナノチューブファブリック層は、３４．３５の光学密度、及び、１２ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、高度のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（９０１、９０２、９０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約１８．９％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図９Ａ（９１０）、図９Ｂ（９２０）及び図９Ｃ（９３０）において実証された。
【００８８】
実施例３
【００８９】
図１０Ａ〜１０Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１００１、１００２及び１００３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１０Ａ〜１０Ｃのナノチューブファブリック層は、１０．０２の光学密度、及び、１１ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、低度のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（１００１、１００２、１００３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約５．５％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図１０Ａ（１０１０）、図１０Ｂ（１０２０）及び図１０Ｃ（１０３０）において実証された。
【００９０】
実施例４
【００９１】
図１１Ａ〜１１Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１１０１、１１０２及び１１０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１１Ａ〜１１Ｃのナノチューブファブリック層は、１９．６９の光学密度、及び、１．５ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、高度のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（１１０１、１１０２、１１０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約３７．８％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図１１Ａ（１１１０）、図１１Ｂ（１１２０）及び図１１Ｃ（１１３０）において実証された。
【００９２】
実施例５
【００９３】
図１２Ａ〜１２Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１２０１、１２０２及び１２０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１２Ａ〜１２Ｃのナノチューブファブリック層は、１９．７１の光学密度、及び、２５ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、ラフト化をナノチューブファブリック層内に生成しない（１２０１、１２０２、１２０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、ナノチューブファブリック層には、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しない。
【００９４】
実施例６
【００９５】
図１３Ａ〜１３Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１３０１、１３０２及び１３０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１３Ａ〜１３Ｃのナノチューブファブリック層は、１０．０２の光学密度、及び、２７ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、ラフト化をナノチューブファブリック層内に生成しない（１３０１、１３０２、１３０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、ナノチューブファブリック層には、ラフト化したナノチューブ要素の束が実質的に存在しない。
【００９６】
実施例７
【００９７】
図１４Ａ〜１４Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１４０１、１４０２及び１４０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１４Ａ〜１４Ｃのナノチューブファブリック層は、９．４の光学密度、及び、２．５ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、適度のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（１４０１、１４０２、１４０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約１３．１％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図１４Ａ（１４１０）、図１４Ｂ（１４２０）及び図１４Ｃ（１４３０）において実証された。
【００９８】
実施例８
【００９９】
図１５Ａ〜１５Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１５０１、１５０２及び１５０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１５Ａ〜１５Ｃのナノチューブファブリック層は、３３．９の光学密度、及び、３３ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、適度のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（１５０１、１５０２、１５０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約１０．０％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図１５Ａ（１５１０）、図１５Ｂ（１５２０）及び図１５Ｃ（１５３０）において実証された。
【０１００】
実施例９
【０１０１】
図１６Ａ〜１６Ｃは、本発明の開示の方法に従って準備された、異なる倍率（それぞれ１６０１、１６０２及び１６０３）における例示のナノチューブファブリック層のＳＥＭ画像である。図１６Ａ〜１６Ｃのナノチューブファブリック層は、３３．９の光学密度、及び、７．５ｐｐｍの硝酸アンモニウム塩濃度を有する塗布溶液から形成された。これらパラメータは、高度のラフト化をナノチューブファブリック層内に生成する（１６０１、１６０２、１６０３）。ナノチューブファブリック層全体の解析によれば、約３５．０％のファブリック（領域別）が、ラフト化したナノチューブ要素の束からなる。これらラフト化したナノチューブ要素の束が、図１６Ａ（１６１０）、図１６Ｂ（１６２０）及び図１６Ｃ（１６３０）において実証された。
【０１０２】
ナノチューブファブリックの多孔率及び／又は密度を制御する複数の技術をここに説明した。また、当該技術は、ファブリック内のナノチューブの配置を制御すること、ナノチューブファブリック内の間隙の配置を制御すること、及び、ファブリック内のナノチューブの濃度を制御することにも言及され得る。例えば、これら技術は、低多孔性、高密度のファブリックを提供可能である。さらに、当該技術は、ナノチューブファブリック内のナノチューブの間隙を制御することとして説明可能である。すなわち、現在のリトグラフィの制限（例えば、約２０ｎｍ）以下の大きさの装置を作成するための技術が開示された。低多孔率及び高密度のファブリックは、例えば、ナノチューブフィルムの間隙を追加のナノチューブ要素で充填することによっても作成可能である。別の実施形態では、高密度のファブリックは、ファブリックに物理的な力を適用することによって作成可能である。さらに、ファブリックの密度又は多孔率は、必要であれば、低密度及び高多孔率のナノチューブファブリックを作成するように制御可能である。
【０１０３】
さらに、本開示の方法は、ナノチューブファブリックを使用して、ファブリック内の個々のナノチューブ要素の濃度及びファブリック内の間隙の体積が、所定の許容内で適合することが求められている任意の用途に利用可能である。
【０１０４】
本発明は特定の実施形態に関して説明されたが、多くの他の変形及び改変並びに他の使用が当業者にとって明らかである。したがって、本発明はここにおける特定の開示によって限定されることはない。
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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