(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、
（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードに、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームを照射することにより、
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、それ以上でカーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲へと選択的に加熱することを含み、
前記第１の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する、方法。
【請求項２】
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードは、それ以上でカーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲へと加熱されない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードは、少なくとも摂氏５０度だけ、前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度を増加させるように選択的に加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、前記方法によって形成された前記カーボンナノチューブの質量の少なくとも９０％を占める、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、前記方法によって形成された前記カーボンナノチューブの質量の少なくとも９５％を占める、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、
（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードに、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームを照射することにより、
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することと、
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することと、
前記複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブと前記複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに、第３の波長を有する第３のレーザービーム及び前記第３の波長とは異なる第４の波長を有する第４のレーザービームを照射することにより、
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度以上へと選択的に加熱することを含み、
前記第１の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応し、
前記第３の波長は前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第４の波長は前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する、方法。
【請求項９】
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブから、及び／又は欠陥が形成され、劣化し、及び／又は分解された前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上から、前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、
（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードに、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームを照射することにより、
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度より高い温度に選択的に加熱することと、
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、それ以上で非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上で非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上で非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブが欠陥を形成し又は非（ｎ、ｍ）ナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲内で成長させることを含み、
前記第１の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応し、
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードは、前記それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度より高い温度へと加熱されない、方法。
【請求項１１】
カーボンナノチューブの集団を精製する方法であって、
半導体性（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブの集団に、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームを照射することにより、
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度以上へと選択的に加熱することと、
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブをそれ以上でカーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲で成長させることを含み、
前記カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブシードから成長されたものであり、
前記第１の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応し、
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度以上へと加熱されないが、代わりにそれ以上でカーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲に収まる、方法。
【請求項１２】
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、少なくとも摂氏５０度だけ、前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度を増加させるように選択的に加熱される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも６０％が、劣化され又は分解される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも７５％が、劣化され又は分解される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブから、及び／又は欠陥が形成され、劣化し、及び／又は分解された前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上から、前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記フォトルミネッセンス発光周波数が、フォトルミネッセンス発光ピークを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択的に加熱することの後に、前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブから、残余（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
カーボンナノチューブの集団を精製する方法であって、
半導体性の第１の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ、第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブの集団に、第１の波長を有する第１のレーザービーム、第２の波長を有する第２のレーザービーム、第３の波長を有する第３のレーザービーム、及び第４の波長を有する第４のレーザービームを照射することにより、
前記第１の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブが欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度へと選択的に加熱することと、
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブをそれ以上でカーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲で成長させることを含み、
前記カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブシードから成長されたものであり、
前記第１の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブと前記第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、異なる（ｎ、ｍ）値のセットを有し、
前記第１の波長は前記第１の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第２の波長は前記第１の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応し、
前記第２の波長は、前記第１の波長と異なり、
前記第３の波長は前記第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、
前記第４の波長は前記第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応し、
前記第４の波長は、前記第３の波長と異なり、
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度以上へと加熱されないが、代わりにそれ以上でカーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度以上、かつそれ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度未満の範囲に収まる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、カーボンナノチューブを製造し及び／又は精製する方法に関し、特に、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティー（ｃｈｉｒａｌｉｔｙ）を有するカーボンナノチューブ内で濃縮され及び／又は消尽されたナノチューブの連続体又は集団（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）を提供するための、フォトルミネッセンス（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）などの半導体性単層カーボンナノチューブの選択的な成長及び／又は劣化に関する。
【背景技術】
【０００２】
単層カーボンナノチューブの特性は、その幾何学的構造に強く依存する。この構造は、しばしば、カイラル指数（ｎ、ｍ）の特定及び列挙によって特徴付けられる。整数ｎ及びｍは、グラフェンのハニカム結晶格子内の２つの方向に沿った単位ベクトルの数を意味する。これらの指数は、ナノチューブが金属（ｎ＝ｍ）、半金属（ｎ‐ｍが３の倍数）、又は半導体性（ｎ‐ｍの他の値）であるか否かなどの、ナノチューブの重要なパラメータを決定するために使用され得る。ｍ＝０の値を有するナノチューブは、概して、ジグザグナノチューブと呼ばれ、ｎ＝ｍの値を有するナノチューブは、概して、アームチェアナノチューブと呼ばれる。ジグザグ及びアームチェアナノチューブとは異なるｎ及び／又はｍの値を有するナノチューブは、概して、キラルナノチューブと呼ばれている。
【０００３】
単層カーボンナノチューブを製造するために、様々な成長技術が開発されてきた。各々の技術は、概して、（ｎ、ｍ）指数の分布を有するナノチューブの集団を生み出す。多くのこれらの技術が、１以上の予め選択されたキラリティー内で濃縮されたＳＷＣＮＴの連続体を提供することに集中してきた一方で、ほとんど又は全ての先行する方法が多くの欠陥を有する。例えば、連続体内のキラリティーの分布は、しばしば、成長条件に依存し、したがって、同じ方法の範囲内であってさえも大きな変化を示し得る。更に、ある先行する方法は、連続体内で望ましいキラリティーの高い比率を提供することができなかった。これらの欠陥を克服するために、成長後のステップで１つのキラリティー又は別の１つのキラリティーを有するＳＷＣＮＴを除去することによって、ＳＷＣＮＴのサンプルを精製する多くの技術が考案されてきた。残念なことに、そのようなアプローチは、概して、処理時間を増大させ、処理費用を増加し、及び／又は精製されていない連続体のサイズと比較して望ましいキラリティーのナノチューブの相対的に低い収率をもたらす。更に、そのような精製技術は、わずか１つ又は２つの望ましいキラリティー内で濃縮された連続体などの、少ない数の望ましいキラリティー内で濃縮された連続体を提供することができない。したがって、半導体性単層カーボンナノチューブを製造し及び／又は精製するための改良された方法が必要である。
【発明の概要】
【０００４】
フォトルミネッセンスカーボンナノチューブなどの半導体性単層カーボンナノチューブの連続体又は集団を製造し及び／又は精製する方法が、本明細書で説明される。本明細書で説明される方法は、半導体性単層カーボンナノチューブ又はナノチューブシードを、選択的に、加熱し、成長させ、及び／又は劣化させ若しくは分解させるために使用され得ることが、理解されるべきである。例えば、本明細書中で以下に更に説明されるある実施態様では、本明細書で説明される方法が、所定の又は予め選択されたものとは異なるキラリティーを有するナノチューブシードと同様に、所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードを提供することを含む。ある場合では、そのような複数の半導体性ナノチューブシードが、選択されたナノチューブシード及び／又はそのようなナノチューブシードから形成され得る任意のナノチューブの、選択的な加熱、成長、及び／又は劣化をもたらすために、予め選択された又は所定の波長を有する複数のレーザービームで発光され得る。ある例では、レーザービームが、同時に又は実質的に同時に、ナノチューブ及び／又はナノチューブシードに向けられ得る。更に、ある場合では、複数のナノチューブシードの発光が、選択的に、望ましいキラリティーを有するナノチューブシードを、カーボンナノチューブ成長様式へと加熱し得る。そのような選択的な加熱は、予め選択された又は所定のものとは異なるキラリティーを有するカーボンナノチューブシードが、カーボンナノチューブ成長様式へと加熱されない、それ故、成長しない、又は所定の若しくは予め選択されたキラリティーを有するナノチューブに対して低減された速度で成長するようなやり方で実行され得る。このやり方では、本明細書で説明される方法が、単数の予め選択されたキラリティー又は複数の予め選択されたキラリティーを有するナノチューブの集団を成長させるために使用され得る。代替的に、他の実施態様では、選択的な加熱が、所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブシードが、カーボンナノチューブ成長様式から出て、成長しない様式へと加熱されるようなやり方で実行され得、一方、所定の又は予め選択されたキラリティーとは異なるキラリティーを有する残りのナノチューブシードは、カーボンナノチューブの成長様式内に残る。このやり方では、本明細書で説明される方法が、単数の予め選択されたキラリティー又は複数の予め選択されたキラリティー内で消尽され又は実質的に消尽された、ナノチューブの集団を成長させるために使用され得る。
【０００５】
更に、ある場合では、以前に成長したカーボンナノチューブの集団が、１以上の予め選択された又は所定のキラリティーを有するナノチューブから、選択的に消尽され得る。例えば、ある実施態様では、カーボンナノチューブの集団が、予め選択された又は所定のキラリティーのナノチューブの選択的な加熱及び／又は劣化をもたらすために、予め選択された又は所定の波長を有する複数のレーザービームで発光され得る。したがって、ある場合では、本明細書で説明される方法が、単一の所定の若しくは予め選択されたキラリティーのナノチューブ又は複数の所定の若しくは予め選択されたキラリティーを有するナノチューブを選択的に劣化させることによって、半導体性単層カーボンナノチューブの集団を精製するために使用され得る。
【０００６】
ある例では、半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードを形成すること、並びに第１の波長を有する第１のレーザービーム及び第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで複数のナノチューブシードを発光させることを含む。ある実施態様では、第１の波長が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応する。更に、ある場合では、第２の波長が、ピーク放射周波数などの（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対応する。
【０００７】
更に、本明細書で説明される方法は、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを選択的に加熱することを更に含み得る。ある実施態様では、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードが、非成長又は成長しない様式からカーボンナノチューブ成長様式へと選択的に加熱される。特定の例では、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを選択的に加熱することが、少なくとも摂氏５０度だけ、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度を増加させ得る。更に、ある場合では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む。そのような実施態様では、方法によって形成された（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブが、質量で、形成されたカーボンナノチューブの全体量の少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％を占める。
【０００８】
他の実施態様では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、上側成長閾値温度より高い温度にカーボンナノチューブ非成長様式へと選択的に加熱することを含む。ある例では、このやり方で（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを選択的に加熱することは、少なくとも摂氏５０度だけ、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度を増加させ得る。更に、そのような場合では、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードが、非成長様式へと加熱されず、代わりに成長様式内に維持される。更に、ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む。そのような実施態様では、本方法によって形成された非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブが、質量で、形成されたカーボンナノチューブの全体量の少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％を占める。
【０００９】
別の１つの側面では、半導体性ＳＷＣＮＴの集団などのカーボンナノチューブの集団を精製する方法が、本明細書で説明される。ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、半導体性（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含む、カーボンナノチューブの集団を提供することを含む。本方法は、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで、カーボンナノチューブの集団を発光させることを更に含む。ある実施態様では、第１の波長が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上に対する吸収極大に対応する。更に、ある場合では、第２の波長が、１以上の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対するフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。
【００１０】
更に、ある場合では、カーボンナノチューブの集団を精製する方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含む。そのような実施態様では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ劣化様式へと加熱されない。特定の場合では、（ｎ、ｍ）ナノチューブは、少なくとも摂氏５０度だけ、（ｎ、ｍ）ナノチューブの温度を増加させるように選択的に加熱される。更に、ある例では、カーボンナノチューブの集団を精製する方法が、質量で、集団内に存在する（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの少なくとも５０％、少なくとも６０％、又は少なくとも７５％を劣化させる。
【００１１】
更に別の１つの側面では、組成が本明細書で説明される。ある実施態様では、本明細書で説明される組成が、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有する半導体性ＳＷＣＮＴ内で濃縮されるか又は実質的に濃縮される。例えば、本明細書で説明される組成が、ある場合では、質量で、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有する半導体性ＳＷＣＮＴの少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、又は少なくとも９９．９％を占め又は含むことができる。サンプルが濃縮され得る１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブは、（１０、３）、（９、４）、（８、６）、（１２、１）、（１１、３）、（８、７）、（１０、５）、（９、７）、（１３、２）、（１２、４）、（１１、４）、（１０、６）、（９、８）、（１１、６）、（１４、１）、（１３、３）、（１２、５）、（１１、７）、（１０、８）、（１５、１）、（１４、３）、（１３、５）、（１０、９）、（１２、７）、（１６、２）、（１５、４）、（１５、２）、（１４、４）、（１３、６）、（１２、８）、（１１、９）、（１４、６）、（１７、１）、（１６、３）、（１５、５）、（１４、７）、（１１、１０）、（１３、８）、及び（１３、９）から成るグループから選択された（ｎ、ｍ）値を有するナノチューブから選択され得る。
【００１２】
更に、ある実施態様では、本明細書で説明される組成が、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブ内で消尽されるか又は実質的に消尽される。例えば、本明細書で説明される組成は、ある場合では、質量で、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するＳＷＣＮＴの５０％未満、４０％未満、３０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満、１％未満、又は０．０１％未満を占め又は含むことができる。サンプルが消尽され得る１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブは、（１０、３）、（９、４）、（８、６）、（１２、１）、（１１、３）、（８、７）、（１０、５）、（９、７）、（１３、２）、（１２、４）、（１１、４）、（１０、６）、（９、８）、（１１、６）、（１４、１）、（１３、３）、（１２、５）、（１１、７）、（１０、８）、（１５、１）、（１４、３）、（１３、５）、（１０、９）、（１２、７）、（１６、２）、（１５、４）、（１５、２）、（１４、４）、（１３、６）、（１２、８）、（１１、９）、（１４、６）、（１７、１）、（１６、３）、（１５、５）、（１４、７）、（１１、１０）、（１３、８）、及び（１３、９）から成るグループから選択された（ｎ、ｍ）値を有するナノチューブから選択され得る。
【００１３】
これらの及び他の実施態様は、以下の詳細な説明でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】単層カーボンナノチューブのフォトルミネッセンスマップを示す。
【図２Ａ】温度の関数としてカーボンナノチューブシード成長及び非成長様式のチャートを示す。
【図２Ｂ】温度の関数としてカーボンナノチューブ安定及び劣化様式のチャートを示す。
【図３Ａ】本明細書で説明される方法のある実施態様での使用に対して適切な装置の概略表現を示す。
【図３Ｂ】本明細書で説明される方法のある実施態様での使用に対して適切な装置の概略表現を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書で説明される実施態様は、以下の詳細な説明、実施例、及び図面を参照することによって、より容易に理解することができる。しかしながら、本明細書で説明される要素、装置、及び方法は、詳細な説明、実施例、及び図面で示される特定の実施態様に限定されない。これらの実施態様は、本開示の原理の単なる例示であることが、理解されるべきである。当業者であれば、本発明の実施形態の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正及び変更を容易に理解することができるだろう。
【００１６】
更に、本開示で説明される全ての範囲は、それに含まれるありとあらゆる部分的範囲を包含することが、理解されるべきである。例えば、「１．０から１０．０まで」という範囲の記載は、最小値の１．０以上から始まり、最大値の１０．０以下で終わるありとあらゆる部分的範囲、例えば、１．０から５．３まで、又は４．７から１０．０まで、又は３．６から７．９までを含むものと考えられるべきである。
【００１７】
本明細書で開示された全ての範囲は、明確に記載されていなければ、範囲の端点をもまた含むものと考えられるべきである。例えば、「５及び１０の間」という範囲は、概して、端点５及び１０を含むものと考えられるべきである。
【００１８】
更に、「〜まで」というフレーズが額又は量との関連で使用される場合に、その量は少なくとも検出可能な額又は量であることが理解されるべきである。例えば、特定の量「までの」量で存在する材料は、検出可能な量から特定の量を含むその特定の量までの量で存在し得る。
【００１９】
Ｉ．半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法
Ａ．概論
１つの側面では、半導体性単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）を製造する方法が、本明細書で説明される。ある実施態様では、半導体性ＳＷＣＮＴを製造する方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードを形成し又は提供することを含む。本明細書で参照する目的において、「（ｎ、ｍ）ナノチューブ」又は「（ｎ、ｍ）ナノチューブシード」は、それぞれ、ｎ及びｍに対して所定の又は予め選択された整数値を有する半導体性ナノチューブ又は半導体性ナノチューブシードである。更に、（ｎ、ｍ）ナノチューブは、それぞれ、ｎ及びｍの同じ値を有する（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから形成されたナノチューブであり得る。したがって、本明細書で使用されるように、「（ｎ、ｍ）ナノチューブ」又は「（ｎ、ｍ）ナノチューブシード」という用語は、（ｎ、ｍ）値の特定のセットを特定することが企図されるが、特定の（ｎ、ｍ）値は任意の望ましい半導体性ＳＷＣＮＴ又はＳＷＣＮＴシードに対応することが、理解されるべきである。同様に、本明細書で参照する目的において、「非（ｎ、ｍ）ナノチューブ」又は「非（ｎ、ｍ）ナノチューブシード」は、ｎ又はｍのうちの少なくとも１つの整数値が、（ｎ、ｍ）ナノチューブ又は（ｎ、ｍ）ナノチューブシードに対応するように選択されたｎ及びｍの整数値とは異なる、（ｎ、ｍ）キラリティーを有するナノチューブ又はナノチューブシードである。
【００２０】
更に、本開示の目的と矛盾しない任意のナノチューブシードが使用され得る。例えば、ナノチューブシードは、半導体性ＳＷＣＮＴがその上に又はそこから形成され得るところのグラフェンの又は管状のフラーレン構造を有する分子又は粒子などの、分子又は粒子を含む炭化水素を備え又は含み得る。ある実施態様では、例えば、ナノチューブシードは、約２０：１以下、約１５：１以下、又は約１０：１以下のアスペクト比を有する管状又はオブラートフラーレンナノ粒子であり得る。更に、ナノチューブシードは、約２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、又は約１０ｎｍ以下の長さを有する管状フラーレンナノ粒子であり得る。更に、ある場合では、ナノチューブシードは、ＳＷＣＮＴがそこから形成され得るところのテンプレート又はシード分子を含み又はそれらから成り得る。そのようなシード又はテンプレート分子は、Ｓａｎｃｈｅｚ‐Ｖａｌｅｎｃｉａらの「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ‐ｃｈｉｒａｌｉｔｙ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ」ネイチャー５１２（２０１４）、６１〜６４によって提供された説明と一貫したやり方で、提供され又は形成され得る。より一般的には、複数のナノチューブシードが、本開示の目的と矛盾しない任意の装置を使用して、及び／又は本開示の目的と矛盾しない任意の手段若しくは方法によって形成され得る。例えば、ある実施態様では、複数の半導体性ナノチューブシードが、触媒支援型化学気相堆積（ＣＶＤ）、高圧一酸化炭素ガス分解、アーク放電、レーザー切断、及び直接噴射熱分解合成から成るグループから選択された少なくとも１つの技術から形成される。
【００２１】
本明細書で説明される方法は、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで、複数のナノチューブシードを発光させることを更に含む。ある実施態様では、レーザービームの波長が、望ましい及び／又は予め選択された若しくは所定のカーボンナノチューブの１以上の光学的特性に対応して選択される。例えば、ある実施態様では、第１の波長が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応する。更に、ある実施態様では、第２の波長が、フォトルミネッセンス発光ピークなどの（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対するフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。理論的に限定することを意図しないが、そのような波長の使用は、カーボンナノチューブ又はナノチューブシード内の２以上のエネルギー状態の間の共鳴を生成し得ることが信じられている。例えば、共鳴は、吸収極大又はピークに対応するエネルギー状態と、カーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブシードのフォトルミネッセンス発光ピークに対応するエネルギー状態との間で生成され得る。再び理論的に限定することを意図しないが、所定の又は予め選択された（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ又は（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの選択的な加熱は、このやり方で達成され得ることが信じられている。
【００２２】
ある実施態様では、吸収極大及び／又はフォトルミネッセンス発光周波数が、フォトルミネッセンスマップから得られ又は決定され得る。図１は、本明細書で説明される方法のある実施態様での使用に対して適切であり得る１つのそのようなマップの一実施例を示す。ある実施態様では、本開示と一貫したフォトルミネッセンスマップが、Ｉａｋｏｕｂｏｖｓｋｉｉらの「ＩＲ‐ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｍａｐｐｉｎｎｇ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ‐ｗａｌｌ  ａｎｄ  ｄｏｕｂｌｅ‐ｗａｌｌ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｂ１００（２００６）、１７４２０〜１７４２４で議論されたものと一貫した方法で準備又は生成され得る。前述したことと一貫したフォトルミネッセンスマップでは、ナノチューブのフォトルミネッセンス波長に対する、所与のキラリティーを有するナノチューブの吸収極大に対する励起波長のプロットに対応するデータ点が提供される。図１では、特定のフォトルミネッセンス発光周波数及び吸収極大に関連付けられたｎ及びｍ値が、そのキラリティーに対する対応するデータ点の下に示されている。
【００２３】
更に、本明細書で以下に更に説明されるように、同時の又は連続的なやり方を含んで、２以上の（ｎ、ｍ）値を有するナノチューブを選択的に加熱することもまた可能である。複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ又は（ｎ、ｍ）ナノチューブシードが選択的な成長及び／又は加熱に対して予め選択されるそのような実施態様では、種々の波長を有する更なるレーザービームが使用され得る。例えば、２つの（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ又は（ｎ、ｍ）ナノチューブシードが、発光のためのレーザービームの波長に対応するように予め選択されるイベントでは、第３の波長を有する第３のレーザービーム及び第３の波長とは異なる第４の波長を有する第４のレーザービームが使用され得る。ある実施態様では、第３の波長が、第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対する吸収極大に対応する。更に、ある場合では、第４の波長が、第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対するフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。更に、（ｎ、ｍ）値の３以上の異なるセットを有するカーボンナノチューブを選択的に加熱することもまた可能である。例えば、３以上の（ｎ、ｍ）ナノチューブ又は（ｎ、ｍ）ナノチューブシードが予め選択される実施態様では、レーザービームの更なるペアが、各々の加えられた（ｎ、ｍ）ナノチューブ又は（ｎ、ｍ）ナノチューブシードに対して使用され得る。そのような実施態様では、更なるレーザービームの各々の個別の波長が、望ましい又は予め選択された（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大又はフォトルミネッセンス発光周波数に対応し得る。記述されていなければ、２ｘのレーザービームが使用され得、ここで、ｘは予め選択されたキラリティーの数に対する整数値を表す。
【００２４】
本明細書で説明される方法によるカーボンナノチューブ及び／又はカーボンナノチューブシードを発光させるために使用されるレーザービームは、任意のタイプのレーザービームを含み得、本開示の目的と矛盾しない任意の出力及び線幅を有し得る。例えば、ある場合では、レーザービームは、約１から１０Ｗ／ｍｍ２まで、約１から８Ｗ／ｍｍ２まで、約１から５Ｗ／ｍｍ２まで、約１から４Ｗ／ｍｍ２まで、約２から８Ｗ／ｍｍ２まで、又は約２から５Ｗ／ｍｍ２までの出力を有する。更に、ある実施態様では、本明細書で説明されるレーザービームが、約１０ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、又は約１ｎｍ以下の半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する連続波（ＣＷ）又はパルス状レーザービームを含む。更に、本明細書で説明されるレーザービームの平均波長は、本明細書で上述されたカーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブシードの光学的特徴に正確に対応するかもしれないし又は対応しないかもしれない。例えば、ある場合では、カーボンナノチューブの吸収極大に対応するように選択されたレーザービームの平均波長が、吸収極大の約５ｎｍ内、約１０ｎｍ内、又は約２０ｎｍ内であり得る。
【００２５】
本明細書のセクションＩ．Ｂ．及びＩ．Ｃ．で以下に更に説明されるように、本明細書で説明される方法は、１以上の望ましい又は予め選択されたキラリティーのカーボンナノチューブ内で選択的に濃縮又は選択的に消尽される、カーボンナノチューブの集団を製造するために使用され得る。
【００２６】
Ｂ．（ｎ、ｍ）ナノチューブで選択的に濃縮される半導体性ＳＷＣＮＴの集団を製造する方法
ある場合では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブで選択的に濃縮される半導体性ＳＷＣＮＴの集団を製造するために使用され得る。ある実施態様では、そのような方法が、上述のセクションＩ．Ａ．で説明された（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを含む。（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの形成は、本開示の目的と矛盾しない任意の方法によって又は任意の装置を利用して実行され得る。例えば、ある実施態様では、複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することは、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、カーボンナノチューブ成長様式へと選択的に加熱することによって実行される。図２Ａは、温度の関数としてカーボンナノチューブシード成長及び非成長様式のチャートを示す。図２Ａと一貫して、ある実施態様では、カーボンナノチューブ成長様式は、下側成長閾値温度（Ｔ１）以上かつ上側成長閾値温度（Ｔ２）以下の温度を含み又はそれらから成る。下側成長閾値温度（Ｔ１）は、それ以上で（実験条件の所与のセットに対して）カーボンナノチューブ成長が生じ、又はそれ以上でカーボンナノチューブ成長が増加された速度で進行するところの温度であり得る。例えば、ある場合では、Ｔ１以上のカーボンナノチューブが、Ｔ１未満又はＴ２より上でのカーボンナノチューブの成長速度よりも、１０００倍まで速く、１００倍まで速く、５０倍まで速く、２０倍まで速く、１０倍まで速く、又は５倍まで速く成長し得る。したがって、Ｔ１未満では、カーボンナノチューブ成長が、グラフェンの材料が「非成長」又は低減された成長様式内にあるように、実質的に低減され又は除外され得る。上側成長閾値温度（Ｔ２）は、それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し又は（再び、実験条件の所与のセットに対して）ナノチューブへと成長しないところの温度であり得る。例えば、ある場合では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブシードの１００％まで、９０％まで、８０％まで、７０％まで、６０％まで、又は５０％までが、Ｔ２以上の温度に晒された場合に、カーボンナノチューブへと成長しない。ある実施態様では、Ｔ１は、摂氏約３５０度及び摂氏約４５０度の間、又は摂氏約５５０度及び摂氏約６５０度の間の温度であり得る。ある例では、Ｔ２は、摂氏約５００度及び摂氏約６００度の間、又は摂氏約７００度及び摂氏約８００度の間の温度であり得る。しかしながら、当業者によって理解されるように、カーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブシードの特定の集団が、特定の速度で成長し得る又はし得ない温度は、使用される実験条件に依存し得る。
【００２７】
本明細書で説明されるある実施態様では、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを選択的に加熱することは、少なくとも摂氏約４０度だけ、少なくとも摂氏約５０度だけ、又は少なくとも摂氏約６０度だけ、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度を増加させることを含む。ある場合では、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度が、摂氏約４０〜１５０度だけ、摂氏約５０〜１００度だけ、摂氏約５０〜９０度だけ、又は摂氏約５０〜８０度だけ増加される。更に、ある実施態様では、本明細書で説明されるやり方で（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを選択的に加熱する前に、方法が、Ｔ１などの上述した成長閾値温度未満へ（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度を低減させることを含む。例えば、ある例では、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードが形成され、続いて、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードをカーボンナノチューブ成長様式などへと選択的に加熱する前に、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度が、成長閾値温度未満へ低減される。そのような実施態様では、例えば、方法を実行するために使用される反応室及び／又はシードガスが、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードが成長様式へと選択的に加熱されるように、一方、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードがカーボンナノチューブ成長様式へと加熱されないように、下側成長閾値（Ｔ１）未満の温度で維持され得る。このやり方で選択的な加熱及び／又は成長を完了させるや否や、本明細書で説明される方法の特定の実施態様が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む連続体をもたらし得る。例えば、ある場合では、連続体が、本方法で形成されるカーボンナノチューブの全質量に基づいて、質量で、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含む。
【００２８】
ある例では、本明細書で説明される方法によって、連続体を更に精製することもまた可能である。例えば、ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させる１以上のステップを実行することを更に含む。そのような分離は、本開示の目的と矛盾しない任意の手段、方法、又は装置によって実行され得る。例えば、ある実施態様では、分離が、Ｐｉｃｃｏｎａｔｔｏらの「Ｔｏｗａｒｄ  ｔｈｅ  Ｂｕｌｋ，Ｃｈｉｒａｌ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎａｎｏｔｕｂｕ‐Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｅｆｆｅｃｔｓ」Ｍｉｔｒｅ（２００８年９月）によって説明されるような、ナノチューブ基板レジストレーション効果（ｎａｎｏｔｕｂｅ‐ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔｓ）を利用して実行され得る。  特定の他の実施態様では、分離が、Ｔａｎａｋａらの「Ｆｒｏｍ  ｍｅｔａｌ／ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｓｉｎｇｌｅ‐ｃｈｉｒａｌｉｔｙ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｎｇｌｅ‐ｗａｌｌ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｇｅｌ，」Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｓｏｌｉｄｉ（ＲＲＬ）‐Ｒａｐｉｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ５（２０１１）、３０１〜３０６で説明されるような、ゲルクロマトグラフィーによって実行され得る。他の分離方法もまた使用され得る。
【００２９】
本明細書で説明されるように、本開示による方法は、（ｎ、ｍ）値の望ましいセットを有するＳＷＣＮＴを選択的に成長させるために使用され得る。しかしながら、ある例では、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの全てが非成長様式に限定される訳ではないという可能性がある。したがって、ある場合では、本明細書で説明される方法が、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む。そのような実施態様では、非（ｎ、ｍ）ナノチューブを消尽し、還元し、又は除去することが望ましいだろう。そのような例では、本明細書で説明される方法が、第３の波長を有する第３のレーザービーム及び第３の波長とは異なる第４の波長を有する第４のレーザービームで、複数のナノチューブシードを発光させることを更に含む。ある実施態様では、第３の波長は、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対する吸収極大に対応し、第４の波長は、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対するフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。複数のナノチューブの発光のために利用される波長は、本開示の目的と矛盾しない任意の手段によって又は任意のやり方で選択され得る。例えば、波長は、複数のナノチューブシードの発光のための波長の選択に関する上述の開示と一貫して選択され得る。更に、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブなどの特定のナノチューブを選択的に還元又は劣化させる目的で、複数のナノチューブを発光させるために、「第３のレーザービーム」及び「第４のレーザービーム」を利用することは、上で参照された「第３のレーザービーム」及び「第４のレーザービーム」を複数のナノチューブシードの発光において使用することとは区別されるべきであり、本開示の目的と矛盾しない任意の数のレーザービームが使用され得るということが、理解されるべきである。例えば、ある実施態様は、（（ｎ、ｍ）値の２つの異なるセットを有するカーボンナノチューブを選択的に成長させるためのｙ＝４などの）ｙ個のレーザービームで、ナノチューブシードを発光させることを含み得る。したがって、望ましくないカーボンナノチューブを選択的に劣化又は分解させるためにも、そのような方法は、全部で少なくともｙ＋２個のレーザービームを使用することを含み得る。
【００３０】
したがって、ある実施態様では、複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの形成を含む方法は、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含み得る。図２Ｂは、温度の関数としてカーボンナノチューブの安定様式及び劣化様式を示す。図２Ｂは、これらの様式を分割する劣化閾値温度（Ｔ３）をもまた示す。劣化閾値温度（Ｔ３）は、（再び、実験条件の所与のセットに対して）それ以上でカーボンナノチューブが欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度であり得る。例えば、ある場合では、５秒まで、１０秒まで、３０秒まで、１分まで、又は５分までを含んだ期間において、Ｔ３以上の温度に晒された場合に、カーボンナノチューブの１００％まで、９０％まで、８０％まで、７０％まで、６０％まで、又は５０％までが分解し得る。それ故、安定様式は、カーボンナノチューブが実質的に欠陥、劣化、及び／又は分解から免れ得る（ｆｒｅｅ）ところのＴ３未満の温度である。例えば、ある場合では、カーボンナノチューブの約４０％未満、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、又は約５％未満などの、カーボンナノチューブの５０％未満が、Ｔ３未満で欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解する。ある場合では、安定様式は、カーボンナノチューブ成長様式及び／又はカーボンナノチューブ非成長様式を含み得る。例えば、ある例では、安定様式は、図２Ａから温度Ｔ１及びＴ２を含み得る。更に、ある実施態様では、Ｔ３は、摂氏約４００度及び摂氏約５００度の間の温度であり得る。しかしながら、当業者によって理解されるように、カーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブシードの特定の集団が欠陥を形成し、劣化し、及び／又は分解するところの温度は、使用される環境及び／又は実験条件に依存し得る。更に、ある実施態様では、環境又は実験条件が、カーボンナノチューブ劣化様式への選択的な加熱の前に、変更され得る。例えば、酸素がない又は実質的に酸素がない雰囲気内で成長が生じる実施態様では、劣化様式への選択的な加熱が、空気、又は比較的低い温度でのカーボンナノチューブの劣化につながる酸素若しくは何らかの他の化学的に活性な雰囲気を含む雰囲気内で実行され得る。
【００３１】
ある場合では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを選択的に加熱することが、少なくとも摂氏約４０度、少なくとも摂氏約５０度、又は少なくとも摂氏約６０度だけ、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度を増加させる。ある場合では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度が、摂氏約４０〜１５０度、摂氏約５０〜１００度、摂氏約５０〜９０度、又は摂氏約５０〜８０度だけ増加される。特定の場合では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを選択的に加熱することが、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの実質的な一部分を劣化又は分解させるために実行され得る。非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの実質的な一部分の還元は、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも５０％、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも６０％、又は非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも７５％の劣化又は分解を備え又は含み得る。ある例では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の約５０〜１００％、約５０〜９９％、約５０〜９０％、約６０〜９５％、約６０〜９０％、約６０〜８０％、約７０〜９９％、約７０〜９０％、約８０〜９９％、又は約９０〜１００％が、劣化又は分解される。更に、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの選択的な加熱は、任意の数の所定の又は予め選択された非（ｎ、ｍ）キラリティーを有するカーボンナノチューブを還元又は消尽させるために実行され得、そのような還元又は消尽は、更なるレーザービームを利用することによって、及び／又は所定の若しくは予め選択された数の非（ｎ、ｍ）キラリティーを有するカーボンナノチューブの選択的な加熱によって実行され得ることが、理解されるべきである。
【００３２】
ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、したがって、高度に精製されたカーボンナノチューブの集団を提供し得る。しかしながら、ある場合では、更なる分離又は精製が望ましいだろう。それ故、ある例では、本明細書で説明される方法が、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブシード、及び／又は非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上の分解生成物から、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを含む。そのような分離は、本開示の目的と矛盾しない任意の方法によって又は任意の手段によって実行され得る。例えば、ある場合では、ゲル浸透クロマトグラフィー及び／又はナノチューブ基板レジストレーション効果が、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシード、及び／又は非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上の分解生成物から、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させるために使用され得る。
【００３３】
Ｃ．（ｎ、ｍ）ナノチューブ内で選択的に消尽されたカーボンナノチューブの集団を製造する方法
代替的に、ある場合では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブ内で選択的に消尽された半導体性ＳＷＣＮＴの集団を製造するために使用され得る。ある実施態様では、そのような方法が、上述のセクションＩ．Ａ．で説明された非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを含む。非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの形成は、本開示の目的と矛盾しない任意の方法によって、又は任意の装置を利用して実行され得る。例えば、ある実施態様では、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び／又はナノチューブが、カーボンナノチューブ成長様式内で加熱又は維持され得る。更に、カーボンナノチューブの選択的に消尽された集団を提供するために、方法は、セクションＩ．Ａ．で説明された（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、上側成長閾値温度より高い温度まで加熱し、カーボンナノチューブ非成長様式へと選択的に加熱することを含み得る。このやり方では、（ｎ、ｍ）ナノチューブ内で選択的に消尽された半導体性ＳＷＣＮＴの集団が得られ得る。ある実施態様では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブシードを非成長様式へと選択的に加熱することが、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを成長様式へと加熱することと同時に生じる。特定の他の実施態様では、そのような選択的な加熱が、非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを成長様式へと加熱した後で又は加熱する前に生じ得る。図２Ａは、温度の関数としてカーボンナノチューブシード成長及び非成長様式のチャートを示す。上述されたように、上側成長閾値温度（Ｔ２）は、それ以上で（再び、実験条件の所与のセットに対して）カーボンナノチューブが欠陥を形成し又はナノチューブへと成長しないところの温度であり得る。例えば、ある場合では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブシードの１００％まで、９０％まで、８０％まで、７０％まで、６０％まで、又は５０％までが、Ｔ２以上の温度に晒された場合に、カーボンナノチューブへと成長しない。ある例では、Ｔ２は、摂氏約５００度及び摂氏約６００度の間、又は摂氏約７００度及び摂氏約８００度の間の温度であり得る。しかしながら、当業者によって理解されるように、カーボンナノチューブ又はカーボンナノチューブシードの特定の集団が、特定の速度で成長し得る又はし得ない温度は、使用される実験条件に依存し得る。
【００３４】
このやり方で選択的な加熱及び／又は成長を完了させるや否や、本明細書で説明される方法の特定の実施態様が、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む連続体をもたらし得る。例えば、ある場合では、連続体が、本方法で形成されるカーボンナノチューブ又はグラフェンの材料の全質量に基づいて、質量で、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含む。
【００３５】
ある例では、本明細書で説明される方法によって、連続体を更に精製することもまた可能である。例えば、ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させる１以上のステップを実行することを更に含む。そのような分離は、本開示の目的と矛盾しない任意の手段、方法、又は装置によって実行され得る。例えば、ある実施態様では、分離が、ナノチューブ基板レジストレーション効果及び／又はゲルクロマトグラフィーなどの、セクションＩ．Ｂ．の上述の説明と一貫して実行され得る。
【００３６】
本明細書で説明されるように、本開示による方法は、（ｎ、ｍ）値の望ましいセットを有するナノチューブ内で消尽されたＳＷＣＮＴの集団を選択的に成長させるために使用され得る。しかしながら、ある例では、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの全てが非成長様式に限定される訳ではないという可能性がある。したがって、ある場合では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む。そのような実施態様では、（ｎ、ｍ）ナノチューブを消尽し、還元し、又は除去することが望ましいだろう。そのような例では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、上述のセクションＩ．Ｂ．の劣化様式の前述の説明と一貫したカーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含む。ある場合では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを選択的に加熱することが、少なくとも摂氏約４０度、少なくとも摂氏約５０度、又は少なくとも摂氏約６０度だけ、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度を増加させる。ある例では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度が、摂氏約４０〜１５０度、摂氏約５０〜１００度、摂氏約５０〜９０度、又は摂氏約５０〜８０度だけ増加される。特定の場合では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを選択的に加熱することが、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの実質的な一部分を劣化又は分解させるために実行され得る。（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの実質的な一部分の還元は、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも５０％、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも６０％、又は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも７５％の劣化又は分解を占め又は含み得る。ある例では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の約５０〜１００％、約５０〜９９％、約５０〜９０％、約６０〜９５％、約６０〜９０％、約６０〜８０％、約７０〜９９％、約７０〜９０％、約８０〜９９％、又は約９０〜１００％が、劣化又は分解される。更に、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの選択的な加熱は、任意の数の所定の又は予め選択された（ｎ、ｍ）キラリティーを有するカーボンナノチューブを還元又は消尽させるために実行され得、そのような還元又は消尽は、更なるレーザービームを利用することによって、及び／又は所定の若しくは予め選択された数の（ｎ、ｍ）キラリティーを有するカーボンナノチューブの選択的な加熱によって実行され得ることが、理解されるべきである。
【００３７】
ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、したがって、高度に精製されたカーボンナノチューブの集団を提供し得る。しかしながら、ある場合では、更なる分離又は精製が望ましいだろう。それ故、ある例では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード、及び／又は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上の分解生成物から、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを含む。そのような分離は、本開示の目的と矛盾しない任意の方法によって又は任意の手段によって実行され得る。例えば、ある場合では、ゲル浸透クロマトグラフィー及び／又はナノチューブ基板レジストレーション効果が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード、及び／又は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上の分解生成物から、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させるために使用され得る。
【００３８】
Ｄ．半導体性ＳＷＣＮＴを製造する方法で使用可能な装置
本明細書で説明される半導体性及び／又はフォトルミネッセンスＳＷＣＮＴを製造する方法は、本開示の目的と矛盾しない任意の装置を使用して実行され得る。そのような方法で使用可能な装置の２つの非限定的な実施例が、図３Ａ及び図３Ｂで概略的に示されている。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、装置（１００）は、ＳＷＣＮＴが形成され得る、反応槽、反応室、又は石英管などの反応管（１０２）を備える。当業者によって理解されるように、反応槽（１０２）は、１以上のシードガス、反応ガス、及び／又は搬送ガスが、槽（１０２）の一方の端部から槽（１０２）の他方の端部へ流され得るように適合され又は配置され得る。例えば、シードガス又は反応ガス（１１２）は、反応槽（１０２）を通って流され得る。シードガス又は反応ガス（１１２）は、本開示の目的と矛盾しない任意の材料又は物質を含み又はそれらから成り得る。例えば、シードガス又は反応ガス（１１２）は、１以上の炭化水素ガス、及び／又は触媒材料を含み又はそれらから成り得る。一旦、反応槽（１０２）を通って流されると、搬送ガス及び／又は任意の残余の未反応若しくは未消費ガス若しくは材料を含んだ排気ガス（１１４）が、反応槽（１０２）を出て行き得る、
【００３９】
更に、反応槽（１０２）は、銅管又は加熱炉などの１以上の加熱要素（１０４）によって、取り囲まれ又は実質的に封じられ得る。加熱要素は、シードガス（１１２）及び／又は反応槽（１０２）の望ましい温度を達成し又は維持するために使用され得る。本明細書で上述されたように、望ましい温度でシードガス（１１２）を供給することによって、反応槽（１０２）及び／又は反応槽（１０２）内の１以上の材料の温度を少なくとも部分的に制御することもまた可能である。
【００４０】
更に、１以上の窓（１０５）が、槽（１０２）内に提供され得、槽（１０２）の内装に光が入ることを許容する。図３Ａ及び図３Ｂで示されるように、反応槽（１０２）は２つの窓（１０５）を含む。しかしながら、他の数の窓もまた使用され得る。更に、窓（１０５）は、（ガラスなどの）光学的に透明な材料によって、又は加熱要素（１０４）内のギャップによって形成され得るが、条件として、窓（１０５）は、複数のレーザー（１０８、１１０）によって生み出される複数のレーザービーム（１０９、１１１）などの、望ましい波長の光が反応槽（１０２）の内装へ送信されることを許容する。更に、図３Ａ及び図３Ｂで示されるように、窓（１０５）は、反応槽（１０２）内に配置されたサンプル基板（１０６）の発光を可能にするように配置される。サンプル基板（１０６）は、本開示の目的と矛盾しない任意の材料から形成され得る。例えば、ある実施態様では、サンプル基板（１０６）は、触媒材料を含み又は触媒材料から形成される。
【００４１】
図３Ａで示される実施態様では、そこに配置された複数のナノチューブシード又はナノチューブを有し得るサンプル基板（１０６）が、第１のレーザー（１０８）によって放出された第１のレーザービーム（１０９）、及び第２のレーザー（１１０）によって放出された第２のレーザービーム（１１１）によって発光され得る。図３Ｂによって示される実施態様では、サンプル基板（１０６）が、第１のレーザー（１０８ａ）によって放出された第１のレーザービーム（１０９ａ）、第２のレーザー（１１０ａ）によって放出された第２のレーザービーム（１１１a）、第３のレーザー（１０８ｂ）によって放出された第３のレーザービーム（１０９ｂ）、及び第４のレーザー（１１０ｂ）によって放出された第４のレーザービーム（１１１ｂ）によって発光され得る。他の装置もまた、本明細書で説明される方法を実行するために使用され得る。
【００４２】
ＩＩ． 半導体性ＳＷＣＮＴの集団を精製する方法
別の一側面では、カーボンナノチューブの集団を精製する方法が、本明細書で説明される。ある実施態様では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含む、半導体性又はフォトルミネッセンスＳＷＣＮＴの集団などの、カーボンナノチューブの集団を提供することを含む。本方法は、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで、カーボンナノチューブの集団を発光させることを更に含む。第１の波長は、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、第２の波長は、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。更に、ある場合では、カーボンナノチューブの集団を精製する方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含む。そのような実施態様では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ劣化様式へと加熱されない。更に、ある場合では、本明細書で説明されるカーボンナノチューブの集団を精製する方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの全重量に基づいて、質量で、存在する（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、又は少なくとも約７５％を、劣化又は分解させる。ある例では、本明細書で説明される方法が、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の約５０〜１００％、約５０〜９９％、約５０〜９０％、約６０〜９５％、約６０〜９０％、約６０〜８０％、約７０〜９９％、約７０〜９０％、約８０〜９９％、又は約９０〜１００％を、劣化又は分解させる。
【００４３】
今度は本明細書で説明される方法の特定のステップに戻ると、半導体性又はフォトルミネッセンスＳＷＣＮＴなどのカーボンナノチューブの集団を精製することは、カーボンナノチューブの集団を提供することを含む。カーボンナノチューブの集団は、本開示の目的と矛盾しない任意の手段又は任意の方法によって提供され又は形成され得る。例えば、ある実施態様では、カーボンナノチューブの集団が、本明細書で上述したセクションＩで説明された方法によって提供され又は形成される。更に、ある場合では、カーボンナノチューブの集団が、触媒支援型化学気相堆積（ＣＶＤ）、高圧一酸化炭素ガス分解、アーク放電、レーザー切断、及び直接噴射熱分解合成から成るグループから選択された少なくとも１つの方法から提供され又は形成され得る。
【００４４】
本明細書で説明される方法は、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び第２の波長を有する第２のレーザービームで、カーボンナノチューブの集団を発光させることもまた含み、第１の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、第２の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。吸収極大、及び／又はピーク発光周波数などのフォトルミネッセンス発光周波数は、本開示の目的と矛盾しない任意の手段によって選択され又は決定され得る。例えば、ある実施態様では、本明細書のセクションＩで上述したフォトルミネッセンスマップが使用され得る。更に、本明細書のセクションＩで上述したように、複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブが、本明細書で説明される方法にしたがって、カーボンナノチューブの集団から選択的に消尽され得る。そのような例では、種々の波長を有する更なるレーザービームが、カーボンナノチューブの集団を発光させるために使用され得る。例えば、（ｎ、ｍ）値の異なるセットを有する２つのタイプの（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブが消尽のために予め選択されるイベントでは、第３の波長を有する第３のレーザービーム及び第３の波長とは異なる第４の波長を有する第４のレーザービームもまた使用され得る。第３の波長は、第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対する吸収極大に対応し、第４の波長は、第２の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに対するフォトルミネッセンス発光周波数に対応する。更に、同じ原理が、３以上の異なるタイプの（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのカーボンナノチューブの集団を選択的に消尽させるために使用され得る。概して、ｘ個の異なるタイプの（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのカーボンナノチューブの集団を選択的に消尽させるために、上述されたやり方で選択された波長を有するレーザービームのｘ個のペアが使用され得る。
【００４５】
更に、本明細書で説明される方法は、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含み得る。再び理論的に限定することを意図せずに、本明細書のセクションＩで説明されたように、そのような加熱は、予め選択されたカーボンナノチューブのエネルギー状態の間で共鳴を生成することによって達成され得ることが信じられている。更に、ある場合では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、少なくとも摂氏約４０度、少なくとも摂氏約５０度、又は少なくとも摂氏約６０度だけ、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度を増加させるように選択的に加熱される。ある場合では、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度は、摂氏約４０〜１５０度、摂氏約５０〜１００度、摂氏約５０〜９０度、又は摂氏約５０〜８０度だけ増加される。更に、（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを選択的に加熱することが、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブをカーボンナノチューブ劣化様式へと加熱するようなやり方で実行され得る。そのような場合では、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブによって吸収され又は非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブに適用される任意の残余熱が、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブをカーボンナノチューブ劣化様式へと温度上昇させるために不十分であるべきである。例えば、非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、摂氏５０度未満の温度増加を呈し得る。
【００４６】
本明細書で上述されたように、カーボンナノチューブの集団を精製する方法は、１以上の予め選択された（ｎ、ｍ）値を有するナノチューブ内で高度に消尽されるカーボンナノチューブの集団を提供し得る。しかしながら、更なる精製又は分離が望ましいイベントでは、本明細書で説明される方法が、選択的な加熱の後で、存在し得る非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブなどのカーボンナノチューブの集団の残りから、残余の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含み得る。そのような分離は、本明細書のセクションＩで上述された方法などの、本開示の目的と矛盾しない任意の手段又は任意の方法によって実行され得る。
【００４７】
更に、半導体性ＳＷＣＮＴなどのカーボンナノチューブの集団を精製する方法は、本開示の目的と矛盾しない任意の装置内で又は任意の装置を利用して実行され得る。例えば、本明細書のセクションＩで説明された装置が使用され得る。
【００４８】
ＩＩＩ．組成  
別の一側面では、組成が本明細書で説明される。ある場合では、本明細書で説明される組成が、本明細書のセクションＩ及び／又はセクションＩＩで説明された方法によって製造され得る。それ故、ある実施態様では、本明細書で説明される組成が、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有する半導体性ＳＷＣＮＴ内で濃縮されるか又は実質的に濃縮される。例えば、ある場合では、本明細書で説明される組成が、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有する半導体性ＳＷＣＮＴの質量の少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、又は少なくとも９９．９％を占め又は含むことができる。ある例では、組成は、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有する半導体性ＳＷＣＮＴの質量の約５０〜１００％、約５０〜９０％、約６０〜１００％、約６０〜９９％、約６０〜９０％、約７０〜１００％、約７０〜９９％、約７０〜９０％、約７５〜１００％、約７５〜９５％、約８０〜１００％、約８０〜９９％、約８０〜９０％、約９０〜１００％、又は約９０〜９９％を占め又は含む。サンプルが濃縮され得る１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブは、（１０、３）、（９、４）、（８、６）、（１２、１）、（１１、３）、（８、７）、（１０、５）、（９、７）、（１３、２）、（１２、４）、（１１、４）、（１０、６）、（９、８）、（１１、６）、（１４、１）、（１３、３）、（１２、５）、（１１、７）、（１０、８）、（１５、１）、（１４、３）、（１３、５）、（１０、９）、（１２、７）、（１６、２）、（１５、４）、（１５、２）、（１４、４）、（１３、６）、（１２、８）、（１１、９）、（１４、６）、（１７、１）、（１６、３）、（１５、５）、（１４、７）、（１１、１０）、（１３、８）、及び（１３、９）から成るグループから選択された（ｎ、ｍ）値を有するナノチューブから選択され得る。更に、ある例では、組成が、本明細書のセクションＩで更に説明されたように、上述の（ｎ、ｍ）値のうちの１以上を有するナノチューブ内で濃縮され得る。本明細書で説明される組成は、したがって、予め選択された（ｎ、ｍ）値を有するカーボンナノチューブの多くのユニークな組成を含み得る。更に、そのような組成は、個別に製造されたカーボンナノチューブを組み合わせることによって提供されるのとは異なり、単一の反応槽又は反応室から導かれ得る。
【００４９】
加えて、他の実施態様では、本明細書で説明される組成が、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブ内で消尽されるか又は実質的に消尽され得る。例えば、ある場合では、本明細書で説明される組成が、１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するＳＷＣＮＴの質量の５０％未満、４０％未満、３０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満、１％未満、又は０．０１％未満を占め又は含むことができる。サンプルが消尽され得る１以上の所定の又は予め選択されたキラリティーを有するナノチューブは、（１０、３）、（９、４）、（８、６）、（１２、１）、（１１、３）、（８、７）、（１０、５）、（９、７）、（１３、２）、（１２、４）、（１１、４）、（１０、６）、（９、８）、（１１、６）、（１４、１）、（１３、３）、（１２、５）、（１１、７）、（１０、８）、（１５、１）、（１４、３）、（１３、５）、（１０、９）、（１２、７）、（１６、２）、（１５、４）、（１５、２）、（１４、４）、（１３、６）、（１２、８）、（１１、９）、（１４、６）、（１７、１）、（１６、３）、（１５、５）、（１４、７）、（１１、１０）、（１３、８）、及び（１３、９）から成るグループから選択された（ｎ、ｍ）値を有するナノチューブから選択され得る。更に、ある例では、本明細書のセクションＩ及びセクションＩＩで更に説明されたように、組成が、上述の（ｎ、ｍ）値のうちの１以上を有するナノチューブ内で消尽され得る。
【００５０】
更に、ある実施態様では、本明細書で説明される組成が、前述のナノチューブの１以上内で濃縮され又は実質的に濃縮され、前述のナノチューブの１以上内で消尽され又は実質的に消尽される。組成は、本開示の目的と矛盾しない任意の本明細書で説明されたカーボンナノチューブの任意の組み合わせで濃縮され又は消尽され得る。
【００５１】
加えて、本明細書で説明される組成は、本開示の目的と矛盾しない任意の手段、方法、又は装置によって形成され得る。例えば、ある実施態様では、本明細書で説明される濃縮され若しくは実質的に濃縮された及び／又は消尽され若しくは実質的に消尽された組成が、本明細書のセクションＩ及び／又はセクションＩＩで説明された方法によって、形成され又は提供され得る。
【００５２】
更に、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。
【００５３】
条項１
半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードを、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで、発光させることを含み、前記第１の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する、方法。
【００５４】
条項２
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、カーボンナノチューブ成長様式へと選択的に加熱することを更に含む、条項１に記載の方法。
【００５５】
条項３
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードは、カーボンナノチューブ成長様式へと加熱されない、条項１又は２に記載の方法。
【００５６】
条項４
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードは、少なくとも摂氏５０度だけ、前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードの温度を増加させるように選択的に加熱される、条項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【００５７】
条項５
前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む、条項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【００５８】
条項６
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、前記方法によって形成された前記カーボンナノチューブの質量の少なくとも９０％を占める、条項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【００５９】
条項７
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、前記方法によって形成された前記カーボンナノチューブの質量の少なくとも９５％を占める、条項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【００６０】
条項８
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、条項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【００６１】
条項９
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成すること、前記複数のナノチューブを、第３の波長を有する第３のレーザービーム及び前記第３の波長とは異なる第４の波長を有する第４のレーザービームで、発光させること、並びに前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含み、前記第３の波長は前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、前記第４の波長は前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する、条項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【００６２】
条項１０
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブから、及び／又は前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上の分解生成物から、前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、条項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【００６３】
条項１１
半導体性単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、（ｎ、ｍ）ナノチューブシード及び非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを含む複数の半導体性ナノチューブシードを、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで、発光させること、並びに前記（ｎ、ｍ）ナノチューブシードを、上側成長閾値温度より高い温度に非成長様式へと選択的に加熱することを含み、前記第１の波長は（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する、方法。
【００６４】
条項１２
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードは、前記上側成長閾値温度より高い温度へと加熱されない、条項１１に記載の方法。
【００６５】
条項１３
前記非（ｎ、ｍ）ナノチューブシードから複数の非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを形成することを更に含む、条項１１又は１２に記載の方法。
【００６６】
条項１４
カーボンナノチューブの集団を精製する方法であって、半導体性（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブ及び非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブの集団を、第１の波長を有する第１のレーザービーム及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザービームで、発光させることを含み、前記第１の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの吸収極大に対応し、前記第２の波長は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス発光周波数に対応する、方法。
【００６７】
条項１５
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを、カーボンナノチューブ劣化様式へと選択的に加熱することを更に含む、条項１４に記載の方法。
【００６８】
条項１６
前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ劣化様式へと加熱されない、条項１４又は１５に記載の方法。
【００６９】
条項１７
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブは、少なくとも摂氏５０度だけ、前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの温度を増加させるように選択的に加熱される、条項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
【００７０】
条項１８
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも６０％が、劣化され又は分解される、条項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【００７１】
条項１９
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの質量の少なくとも７５％が、劣化され又は分解される、条項１４から１８のいずれか一項に記載の方法。
【００７２】
条項２０
前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブから、及び／又は前記（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブの１以上の分解生成物から、前記非（ｎ、ｍ）カーボンナノチューブを分離させることを更に含む、条項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
【００７３】
本開示の様々な目的の達成のために、本開示の様々な実施態様が説明されてきた。これらの実施態様は、本開示の原理の単なる例示であることが、理解されるべきである。当業者であれば、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正及び変更を容易に理解することができるだろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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