[go: up one dir, main page]

JP2006150348A - カーボン・ナノチューブを形成する方法、フィルタ、露光システム(化学的に修飾されたカーボン・ナノチューブ構造を含む化学的微粒子フィルタ) - Google Patents

カーボン・ナノチューブを形成する方法、フィルタ、露光システム(化学的に修飾されたカーボン・ナノチューブ構造を含む化学的微粒子フィルタ) Download PDF

Info

Publication number
JP2006150348A
JP2006150348A JP2005312981A JP2005312981A JP2006150348A JP 2006150348 A JP2006150348 A JP 2006150348A JP 2005312981 A JP2005312981 A JP 2005312981A JP 2005312981 A JP2005312981 A JP 2005312981A JP 2006150348 A JP2006150348 A JP 2006150348A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemically active
filter
substrate
group
carbon nanotube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005312981A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006150348A5 (ja
JP5051997B2 (ja
Inventor
J Holmes Steven
スティーブン・ジェイ・ホームズ
C Heiky Mark
マーク・シー・ヘイキー
David V Horak
デビッド・ブイ・ホラク
James G Ryan
ジェームズ・ジー・ライアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JP2006150348A publication Critical patent/JP2006150348A/ja
Publication of JP2006150348A5 publication Critical patent/JP2006150348A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5051997B2 publication Critical patent/JP5051997B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B01J20/205Carbon nanostructures, e.g. nanotubes, nanohorns, nanocones, nanoballs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302Dimensions
    • B01D2253/304Linear dimensions, e.g. particle shape, diameter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00Gas separation
    • Y10S55/05Methods of making filter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/70Nanostructure
    • Y10S977/734Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742Carbon nanotubes, CNTs
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/70Nanostructure
    • Y10S977/734Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/745Carbon nanotubes, CNTs having a modified surface
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/70Nanostructure
    • Y10S977/734Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/745Carbon nanotubes, CNTs having a modified surface
    • Y10S977/748Modified with atoms or molecules bonded to the surface
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/70Nanostructure
    • Y10S977/734Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/75Single-walled
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00Nanotechnology
    • Y10S977/70Nanostructure
    • Y10S977/734Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/752Multi-walled

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】カーボン・ナノチューブ・フィルタ、カーボン・ナノチューブ・フィルタの使用法およびカーボン・ナノチューブ・フィルタを形成する方法を提供すること。
【解決手段】この方法は、(a)炭素源およびカーボン・ナノチューブ触媒を用意するステップと、(b)炭素源をナノチューブ触媒と反応させることによってカーボン・ナノチューブを成長させるステップと、(c)カーボン・ナノチューブの上に化学的に活性の層を形成し、またはカーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を形成することによって、化学的に活性のカーボン・ナノチューブを形成するステップと、(d)化学的に活性のナノチューブをフィルタ・ハウジングの中に配置するステップとを含む。
【選択図】図30

Description

本発明は化学的微粒子フィルタの分野に関し、詳細には、化学的に修飾されたカーボン・ナノチューブ構造を含む化学的微粒子フィルタおよびその製造方法に関する。
先進の半導体製造では、空中を浮遊する汚染物質が、フォトレジスト層の劣化および浸漬(immersion)リソグラフィ・ツールなどの先進のフォトリソグラフィ・システムの光学要素の劣化を引き起こすことがあり、このとき空中を浮遊する分子は、先進のリソグラフィ・ツールの非常に高エネルギーの光ビームにさらされたときに重合することがある。その結果生じる重合体(ポリマー)は光学要素を覆ってツールの像(イメージ)品質を低下させ、ツールを覆って位置合せの許容範囲を狭めることがある。汚染物質分子はさらに、フォトレジスト層によって吸着され、その光化学反応を妨害し、フォトレジスト欠陥の原因となることがある。従来のフィルタはこれらの空中浮遊分子の多くを除去できない。同様に、ツールのパージおよびツールの各種構成要素の操作のために使用されるガス流の中にも汚染物質分子が存在することがある。
米国公開特許公報第2003/0165418号 米国特許第6,232,706号 米国公開特許公報第2002/0090330号
したがって、フィルタを通した後の空気流またはガス流あるいはその両方の中の汚染物質の濃度が極めて低い必要がある用途向けの先進の化学的微粒子フィルタが求められている。
本発明は、化学的に活性の層を有するカーボン・ナノチューブ、またはカーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を有するカーボン・ナノチューブをろ材(フィルター媒体)として利用する。カーボン・ナノチューブの小さなサイズは大きな表面積を提供し、化学的に活性の層または化学的に反応性の基は、空気またはガス流中の汚染物質分子を引き寄せ、これと結合し、あるいはこれと化学反応するための場所を提供する。
本発明の第1の態様はカーボン・ナノチューブ・フィルタを形成する方法であり、この方法は、(a)炭素源およびカーボン・ナノチューブ触媒を用意するステップと、(b)炭素源をナノチューブ触媒と反応させることによってカーボン・ナノチューブを成長させるステップと、(c)カーボン・ナノチューブの上に化学的に活性の層を形成し、またはカーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を形成することによって、化学的に活性のカーボン・ナノチューブを形成するステップと、(d)化学的に活性のナノチューブをフィルタ・ハウジングの中に配置するステップとを含む。
本発明の第2の態様はフィルタであり、このフィルタは、フィルタ・ハウジングと、このフィルタ・ハウジングの中にあって、カーボン・ナノチューブの上に形成された化学的に活性の層を含み、またはカーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を含む化学的に活性のカーボン・ナノチューブとを含む。
本発明の第3の態様はフィルタであり、このフィルタは、フィルタ・ハウジングと、このフィルタ・ハウジングの中にあって、カーボン・ナノチューブの上に形成された化学的に活性の層を含み、またはカーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を含む化学的に活性のカーボン・ナノチューブと、この化学的に活性のカーボン・ナノチューブを含むろ材とを含む。
本発明の第4の態様は、ウェハの上面のフォトレジスト層を露光するための浸漬露光システムであり、このシステムは、光源、1つまたは複数の集束レンズ、マスク・ホルダ、スリット、浸漬ヘッドおよびウェハ・ステージを含む環境チャンバ(室)であって、光源、1つまたは複数の集束レンズ、マスク・ホルダ、スリットおよび浸漬ヘッドが光軸に対して整列されており、ウェハ・ステージが直交する異なる2つの方向に移動可能であり、それぞれの直交する方向が光軸と直交し、マスク・ホルダおよびスリットが直交する2つの方向のうちの1つの方向に移動可能であり、浸漬ヘッドが、平らな上面と側壁と下面開口とを有するチャンバを有し、この平らな上面が選択された光波長に対して透明である環境チャンバと、浸漬ヘッドのチャンバに浸液を満たすための手段であって、浸漬ヘッドのチャンバが光軸に対して整列し、さらに、環境チャンバの側壁のフィルタを含み、このフィルタは、フィルタ・ハウジングと、このフィルタ・ハウジングの中にあって、カーボン・ナノチューブの上に形成された化学的に活性の層を含み、またはカーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を含む化学的に活性のカーボン・ナノチューブとを含む手段と、さらに、最初にフィルタ内に、次いで環境チャンバの中へ、次いで環境チャンバの外へ空気または不活性ガスを強制的に流すための手段を含む。
本発明の特徴は請求項に記載されている。しかし本発明は、例示的な一実施形態の以下の詳細な説明を添付図面とともに参照することによって最もよく理解される。
カーボン・ナノチューブはより正確にはカーボン・フラーレンと呼ばれ、六角形および五角形に配置されたsp混成軌道を持つ炭素原子からなる閉じたかご形分子である。カーボン・フラーレンには2つのタイプ、すなわち「バッキー・ボール(bucky ball)」とも呼ばれる閉じた球状かご形フラーレンとフラーレン・チューブとがある。フラーレン・チューブにも2つのタイプ、すなわち中空管(hollowtube)のような構造体である単壁フラーレン・チューブと多壁フラーレン・チューブとがある。多壁フラーレンは同心円筒の集合体に似ている。本発明は、以後単壁ナノチューブ(single-wallnanotube:SWNT)と呼ぶ単壁カーボン・フラーレン、および以後多壁ナノチューブ(multi-wall nanotube:MWNT)と呼ぶ多壁カーボン・フラーレンを利用する。本発明の目的上、用語カーボン・ナノチューブ(CNT)はカーボンSWNTまたはカーボンMWNTを意味する。
化学的活性ナノチューブ・フィルタという用語は、化学的に活性の(アクティブ)層を有するカーボン・ナノチューブをろ材として含むフィルタ、または化学的に反応性の基を側壁に有するカーボン・ナノチューブをろ材として含むフィルタを指す。
図1から5は、CNTを製造する第1の方法を示す断面図である。図1では基板100が用意されている。基板100(または基板の最上位層)は、基板100の表面での触媒層の成長を許さない材料から形成されており、そのため基板の表面上ではCNTの成長は起こらない。なお、後に説明するように触媒(一例ではFe(鉄)原子)はガス流から供給される。一例では基板100がシリコン基板である。適当な基板の例にはこのほか、セラミック、金属、ガラス、プラスチックから形成された基板、あるいはポリシリコン、銅、金、ガラスまたはプラスチックの上位層を有する基板が含まれる。
図2では、基板100上にテンプレート層105が形成されている。テンプレート層105は、テンプレート層105の表面での触媒層の形成を可能とする材料から形成される。この触媒層が、テンプレート層の表面でのナノチューブの成長を触媒する。一例ではテンプレート層105が二酸化シリコンである。他の適当なテンプレート層の例にはこのほか、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化インジウムスズが含まれる。
図3では、テンプレート層105(図2参照)がパターン形成されてテンプレート・アイランド110が形成されている。テンプレート・アイランド110はパターン形成された触媒層と考えることができる。このプロセスは例えば、テンプレート層105の上面に保護フォトレジスト・アイランドを形成し、フォトレジスト・アイランドによって保護されていない部分のテンプレート層をエッチングで除去し、次いで保護フォトレジスト・アイランドを除去するフォトリソグラフィ・プロセスによって実行することができる。
あるいは、図2および3に関して説明したプロセスの代わりに、基板100上のシャドー・マスクを通したテンプレート・アイランド110の蒸着または付着を使用してもよい。シャドー・マスクの一例は貫通穴(スルーホール)のパターンを有する金属マスクである。蒸着または付着種はこれらの穴を通過し基板上に付着することができる。穴がないところでは蒸着種はシャドー・マスク上に付着する。
他の代替プロセスでは、テンプレート層をパターン形成せず、テンプレート層105の表面全体を1つの大きなテンプレート・アイランド110とする。
図4では、基板100およびテンプレート・アイランド110を、CNT前駆物質とCNT触媒からなる高温の蒸気混合物にさらすことによって、テンプレート・アイランド110上にCNT束115が成長している。一例では、CNT前駆物質がキシレンまたはキシレン異性体混合物(C10)であり、CNT触媒が、約600℃から約1100℃の間の温度に加熱されたフェロセン(Fe(C)である。CNT束115はテンプレート・アイランド110と同じ形状をとる。テンプレート・アイランド110が円形の場合には(円形の断面を有する)円筒形のCNT束が得られる。テンプレート・アイランド110が長方形の場合には長方形の断面を有する長方形のCNT束が得られる。CNT束115は長さL1および幅W1を有する。一例ではL1が約100ミクロンから約500ミクロンであり、W1が約10ミクロンから約50ミクロンである。一例では、この第1の方法によって形成されるそれぞれのCNT束115の個々のCNTが主に、直径約10Åから約2000ÅのMWNTである。
この第1のCNT形成方法に基づくCNTの形成のより詳細な議論が、米国公開特許公報第2003/0165418号に記載されている。
図5では、CNT束115の上に化学的に活性の層120が形成されており、CNT束が付着された基板100は次いでフィルタとしてパッケージ化される。化学的に活性の層120の形成は、それぞれのCNT束115のCNTの上に化学的に活性の層を形成すること、またはそれぞれのCNT束115のCNTの側壁に化学的に反応性の基を形成することを含む。化学的に活性の層の例には、二酸化オスミウム(OsO)、白金(Pt)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、Feまたは酸化シリコン(SiO)を含む層が含まれる。化学的に反応性の基の例には、アルキル基、アリール基、フルオロ基、ピロリジン基、水素、アミノ、アルデヒド、カルボキシル、アミド、イミノおよびスルホ基が含まれる。化学的に活性の層120の形成については後に詳細に論じる。
先に説明した第1のCNT形成方法の代替法では、テンプレート層105(図2参照)をパターン形成してテンプレート・アイランドを形成するステップを実施せず、CNTのランダム・アレイ(配列)を生成させる。
図6から10は、CNTを製造する第2の方法を示す断面図である。図6では基板125が用意されている。基板125(または基板の最上位層)は、ナノ多孔質表面層130を形成するように処理された材料から形成されている。一例では基板125がシリコン基板であり、ナノ多孔質層130が、細孔径約300nmの下位ナノ多孔質層の上に細孔径約3nmの上位ナノ多孔質層を含む。一例では、基板125が<100>結晶面方位を有するシリコンを含むときに、エタノール/フッ化水素酸混合物中での基板125の表面の電気化学エッチングによってナノ多孔質層130を形成する。
図7では、ナノ多孔質層130の上にテンプレート・アイランド135が形成されている。一例ではテンプレート・アイランド135がシャドー・マスクを通した鉄の蒸着によって形成される。
図8では、基板125、ナノ多孔質層130およびテンプレート・アイランド135(図7参照)が酸化されて、テンプレート・アイランドから触媒テンプレート・アイランド140が形成されている。ナノ多孔質層135の表面の触媒テンプレート・アイランド140によって保護されていない部分は二酸化シリコン層145に転化されている。テンプレート・アイランド135(図7参照)が鉄である例では、触媒テンプレート・アイランド140が酸化鉄を含む。酸化鉄は、その表面でのナノチューブの成長を可能とする(触媒する)材料である。したがって触媒テンプレート・アイランド140はパターン形成された触媒層と考えることができる。
図9では、基板125および触媒テンプレート・アイランド140を高温のCNT前駆物質蒸気にさらすことによって、触媒テンプレート・アイランド140上にCNT束150(それぞれのCNT束は多数の個々のCNTを含んでいる)が成長している。一例ではCNT前駆物質が約700℃に加熱されたエチレンである。触媒テンプレート・アイランド140が円形の場合には(円形の断面を有する)円筒形のCNT束が得られる。触媒テンプレート・アイランド140が長方形の場合には長方形の断面を有するCNT束が得られる。CNT束150は長さL2および幅W2を有する。一例ではL2が約30ミクロンから約250ミクロンであり、W2が約2ミクロンから約50ミクロンである。
この第2の方法に基づくCNTの形成のより詳細な議論が、米国特許第6,232,706号に記載されている。
図10では、それぞれのCNT束150のCNTの表面に化学的に活性の層120が形成されており、CNTが付着された基板125は次いでフィルタとしてパッケージ化される。化学的に活性の層120の形成については後に詳細に論じる。
先に説明した第2のCNT形成方法の第1の代替法では、シャドー・マスクを通して鉄を付着させる代わりにブランケット鉄層を付着させ、CNT束のランダム・アレイを生成させる。ブランケット鉄層は、蒸着によって、または濃鉄塩溶液を基板上にスピン・コートし次いで溶媒を蒸発させることによって付着させることができる。
先に説明した第2のCNT形成方法の第2の代替法では、多孔質基板を使用する代わりに、石英、セラミック、アルミナ、サファイア、シリカなどの基板上に触媒層またはパターン形成された触媒層を直接に形成する。
図11は、図1から4および図6から9に示した方法によって製造されたCNTの等角図である。図11では、基板160上にアイランド165が形成されている。アイランド165上にはCNT170が成長している。基板160は基板100(図1参照)または基板125(図6参照)を表す。アイランド165はテンプレート・アイランド110(図3参照)または触媒テンプレート・アイランド140(図8参照)を表す。CNT170はCNT115(図4参照)またはCNT束150(図9参照)を表す。CNT170は間隔を置いて行および列の形態に配置されており、行間の距離がS1、列間の距離がS2である。CNT170は高さH1を有する。間隔S1およびS2は製造時に選択することができ、高さH1は製造プロセス中に制御することができるので、間隔S1、S2および高さH1は、第1に、官能基をCNT170に付着する余地を与える十分な間隔を提供し、次いで空中を浮遊する汚染物質またはガス流中の汚染物質を付着された官能基が引き寄せて捕獲するのに最も効率的なCNT間の間隔を提供するように選択することができる。
図12は、カーボン・ナノチューブを製造する第3の方法の一プロセス・ステップを示す断面図である。本発明の第3の方法は、本発明の第1および第2の方法に関して先に説明したプロセスを利用するが、基板が平らではなく中空の円筒である点が異なる。図12では、円筒基板175が、図面の平面(紙面)から手前および奥へ向かって延びる縦軸180を有する。縦軸180と基板175の内面195との間には、開口190のパターンを有する円筒形のシャドー・マスク185が配置されており、シャドー・マスク185の開口190を通した蒸着または付着(例えば化学的気相堆積(CVD))によって触媒アイランド200が形成されている。次いでシャドー・マスクを除去し、先に説明した第1または第2の方法あるいは当技術分野で知られている他の方法を使用して、触媒アイランド200上にCNTを成長させる。
図13は、この第3のカーボン・ナノチューブ製造法によって製造されたCNTの端面図、図14は、図13の線4C−4Cで切った断面図である。図13では、触媒アイランド200上にCNTまたはCNT束205が成長されており、CNTまたはCNT束205は後に説明するように化学的に活性であり、次いでフィルタとしてパッケージ化される。図示のように、CNTまたはCNT束205の成長は、隣接するCNTまたはCNT束同士が接触する前に停止される。代替法では、絡み合ったCNTおよびCNT束が円筒基板175の内容積を埋めるように、CNTまたはCNT束205を成長させる。
図15は、第4の方法に従ってカーボン・ナノチューブを製造するための装置の概略図である。図15では、管305の中にターゲット300が置かれている。ターゲット300は炭素を含み、さらにカーボン・ナノチューブ触媒であるコバルト(Co)、Ni、Feなどの1種または数種の金属を含む。管305の周りを加熱要素310が取り囲んでいる。加熱要素310は管305の内部に加熱されたゾーン315を生成する。加熱されたゾーン315の外側の管305の下流端325には冷却された捕集装置(コレクタ)320が配置されている。レーザ(図示せず)によって生成させた第1のレーザ・ビーム330Aおよび任意選択の第2のレーザ・ビーム330Bを、管305の上流端335からターゲット300に当てる。ターゲット300と捕集装置320の間には任意選択のタングステン・ワイヤまたはメッシュ340が管305の直径全体にわたって張られている。ワイヤまたはメッシュ340は加熱されたゾーン315に配置されている。管の上流端335から管305の中へアルゴン、ヘリウムなどの不活性スイープ・ガスを導入する。
動作時には、ターゲット300を、約1100℃から約1300℃の間の温度に加熱する。任意選択でスイープ・ガスを、管305に入る前に加熱してもよい。一例では、スイープ・ガスを約400℃から約1500℃の間の温度に加熱する。捕集装置320は約50℃から約700℃の温度に維持する。レーザ・ビーム330A(および任意選択のレーザ・ビーム330B)がターゲット300の一部を、炭素蒸気と1種または数種のCo、NiまたはFe金属蒸気との混合物に転化させる。この炭素蒸気と1種または数種のCo、NiまたはFe金属蒸気との混合物はスイープ・ガスによって押し流され、加熱されたゾーン315の中でCNTを形成し、形成されたCNTは次いで捕集装置320上に集められる。CNTが成長するのは、VI族またはVIII族金属がそれぞれのCNTの成長端を触媒するためである。
ワイヤまたはメッシュ340が存在する場合、生み出されるCNTはより長くなる。生み出されるCNTが、ワイヤまたはメッシュと捕集装置320の間の距離と同じ長さになることもある。ワイヤまたはメッシュを使用するとき、ワイヤまたはメッシュ上に捕獲された「シード」CNTが最初に形成された後、VI族またはVIII族金属蒸気は必要なくなる。したがって、ターゲット300の代わりに炭素だけを含むターゲットを使用することができ、あるいはターゲット300の上流端がVI族またはVIII族金属を含み、ターゲットの大部分(バルク)が炭素だけを含むことができる。
ターゲット300にVI族またはVIII族金属が存在するときに生成されるCNTは主にSWNTである。それらは、約13.6ミクロンの直径および約0.1ミクロンから約1000ミクロンの長さを有することがある。CNTは捕集装置320のところで、マット状に一つに積み重なって絡み合った個々のCNTの集合として捕集される。
上記第4のCNT形成方法の第1の代替法では、ターゲット300の中にVI族またはVIII族金属が存在せず、ワイヤまたはメッシュ340が使用されず、そのためCNTではなく閉じた球状かご形フラーレンが生み出される。
(ワイヤまたはメッシュ340を利用して)CNTを形成する上記第4の方法の第2の代替法では、「シード」CNTが形成された後にレーザを止め、スイープ・ガスに炭化水素ガスを追加する。使用することができる炭化水素には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、オレフィン、環状または芳香族炭化水素あるいは他の任意の炭化水素が含まれる。
上記第4の方法によって生み出されたCNTではしばしば、含まれるVI族およびVIII金属、アモルファス炭素ならびに他の汚染物質を除去する必要がある。当技術分野ではこれを達成する多くの方法が知られている。一例では酸性酸化性溶液中でCNTマットを加熱する。「洗浄」後のCNTは多孔質ポリテトラフルオロエチレン・フィルタで集めることができる。
この第4のCNT形成方法に基づくCNTの形成のより詳細な議論が、米国公開特許公報第2002/0090330号に記載されている。
CNTマットを形成し清浄化した後、フィルタとしてパッケージ化する前に、CNTの上に化学的に活性の層を後述するように形成する。
活性の層(CNT上の化学的に活性の層またはCNTの側壁の化学的に反応性の基)の形成は、基板の上に形成されたCNTに対してCNTが基板上にある間に実施され、またはCNTマットの形態にあるCNTに対して実施される。
CNTの上に化学的に活性の層を形成する多くの例が知られており、そのいくつかを次に説明する。
第1の例では、25℃のトルエンの中でCNTを、波長254nmの光の照射下で四酸化オスミウム(OsO)と2時間混合して、CNTの表面上にOsOナノ結晶を形成させることによって、CNTの表面に二酸化オスミウム層を形成させる。
第2の例では、100℃の硝酸/硫酸混合物でCNTを30分間前処理し、このCNTを約700℃に加熱して約1時間置き、ヘキサクロロ白金酸のアルコール溶液と反応させ、次いで水素または窒素ガス中で700℃まで加熱することによって、CNTの表面に白金層を形成させる。CNTの長さ方向に沿って白金ナノ結晶が形成される。
第3の例では、CNTの上へのTi、Ni、Au、Pd、AlまたはFeの蒸着によって、CNTの表面にそれぞれTi、Ni、Au、Pd、AlまたはFe層を形成させる。金属の厚さは約0.5nmから約15nmである。TiはTiナノワイヤを、NiおよびPdは均一なコーティングを、Au、AlおよびFeは微粒子をCNTの表面に形成する。
第4の例では、約0.25%ポリエチルイミン水溶液に浸漬し、続いて乾燥させ、超音波攪拌下でテトラエトキシシラン(TEOS)水溶液と反応させることによって、CNTの上にSiO層を形成させる。このSiOの付着は、約25℃で約96時間後に終了させることができる。一例ではSiO層の厚さが約3nmである。
CNTの側壁に化学的に反応性の基を形成する多くの例が知られており、次にそのいくつかを説明する。
第1の例では、アルキルリチウムまたはアルキルマグネシウム(グリニャール)試薬をフッ化CNT(後のフッ化CNTの調製の項を参照されたい)と反応させることによって、CNTの側壁にアルキル基を付着させることができる。アルキルリチウム試薬の場合には、約25℃のヘキサン中で約5から約10分、フッ化CNTと反応させる。アルキルマグネシウム試薬の場合には、約25℃のテトラヒドロフラン(THF)中で4時間、フッ化CNTと反応させる。アルキル化剤との反応後にCNT上に存在する残留フッ素は、約25℃のヒドラジン/THF/イソプロパノール混合物を用いて約30分で除去することができる。
第2の例では、He、Arなどの不活性ガスで希釈したFガスとCNTを、約150℃から約60℃の温度で約1から4時間反応させることによって、CNTの側壁にフルオロ基を付着させることができる。
第3の例では、約25℃のアセトニトリル中でジアゾニウム塩とCNTを反応させることによってCNTの側壁にアリール基を付着させることができ、CNTの炭素原子の5%がアリール化される。あるいは、この反応を、アリールアミンおよび亜硝酸イソアミルをそのままで(in situ)ジアゾニウム塩源として使用して、オルトジクロロベンゼンとTHFの5:1混合物の中で約55℃から約60℃の温度で約48時間実施してもよい。CNT側壁に付着されたアリール基は、官能性エステル、ニトロ、アルキル、カルボキシル、アルキルエーテルおよびアセチレン部分を有するジアゾニウム塩を使用することによって置換することができる。
第4の例では、ジメチルホルムアミド(DMF)溶媒中でアルデヒドおよびN置換グリシン誘導体とCNTとを約130℃で約48時間反応させることによって、ピロリジン基および置換ピロリジン基、例えばアルキル置換、アルキルエーテル置換およびアリール置換ピロリジン基をCNTの側壁に付着させることができる。
第5の例では、液体アンモニア中でリチウム金属と反応させることによって、CNTの側壁に水素を付着させることができ、CNTの炭素原子の約10%が水素化される。
第6の例では、低圧アンモニア・プラズマまたは低圧エチレンジアミン・プラズマにCNTを暴露することによって、CNTの側壁にアミノ基を付着させることができる。例示的なプラズマ条件は、圧力約0.3トル、RF周波数約200kHz、RF電力約20ワット、約25℃、約1分である。例えばシアノホウ水素化ナトリウムを還元剤として使用した、付着されたイミン基(後述)の化学還元によっても、CNTの上にアミンを生成することができる。
第7の例では、低圧アセトアルデヒド・プラズマにCNTを暴露することによってCNTの側壁にアルデヒド基を付着させることができる。例示的なプラズマ条件は、圧力約0.3トル、RF周波数約200kHz、RF電力約20ワット、約25℃、約1分である。
第8の例では、低圧酢酸プラズマにCNTを暴露することによってCNTの側壁にカルボキシル基を付着させることができる。例示的なプラズマ条件は、圧力約0.3トル、RF周波数約200kHz、RF電力約20ワット、約25℃、約1分である。
第9の例では、CNTの側壁にアミド基を付着させることができる。アミド官能基は、約25℃のEDC(1−エチル−3−(ジメチルアミノプロピル)カルボ−ジ−イミド)カップリング剤の存在下で、CNTのカルボン酸誘導体(前述)をアミンと水性反応させることによって生成することができる。
第10の例では、アルキルアミン蒸気またはアンモニア蒸気との反応により、付着されたアルデヒド基(前述)をイミノ基に転化させることによって、CNTの側壁にイミノ基を付着させることができる。付着されたイミノ基は、アミン官能基化CNT(前述)とケトンまたはアルデヒドとの反応によっても生成することができる。一例ではこれらの反応が、約25℃、pH約6から約8の水溶液中で約24時間かけて達成される。
第11の例では、Nの中にSOを約1重量%含む混合物を用いた約25℃、約2から約5分の気相スルホン化によって、CNTの側壁にスルホ基を付着させることができる。最初にアセトアルデヒド・プラズマ処理またはアルカン・プラズマ処理(メタン、エタン、プロパン、ヘキサンなど)を実行して、CNTの表面上に炭化水素を形成させる。
次のステップは、化学的に活性の層を有するCNTまたは側壁に化学的に反応性の基を有するCNTをフィルタとしてパッケージ化するステップである。
図16は、本発明に基づく例示的な第1の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図、図17は、図16の線6B−6Bで切った断面図である。図16および17では、多数のCNT405を有する単一の基板400が、入口(インレット)415および出口(アウトレット)420を有するフィルタ・ハウジング410の中に入れられている。CNT405はCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。
図18は、本発明に基づく例示的な第2の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図、図19は、図18の線7B−7Bで切った断面図である。図18および19では、多数のCNT405Aをそれぞれが有する複数の基板400Aおよび多数のCNT405Bをそれぞれが有する複数の基板400Bが、入口430および出口435を有するフィルタ・ハウジング425の中に入れられている。CNT405AはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。CNT405BはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。化学的に活性の層または化学的に反応性の基はCNT405AとCNT405Bとで同じでもよいし、あるいはCNT405Aの上の化学的に活性の層または化学的に反応性の基が、CNT405Bの上の化学的に活性の層または化学的に反応性の基とは異なっていてもよい。基板400A/CNT405Aセットおよび基板400B/CNT405Bセットの数を増やすことによって、フィルタに通される空気またはガスの流量を増大させることができ、および/またはフィルタの寿命を延ばすことができる。CNT405Aと405Bの上の化学的に活性の層または化学的に反応性の基を異なるものにすることによって、複数の異なる汚染物質を空気から除去することができる。異なる化学的に活性の層または化学的に反応性の基をそれぞれが有する基板/CNTの組合せを、その特定のフィルタリング用途が必要とする数だけ使用することができる。
図20は、本発明に基づく例示的な第3の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図、図21は、図20の線8B−8Bで切った断面図である。図20および21では、多数のCNT445を有する単一の中空円筒基板440が、入口455および出口460を有する中空円筒フィルタ・ハウジング450の中に入れられている。CNT440はCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。
図22は、図20および21の例示的な第3の化学的活性ナノチューブ・フィルタを延長したものである。図22では、多数のCNT445Aを有する中空円筒基板440Aおよび多数のCNT445Bを有する中空円筒基板440Bが、入口470および出口475を有する中空円筒フィルタ・ハウジング465の中に入れられている。CNT445AはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。CNT445BはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。化学的に活性の層または化学的に反応性の基はCNT445AとCNT445Bとで同じでもよいし、あるいはCNT445Aの上の化学的に活性の層または化学的に反応性の基が、CNT445Bの上の化学的に活性の層または化学的に反応性の基とは異なっていてもよい。多数のCNTをそれぞれが有する3つ以上の中空円筒基板をフィルタ・ハウジングの中に直列に配置してもよい。
図23は、本発明に基づく例示的な第4の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図、図24は、図23の線9B−9Bで切った断面図である。図23および24では、多数のCNT490Aを有する中空円筒基板485Aからなる第1の層480A、多数のCNT490Bを有する中空円筒基板485Bからなる第2の層480Bおよび多数のCNT490Cを有する中空円筒基板485Cからなる第3の層480Cが、入口面500および出口面505を有するフィルタ・ハウジング495の中に入れられている。層480Bは層480Aと480Cの間に配置されている。個々の中空円筒基板485A、485Bおよび485Cは、入口面500からフィルタ・ハウジング495に入った空気またはガスが、多数のそれぞれのCNT490A、490Bおよび490Cを通過し、出口面505からフィルタ・ハウジングを出ることができるように配置されている。シーラント510は個々の中空円筒基板485A、485Bおよび485Cを、フィルタ・ハウジング495に対しておよび互いに対して所定の位置に保持する。基板485A、485Bおよび485C間の空間はシーラントで満たされており、空気またはガスは強制的に基板485A、485Bおよび485CのCNTの中に通される。CNT490A、490Bおよび490CはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。化学的に活性の層または化学的に反応性の基はCNT490A、490Bおよび490Cで同じでもよいし、あるいは、CNT490A、490Bおよび490Cの上の化学的に活性の層または化学的に反応性の基が互いに異なっていてもよい。3つの層480A、480Bおよび480Cが示されているが、ハウジングには図23および24に示した方法で1つの層だけを入れ、または必要な数の層を入れることができる。
図25は、本発明に基づく例示的な第5の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図、図26は、図25の線10B−10Bで切った断面図である。図25および26では、多数のCNT525Aを有する基板520Aからなる第1の層515A、多数のCNT525Bを有する基板520Bからなる第2の層515B、および多数のCNT525Cを有する基板520Cからなる第3の層515Cが、入口面530および出口面535を有するフィルタ・ハウジング540の中に入れられている。層515Bは層515Aと515Cの間に配置されている。個々の基板520A、520Bおよび520Cは、入口面530からフィルタ・ハウジング540に入った空気またはガスが、多数のそれぞれのCNT525A、525Bおよび525Cを通過し、出口面535からフィルタ・ハウジングを出ることができるように配置されている。シーラント545は個々の基板520A、520Bおよび520Cを、フィルタ・ハウジング540に対しておよび互いに対して所定の位置に保持する。シーラントが外縁の基板520A、520Bおよび520C上のCNTを目詰まりさせることを防ぐために、層515A、515Bおよび515Cの周囲には、任意選択の薄いシース(覆い)550が配置されている。CNT525A、525Bおよび525CはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。化学的に活性の層または化学的に反応性の基はCNT525A、525Bおよび525Cで同じでもよいし、あるいはCNT525A、525Bおよび525Cの表面の化学的に活性の層または化学的に反応性の基が互いに異なっていてもよい。3つの層515A、515Bおよび515Cが示されているが、ハウジングには図25および26に示した方法で1つの層だけを入れ、または必要な数の層を入れることができる。
図27は、本発明に基づく例示的な第6の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図、図28は、図27の線11B−11Bで切った断面図である。図27および28では、化学的に活性のCNTのマットが充てんされた多孔壁容器(コンテナ)565Aからなる第1の層560A、化学的に活性のCNTのマットが充てんされた多孔壁容器565Bからなる第2の層560B、化学的に活性のCNTのマットが充てんされた多孔壁容器565Cからなる第3の層560C、化学的に活性のCNTのマットが充てんされた多孔壁容器565Dからなる第4の層560D、および化学的に活性のCNTのマットが充てんされた多孔壁容器565Eからなる第5の層560Eが、入口面575および出口面580を有するフィルタ・ハウジング574の中に入れられている。層560Cは最も内側の層であり、層560Bと560Dの間に配置されている。層560Bは層560Aと560Cの間に配置されている。層560Dは層560Cと560Eの間に配置されている。入口面575からフィルタ・ハウジング570に入った空気またはガスは、それぞれ多孔質容器565A、565B、565C、565Dおよび525Eからなるそれぞれの層560A、560B、560C、560Dおよび560Eを通過し、出口面580からフィルタ・ハウジングを出る。多孔質容器565A、565B、565C、565Dおよび525Eの中のCNTマットはCNTの上に化学的に活性の層を有し、またはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する。化学的に活性の層または化学的に反応性の基は多孔質容器565A、565B、565C、565Dおよび525EのCNTマット間で同じでもよいし、あるいは一部または全ての多孔質容器565A、565B、565C、565Dおよび525EのCNTマットの化学的に活性の層または化学的に反応性の基が互いに異なっていてもよい。5つの層560A、560B、560C、560Dおよび560Eが示されているが、ハウジングには図27および28に示した方法で1つの層だけを入れ、または必要な数の層を入れることができる。
図29は、本発明に基づく修正HEPAフィルタ(modified highefficiency particulate air filter)の断面図である。図29では、フィルタ・アセンブリ580が、HEPAフィルタ590と任意選択の前置フィルタ595との間に化学的活性CNTフィルタ585を含む。化学的活性CNTフィルタは、図23および24、図25および26または図27および28に示し先に説明したフィルタ、あるいは化学的に活性のコーティングを有しまたは側壁に化学的に反応性の基を有する化学的に活性のCNTのマットまたはマットの集合体とすることができる。
図30は、本発明に基づく化学的活性ナノチューブ・フィルタを製造する方法の流れ図である。ステップ600では基板を用意する。ステップ605では基板上に触媒層を形成する。任意選択でこの触媒層をパターン形成してもよい。ステップ610では触媒層上にCNTを形成する。ステップ600、605および610の代わりにステップ615および620を実行してもよい。ステップ615ではCNT前駆物質およびCNT触媒を用意する。ステップ620ではCNTマットを形成する。ステップ625では、CNTの上に活性の層を形成し、またはCNTの側壁に反応性の基を形成することによって、ステップ610による基板上のCNTまたはステップ620によるCNTマット中のCNTを化学的に活性化させる。ステップ630では、化学的に活性のCNTを有する基板または化学的に活性のCNTマットをフィルタ・ハウジングの中に入れる。
図31は、本発明に基づく化学的活性ナノチューブ・エア・フィルタが組み込まれた例示的な浸漬リソグラフィ・システムの図である。図31では浸漬リソグラフィ・システム700が制御環境チャンバ705および制御装置(コントローラ)710を含む。制御環境チャンバ705の中には、集束ミラー715、光源720、第1の集束レンズ(またはレンズ・セット)725、マスク730、露光スリット735、第2の集束レンズ(またはレンズ・セット)740、最終集束レンズ745、浸漬ヘッド750およびウェハ・チャック755が含まれる。浸漬ヘッド750は、透明窓760、中央チャンバ部分765、周囲プレート部分770、浸液入口775Aおよび浸液出口775Bを含む。浸液785は中央チャンバ部分765を満たし、ウェハ790の上面788のフォトレジスト層786と接触する。プレート部分770はフォトレジスト層786に十分に近接して配置されて、プレート部分770の下にメニスカス792を形成する。窓760は、フォトレジスト層786を露光するために選択された光の波長に対して透明でなければならない。一例では、約190nm以下の波長に対して窓760が透明である。
集束ミラー715、光源720、第1の集束レンズ725、マスク730、露光スリット735、第2の集束レンズ740、最終集束レンズ745および浸漬ヘッド750は全て、Z方向を定義する光軸800に沿って整列している。X方向は、Z方向と直交しかつ図面の平面内にある方向と定義される。Y方向は、X方向とZ方向の両方と直交する方向と定義される。制御装置710の指示の下でウェハ・チャック755をXおよびY方向に移動させて、フォトレジスト層786の中に露光されたフォトレジストの領域と露光されていないフォトレジストの領域とを形成することができる。XYステージが移動すると、フォトレジスト層786の新しい部分が浸液785と接触し、以前に浸漬されていたフォトレジスト層の部分は浸液との接触を解消する。制御装置710の制御下でマスク730およびスリット735をY方向に移動させて、マスク730上の像(図示せず)をフォトレジスト層786上へ走査して結像させることができる。一例では、マスク730上の像が、プリント(転写)される像の1倍(×1)から10倍(×10)の拡大像であり、1つまたは複数の集積回路チップ像を含む。
露光が完了したら、浸液785をこぼすことなく制御環境チャンバ705からウェハ790を取り出さなければならない。そのために制御環境チャンバ705はカバー・プレート795をさらに含み、このカバー・プレートは、ウェハ・チャックが浸漬ヘッド750の下の位置から移動するときにまずウェハ・チャック755と接触し、次いでウェハ・チャックとともに移動して、ウェハ・チャックに代わって浸漬ヘッド750の下に収まるように移動させることができる。
制御環境チャンバ705は供給プレナム805および排出プレナム810を含む。空気または不活性ガスは、供給プレナム805からフィルタ815、制御環境チャンバ705を通して排出プレナム810に送られる。制御環境チャンバ705の中を流れる空気または不活性ガスの中の汚染物質とさまざまな反応を引き起こし、これらの汚染物質を不必要な重合体としてツールの構成要素およびウェハ790の上に付着させることがある浸漬リソグラフィ・システム700で使用される高エネルギーで高強度の光のため、フィルタ815は、化学的に活性の層を有しまたはCNTの側壁に化学的に反応性の基を有する化学的に活性のCNTを含む。化学的に活性のCNTの調製については以前に説明した。図23および24、図25および26、図27および28または図29に示し先に説明した任意のフィルタをフィルタ815として使用することができる。
図31には浸漬露光システムを示したが、本発明は任意のリソグラフィ・システムに適用可能である。
したがって本発明は、フィルタを通した後の空気流またはガス流あるいはその両方の中の汚染物質の濃度が極めて低い必要がある用途向けの先進の化学的微粒子フィルタを提供する。
本発明の理解を提供するため、以上に本発明の実施形態を説明した。本発明は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない当業者には明白なさまざまな修正、再配置および置換が可能性であることを理解されたい。例えば、CNTを形成する複数の方法を提示したが、当技術分野で知られている他の方法をこれらの代わりに使用してもよい。同様に、CNTに官能基性を追加する複数の例を提示したが、CNTに官能基性を追加する当技術分野で知られている他の方法をこれらの代わりに使用してもよい。さらに、CNTおよびCNT束は、多孔質基板、すなわちろ過中の流体が通り抜けることができる基板上に形成することができ、その場合、この基板は、フィルタ内での流体の流れに垂直なフィルタ・ホルダの中に付着させることができ、CNTまたはCNT束は流体流の上流側に配置される。したがって、請求項は、このような全ての修正および変更を、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとしてカバーする。
カーボン・ナノチューブを製造する第1の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第1の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第1の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第1の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第1の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第2の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第2の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第2の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第2の方法を示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第2の方法を示す断面図である。 図1から4および図6から9に示した方法によって製造されたカーボン・ナノチューブの等角図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第3の方法の一プロセス・ステップを示す断面図である。 カーボン・ナノチューブを製造する第3の方法によって製造されたナノチューブの端面図である。 図13の線4C−4Cで切った断面図である。 第4の方法に従ってカーボン・ナノチューブを製造するための装置の概略図である。 本発明に基づく例示的な第1の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図である。 図16の線6B−6Bで切った断面図である。 本発明に基づく例示的な第2の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図である。 図18の線7B−7Bで切った断面図である。 本発明に基づく例示的な第3の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図である。 図20の線8B−8Bで切った断面図である。 図20および21の例示的な第3の化学的活性ナノチューブ・フィルタを延長したフィルタを示す図である。 本発明に基づく例示的な第4の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図である。 図23の線9B−9Bで切った断面図である。 本発明に基づく例示的な第5の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図である。 図25の線10B−10Bで切った断面図である。 本発明に基づく例示的な第6の化学的活性ナノチューブ・フィルタの断面図である。 図27の線11B−11Bで切った断面図である。 本発明に基づく修正HEPAフィルタの断面図である。 本発明に基づく化学的活性ナノチューブ・フィルタを製造する方法の流れ図である。 本発明に基づく化学的活性ナノチューブ・エア・フィルタが組み込まれた例示的な浸漬リソグラフィ・システムの図である。
符号の説明
100 基板
105 テンプレート層
110 テンプレート・アイランド
115 CNT束
120 化学的に活性の層
125 基板
130 ナノ多孔質表面層
135 テンプレート・アイランド
140 触媒テンプレート・アイランド
145 二酸化シリコン層
150 CNT束
160 基板
165 アイランド
170 CNT
175 円筒基板
180 縦軸
185 シャドー・マスク
190 シャドー・マスクの開口
195 基板の内面
200 触媒アイランド
205 CNTまたはCNT束
300 ターゲット
305 管
310 加熱要素
315 加熱されたゾーン
320 捕集装置
325 管の下流端
330A 第1のレーザ・ビーム
330B 第2のレーザ・ビーム
335 管の上流端
340 タングステン・ワイヤまたはメッシュ
400 基板
400A 基板
400B 基板
405 CNT
405A CNT
405B CNT
410 フィルタ・ハウジング
415 入口
420 出口
425 フィルタ・ハウジング
430 入口
435 出口
440 中空円筒基板
440A 中空円筒基板
440B 中空円筒基板
445 CNT
445A CNT
445B CNT
450 中空円筒フィルタ・ハウジング
455 入口
460 出口
465 中空円筒フィルタ・ハウジング
470 入口
475 出口
480A 中空円筒基板の第1の層
480B 中空円筒基板の第2の層
480C 中空円筒基板の第3の層
485A 中空円筒基板
485B 中空円筒基板
485C 中空円筒基板
490A CNT
490B CNT
490C CNT
495 フィルタ・ハウジング
500 入口面
505 出口面
510 シーラント
515A 基板の第1の層
515B 基板の第2の層
515C 基板の第3の層
520A 基板
520B 基板
520C 基板
525A CNT
525B CNT
525C CNT
530 入口面
535 出口面
540 フィルタ・ハウジング
545 シーラント
550 シース
560A 多孔壁容器の第1の層
560B 多孔壁容器の第2の層
560C 多孔壁容器の第3の層
560D 多孔壁容器の第4の層
560E 多孔壁容器の第5の層
565A 多孔壁容器
565B 多孔壁容器
565C 多孔壁容器
565D 多孔壁容器
565E 多孔壁容器
570 フィルタ・ハウジング
575 入口面
580 出口面
580 フィルタ・アセンブリ
585 化学的活性CNTフィルタ
590 HEPAフィルタ
595 前置フィルタ
700 浸漬リソグラフィ・システム
705 制御環境チャンバ
710 制御装置
715 集束ミラー
720 光源
725 第1の集束レンズ
730 マスク
735 露光スリット
740 第2の集束レンズ
745 最終集束レンズ
750 浸漬ヘッド
755 ウェハ・チャック
760 透明窓
765 中央チャンバ部分
770 周囲プレート部分
775A 浸液入口
775B 浸液出口
785 浸液
786 フォトレジスト層
788 ウェハの上面
790 ウェハ
792 メニスカス
795 カバー・プレート
805 供給プレナム
810 排出プレナム
815 フィルタ

Claims (42)

  1. カーボン・ナノチューブ・フィルタを形成する方法であって、
    (a)炭素源およびカーボン・ナノチューブ触媒を用意するステップと、
    (b)前記炭素源を前記ナノチューブ触媒と反応させることによってカーボン・ナノチューブを成長させるステップと、
    (c)前記カーボン・ナノチューブの上に化学的に活性の層を形成し、または前記カーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を形成することによって、化学的に活性のカーボン・ナノチューブを形成するステップと、
    (d)前記化学的に活性のナノチューブをフィルタ・ハウジングの中に配置するステップと
    を含む方法。
  2. 前記ナノチューブ触媒が、基板上または前記基板上のテンプレート層上の前記ナノチューブ触媒の層として提供される、請求項1に記載の方法。
  3. ステップ(a)がさらに、
    前記カーボン・ナノチューブ触媒の前記層をパターン形成して、カーボン・ナノチューブ触媒のアイランドを形成し、または前記カーボン・ナノチューブ触媒の層を含む前記テンプレート層のアイランドを形成するステップ
    を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記基板が平らであり、前記カーボン・ナノチューブが前記ナノチューブ触媒の前記層の上面に成長しており、前記ナノチューブ触媒の前記層が前記基板の上面にあり、または前記基板が中空円筒であり、前記カーボン・ナノチューブが前記ナノチューブ触媒層の前記上面に成長しており、前記ナノチューブ触媒層が前記基板の内面にある、請求項2に記載の方法。
  5. 前記カーボン・ナノチューブが前記基板に付着されている間にステップ(c)および(d)が実行される、請求項2に記載の方法。
  6. 前記基板が、シリコン、セラミック、ガラス、プラスチック、ポリシリコン、銅および金からなるグループから選択された材料を含む、請求項2に記載の方法。
  7. 前記カーボン・ナノチューブ触媒がコバルト、ニッケルおよび鉄からなるグループから選択された、請求項2に記載の方法。
  8. ステップ(d)で、前記カーボン・ナノチューブがカーボン・ナノチューブのマットの形態をとる、請求項1に記載の方法。
  9. 前記化学的に活性の層が、酸化オスミウム、白金、チタン、ニッケル、金、パラジウム、アルミニウム、鉄または酸化シリコンを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記化学的に反応性の基が、アルキル基、フルオロ基、アリール基、ピロリジン基、水素、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミド基、イミノ基およびスルホ基からなる基から選択された、請求項1に記載の方法。
  11. 前記カーボン・ナノチューブが単壁カーボン・ナノチューブまたは多壁カーボン・ナノチューブである、請求項1に記載の方法。
  12. フィルタ・ハウジングと、
    前記フィルタ・ハウジングの中にあって、カーボン・ナノチューブの上に形成された化学的に活性の層を含み、または前記カーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を含む化学的に活性のカーボン・ナノチューブと
    を含むフィルタ。
  13. 基板をさらに含み、前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが、前記基板または前記基板上のテンプレート層に結合されている、
    請求項12に記載のフィルタ。
  14. 前記基板が平らであり、前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが触媒層の上面に結合されており、前記触媒層が前記基板の上面に結合されており、または前記基板が中空円筒であり、前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが触媒層の前記上面に結合されており、前記触媒層が前記基板の内面に結合されている、請求項13に記載のフィルタ。
  15. 前記基板が、シリコン、セラミック、ガラス、プラスチック、ポリシリコン、銅および金からなるグループから選択された材料を含む、請求項13に記載のフィルタ。
  16. 基板をさらに含み、それぞれの前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブの末端が前記基板に結合されている、
    請求項12に記載のフィルタ。
  17. 基板をさらに含み、それぞれの前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブの末端が前記基板の表面上のカーボン・ナノチューブ触媒層に結合されている、
    請求項12に記載のフィルタ。
  18. 前記基板が、二酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化インジウムスズを含む、請求項17に記載のフィルタ。
  19. 前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブがカーボン・ナノチューブのマットの形態をとる、請求項12に記載のフィルタ。
  20. 前記化学的に活性の層が、酸化オスミウム、白金、チタン、ニッケル、金、パラジウム、アルミニウム、鉄または酸化シリコンを含む、請求項12に記載のフィルタ。
  21. 前記化学的に反応性の基が、アルキル基、フルオロ基、アリール基、ピロリジン基、水素、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミド基、イミノ基およびスルホ基からなる基から選択された、請求項12に記載のフィルタ。
  22. 前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが単壁カーボン・ナノチューブまたは多壁カーボン・ナノチューブである、請求項12に記載のフィルタ。
  23. フィルタ・ハウジングと、
    前記フィルタ・ハウジングの中にあって、カーボン・ナノチューブの上に形成された化学的に活性の層を含み、または前記カーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を含む化学的に活性のカーボン・ナノチューブと、
    前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブを含むろ材と
    を含むフィルタ。
  24. 前記ろ材が、それぞれの前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブの末端が結合した基板、または前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブのマットの形態の前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブを含む多孔壁容器を含む、請求項23に記載のフィルタ。
  25. 前記化学的に活性のナノチューブが、前記フィルタの入口面および出口面に平行な2つ以上の層として配置された、請求項23に記載のフィルタ。
  26. 前記化学的に活性のナノチューブが、前記フィルタ・ハウジング内でのガス流の意図された方向に垂直な2つ以上の層として配置された、請求項23に記載のフィルタ。
  27. 前記化学的に活性のナノチューブが2つ以上の層として配置され、前記2つ以上の層のうちの少なくとも2つの異なる層の化学的に活性のナノチューブが、互いに異なる化学的に活性の層または互いに異なる化学的に反応性の基を有する、請求項23に記載のフィルタ。
  28. 前記ろ材が2つ以上の層として配置され、前記2つ以上の層のうちの少なくとも2つの異なる層のろ材の中の化学的に活性のナノチューブが、互いに異なる化学的に活性の層または互いに異なる化学的に反応性の基を有する、請求項23に記載のフィルタ。
  29. 前記ろ材がHEPAフィルタであり、前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが、前記HEPAフィルタの表面にマットとして形成された、請求項23に記載のフィルタ。
  30. 前記化学的に活性の層が、酸化オスミウム、白金、チタン、ニッケル、金、パラジウム、アルミニウム、鉄または酸化シリコンを含む、請求項23に記載のフィルタ。
  31. 前記化学的に反応性の基が、アルキル基、フルオロ基、アリール基、ピロリジン基、水素、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミド基、イミノ基およびスルホ基からなるグループから選択された、請求項23に記載のフィルタ。
  32. 前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが単壁カーボン・ナノチューブまたは多壁カーボン・ナノチューブである、請求項23に記載のフィルタ。
  33. ウェハの上面のフォトレジスト層を露光するための露光システムであって、
    光源、1つまたは複数の集束レンズ、マスク・ホルダ、スリットおよびウェハ・ステージを含む環境チャンバであって、前記光源、前記1つまたは複数の集束レンズ、前記マスク・ホルダおよび前記スリットが光軸に対して整列されており、前記ウェハ・ステージが直交する異なる2つの方向に移動可能であり、それぞれの前記直交する方向が前記光軸と直交し、前記マスク・ホルダおよび前記スリットが前記直交する2つの方向のうちの1つの方向に移動可能である環境チャンバと、
    前記環境チャンバの側壁のフィルタと
    を含み、前記フィルタが、
    フィルタ・ハウジングと、
    前記フィルタ・ハウジングの中にあって、カーボン・ナノチューブの上に形成された化学的に活性の層を含み、または前記カーボン・ナノチューブの側壁に化学的に反応性の基を含む化学的に活性のカーボン・ナノチューブと
    を含み、
    さらに、
    最初に前記フィルタ内に、次いで前記環境チャンバの中へ、次いで前記環境チャンバの外へ空気または不活性ガスを強制的に流すための手段
    を含む露光システム。
  34. それぞれの前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブの末端が基板に結合されており、または前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブがマットの形態で多孔壁容器の中に含まれる、請求項33に記載の露光システム。
  35. 前記化学的に活性のナノチューブが、前記フィルタの入口面および出口面に平行な2つ以上の層として配置された、請求項33に記載の露光システム。
  36. 前記化学的に活性のナノチューブが、前記フィルタ・ハウジング内でのガス流の意図された方向に垂直な2つ以上の層として配置された、請求項33に記載の露光システム。
  37. 前記化学的に活性のナノチューブが2つ以上の層として配置され、前記2つ以上の層のうちの少なくとも2つの異なる層の化学的に活性のナノチューブが、互いに異なる化学的に活性の層または互いに異なる化学的に反応性の基を有する、請求項33に記載の露光システム。
  38. 前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブがHEPAフィルタの表面にマットとして形成された、請求項33に記載の露光システム。
  39. 前記化学的に活性の層が、酸化オスミウム、白金、チタン、ニッケル、金、パラジウム、アルミニウム、鉄または酸化シリコンを含む、請求項33に記載の露光システム。
  40. 前記化学的に活性の基が、アルキル基、フルオロ基、アリール基、ピロリジン基、水素、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミド基、イミノ基およびスルホ基からなるグループから選択された、請求項33に記載の露光システム。
  41. 前記化学的に活性のカーボン・ナノチューブが単壁カーボン・ナノチューブまたは多壁カーボン・ナノチューブである、請求項33に記載の露光システム。
  42. 浸漬ヘッドをさらに含み、前記浸漬ヘッドが、上面と側壁と下面開口とを有するチャンバを有し、前記上面が選択された光波長に対して透明であり、さらに、
    前記浸漬ヘッドの前記チャンバに浸液を満たすための手段を含み、前記浸漬ヘッドの前記チャンバが前記光軸に対して整列した、
    請求項33に記載の露光システム。
JP2005312981A 2004-11-19 2005-10-27 カーボン・ナノチューブを形成する方法、フィルタ、露光システム(化学的に修飾されたカーボン・ナノチューブ構造を含む化学的微粒子フィルタ) Expired - Fee Related JP5051997B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/904,633 US7459013B2 (en) 2004-11-19 2004-11-19 Chemical and particulate filters containing chemically modified carbon nanotube structures
US10/904633 2004-11-19

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006150348A true JP2006150348A (ja) 2006-06-15
JP2006150348A5 JP2006150348A5 (ja) 2008-08-14
JP5051997B2 JP5051997B2 (ja) 2012-10-17

Family

ID=36629253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005312981A Expired - Fee Related JP5051997B2 (ja) 2004-11-19 2005-10-27 カーボン・ナノチューブを形成する方法、フィルタ、露光システム(化学的に修飾されたカーボン・ナノチューブ構造を含む化学的微粒子フィルタ)

Country Status (3)

Country Link
US (5) US7459013B2 (ja)
JP (1) JP5051997B2 (ja)
CN (1) CN100425321C (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305422A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sharp Corp フィルター、その製造方法、空気清浄装置
JP2013523587A (ja) * 2010-04-09 2013-06-17 ユーシーエル ビジネス パブリック リミテッド カンパニー 分離方法
WO2016117198A1 (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 国立大学法人静岡大学 開口基板
WO2016117197A1 (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 国立大学法人静岡大学 Cntフォレスト、cntフォレストの製造方法、紡績源部材、構造体および構造体の製造方法
KR101871036B1 (ko) * 2016-02-22 2018-06-25 부산대학교 산학협력단 탄소 기반의 3차원 하이브리드 구조체, 이의 제조 방법 및 멤브레인 필터

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7459013B2 (en) * 2004-11-19 2008-12-02 International Business Machines Corporation Chemical and particulate filters containing chemically modified carbon nanotube structures
CN101873992B (zh) * 2006-02-07 2013-11-06 哈佛大学校长及研究员协会 碳纳米管的气相官能化
EP2125212A2 (en) 2007-03-23 2009-12-02 Lydall, Inc. Substrate for carrying catalytic particles
US8919428B2 (en) * 2007-10-17 2014-12-30 Purdue Research Foundation Methods for attaching carbon nanotubes to a carbon substrate
US7901475B2 (en) * 2008-01-18 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel particulate filter with zoned resistive heater
US7993524B2 (en) * 2008-06-30 2011-08-09 Nanoasis Technologies, Inc. Membranes with embedded nanotubes for selective permeability
US9079775B2 (en) 2008-07-03 2015-07-14 Ucl Business Plc Method for separating nanomaterials
SG10201401475UA (en) 2008-07-03 2014-08-28 Ucl Business Plc Method For Dispersing And Separating Nanotubes
CN102119363B (zh) * 2008-08-05 2015-10-21 斯莫特克有限公司 用于光刻的高深宽比模板、制作相同模板的方法、以及这种模板在纳米级基板射孔中的应用
US8105411B2 (en) * 2008-08-28 2012-01-31 Illinois Tool Works Inc. Fluid filter system and method
US8192685B2 (en) * 2008-11-04 2012-06-05 Advanced Concepts And Technologies International, L.L.C. Molecular separators, concentrators, and detectors preparatory to sensor operation, and methods of minimizing false positives in sensor operations
WO2010093926A2 (en) 2009-02-13 2010-08-19 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc Composite materials formed with anchored nanostructures
WO2010093932A2 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc Anchored nanostructure materials and ball milling method of fabrication
US8318250B2 (en) * 2009-02-13 2012-11-27 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc Anchored nanostructure materials and method of fabrication
US8945691B2 (en) * 2009-02-13 2015-02-03 Consolidated Nuclear Security, LLC Nano-material and method of fabrication
US8541058B2 (en) * 2009-03-06 2013-09-24 Timothy S. Fisher Palladium thiolate bonding of carbon nanotubes
JP4948676B2 (ja) * 2009-03-12 2012-06-06 独立行政法人科学技術振興機構 有機修飾カーボンナノチューブの製造方法
WO2010126686A2 (en) * 2009-04-07 2010-11-04 Yale University Carbon nanotube filters
EP2459483A2 (en) 2009-07-31 2012-06-06 Massachusetts Institute of Technology Systems and methods related to the formation of carbon-based nanostructures
JP5374354B2 (ja) * 2009-12-25 2013-12-25 日東電工株式会社 カーボンナノチューブ複合構造体および粘着部材
TWI410275B (zh) * 2010-02-06 2013-10-01 Nat Univ Tsing Hua 可見光吸收之具二氧化鈦/奈米碳管結構之光觸媒之製備方法以及光觸媒過濾網
GB201005398D0 (en) 2010-03-31 2010-05-12 Univ Cranfield Gas filter
US9663368B2 (en) 2010-10-28 2017-05-30 Massachusetts Institute Of Technology Carbon-based nanostructure formation using large scale active growth structures
KR20120054256A (ko) * 2010-11-19 2012-05-30 성균관대학교산학협력단 촉매 주형을 이용한 3차원 그래핀의 제조방법
KR101527102B1 (ko) * 2010-11-26 2015-06-10 (주)바이오니아 유해물질 제거 장치
KR101274522B1 (ko) * 2010-11-30 2013-06-13 한양대학교 산학협력단 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 이용한 미세유체 필터 및 그 제조 방법
US9155923B2 (en) 2011-12-06 2015-10-13 East Carolina University Portable respirators suitable for agricultural workers
JP5893374B2 (ja) 2011-12-08 2016-03-23 日東電工株式会社 カーボンナノチューブ集合体およびそれを用いた粘弾性体
US8865073B2 (en) * 2012-06-14 2014-10-21 Shimadzu Corporation Air purifier and total organic carbon measuring device using the air purifier
WO2014088556A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-12 Empire Technology Development, Llc Graphene nanotube array for gas filtration
US20140166990A1 (en) 2012-12-17 2014-06-19 Universal Display Corporation Manufacturing flexible organic electronic devices
US10195797B2 (en) 2013-02-28 2019-02-05 N12 Technologies, Inc. Cartridge-based dispensing of nanostructure films
WO2014151105A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Seldon Technologies, Inc. A pharmaceutical component, device and method for the same
WO2014152584A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Methods and systems for forming catalytic assemblies, and related catalytic assemblies
WO2015094236A1 (en) 2013-12-18 2015-06-25 Halliburton Energy Services, Inc. Earth-boring drill bits with nanotube carpets
WO2015137947A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Halliburton Energy Services, Inc. Particle exclusion and accumulation prevention using nanoforest filters on downhole tools
US10020300B2 (en) 2014-12-18 2018-07-10 Agilome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
US9859394B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
US9857328B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems and methods for manufacturing and using the same
EP3235010A4 (en) 2014-12-18 2018-08-29 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistor
US9618474B2 (en) 2014-12-18 2017-04-11 Edico Genome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
US10006910B2 (en) 2014-12-18 2018-06-26 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems, and methods for manufacturing and using the same
LU92758B1 (en) * 2015-06-29 2016-12-30 Luxembourg Inst Of Science And Tech (List) Carbon-nanotube-based composite coating and production method thereof
US10598575B2 (en) * 2015-07-17 2020-03-24 The Penn State Research Foundation Sizable tunable enrichment platform for capturing nano particles in a fluid
US10811539B2 (en) 2016-05-16 2020-10-20 Nanomedical Diagnostics, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
WO2018144847A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Composite membranes comprising nanoparticles for liquid filtration
EP3537189A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-11 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Collimator filter
CN110822580A (zh) * 2019-11-12 2020-02-21 上海莒纳新材料科技有限公司 一种密闭空间的空气质量控制系统及应用
US11921046B2 (en) * 2020-08-31 2024-03-05 Honeywell International Inc. Filter media and system using the same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07185327A (ja) * 1993-12-28 1995-07-25 Nec Corp 吸着剤と濾過剤およびそれらの使用方法
JPH11221414A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Mitsubishi Electric Corp 空気清浄フィルタユニット
WO2003069019A1 (en) * 2002-02-11 2003-08-21 Rensselaer Polytechnic Institute Directed assembly of highly-organized carbon nanotube architectures
US20040007528A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 The Regents Of The University Of California Intertwined, free-standing carbon nanotube mesh for use as separation, concentration, and/or filtration medium
JP2004066009A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭素材料及び排煙処理装置
JP2004148304A (ja) * 2002-10-11 2004-05-27 Osaka Gas Co Ltd ダイオキシン類除去フィルタ、並びにそれを用いたダイオキシン類除去方法及び排ガス処理装置
JP2004148305A (ja) * 2002-10-11 2004-05-27 Osaka Gas Co Ltd 光触媒フィルタ及びそれを用いた空気清浄機
WO2004080578A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-23 Seldon Technologies, Llc Purification of fluids with nanomaterials
JP2006095429A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Sharp Corp 気体清浄装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2637556B2 (ja) * 1989-05-16 1997-08-06 キヤノン株式会社 電子写真装置
WO1995010535A1 (en) * 1993-10-14 1995-04-20 The Scripps Research Institute Cyclic peptide tube
US6162926A (en) * 1995-07-31 2000-12-19 Sphere Biosystems, Inc. Multi-substituted fullerenes and methods for their preparation and characterization
US6183714B1 (en) * 1995-09-08 2001-02-06 Rice University Method of making ropes of single-wall carbon nanotubes
EP0907773B1 (en) * 1996-05-15 2006-08-16 Hyperion Catalysis International, Inc. High surface area nanofibers
CA2254970C (en) * 1996-05-15 2007-10-02 Hyperion Catalysis International, Inc. Rigid porous carbon structures, methods of making, methods of using and products containing same
DE69728410T2 (de) * 1996-08-08 2005-05-04 William Marsh Rice University, Houston Makroskopisch manipulierbare, aus nanoröhrenanordnungen hergestellte vorrichtungen
US6683783B1 (en) 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
WO1998053897A1 (en) * 1997-06-02 1998-12-03 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters
JP3740295B2 (ja) * 1997-10-30 2006-02-01 キヤノン株式会社 カーボンナノチューブデバイス、その製造方法及び電子放出素子
JP3017161B2 (ja) * 1998-03-16 2000-03-06 双葉電子工業株式会社 単層カーボンナノチューブの製造方法
JP4746183B2 (ja) * 1998-09-18 2011-08-10 ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ 溶媒和を容易にするための単層カーボンナノチューブの化学的誘導体化及び誘導体化ナノチューブの使用
US6835366B1 (en) * 1998-09-18 2004-12-28 William Marsh Rice University Chemical derivatization of single-wall carbon nanotubes to facilitate solvation thereof, and use of derivatized nanotubes
US6232706B1 (en) * 1998-11-12 2001-05-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-oriented bundles of carbon nanotubes and method of making same
WO2001067821A1 (en) * 2000-03-07 2001-09-13 Chang Robert P H Carbon nanostructures and methods of preparation
KR100820652B1 (ko) 2001-01-29 2008-04-10 도꾸리쯔교세이호징 가가꾸 기쥬쯔 신꼬 기꼬 카본 나노혼 흡착재와 그 제조방법
US6533847B2 (en) * 2001-02-13 2003-03-18 Donaldson Company, Inc. Adsorption apparatus
AUPR421701A0 (en) * 2001-04-04 2001-05-17 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Process and apparatus for the production of carbon nanotubes
KR100420787B1 (ko) * 2001-04-30 2004-03-02 한국과학기술원 탄소 분자체 및 그의 제조 방법
JP2005506898A (ja) * 2001-06-08 2005-03-10 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド 吸着エレメントと吸着方法
TW200307563A (en) * 2002-02-14 2003-12-16 Sixty Inc C Use of BUCKYSOME or carbon nanotube for drug delivery
EP1483202B1 (en) 2002-03-04 2012-12-12 William Marsh Rice University Method for separating single-wall carbon nanotubes and compositions thereof
US6764628B2 (en) * 2002-03-04 2004-07-20 Honeywell International Inc. Composite material comprising oriented carbon nanotubes in a carbon matrix and process for preparing same
US6692551B2 (en) * 2002-07-17 2004-02-17 Delphi Technologies, Inc. Air cleaner assembly and process
DE60335595D1 (de) * 2002-11-12 2011-02-17 Asml Netherlands Bv Lithographischer Apparat mit Immersion und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
US7125533B2 (en) * 2002-11-15 2006-10-24 William Marsh Rice University Method for functionalizing carbon nanotubes utilizing peroxides
KR20050085235A (ko) * 2002-12-10 2005-08-29 가부시키가이샤 니콘 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
KR100648952B1 (ko) * 2002-12-23 2006-11-24 삼성전자주식회사 탄소 나노 튜브를 이용하는 필터
KR100749772B1 (ko) * 2002-12-23 2007-08-17 삼성전자주식회사 공기 정화기
US7468097B2 (en) * 2004-07-27 2008-12-23 University Of North Texas Method and apparatus for hydrogen production from greenhouse gas saturated carbon nanotubes and synthesis of carbon nanostructures therefrom
US20060027499A1 (en) * 2004-08-05 2006-02-09 Banaras Hindu University Carbon nanotube filter
US7459013B2 (en) * 2004-11-19 2008-12-02 International Business Machines Corporation Chemical and particulate filters containing chemically modified carbon nanotube structures
US7371677B2 (en) * 2005-09-30 2008-05-13 Freescale Semiconductor, Inc. Laterally grown nanotubes and method of formation
US7575735B2 (en) * 2005-11-02 2009-08-18 The Research Foundation Of State University Of New York Metal oxide and metal fluoride nanostructures and methods of making same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07185327A (ja) * 1993-12-28 1995-07-25 Nec Corp 吸着剤と濾過剤およびそれらの使用方法
JPH11221414A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Mitsubishi Electric Corp 空気清浄フィルタユニット
WO2003069019A1 (en) * 2002-02-11 2003-08-21 Rensselaer Polytechnic Institute Directed assembly of highly-organized carbon nanotube architectures
US20040007528A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 The Regents Of The University Of California Intertwined, free-standing carbon nanotube mesh for use as separation, concentration, and/or filtration medium
JP2004066009A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭素材料及び排煙処理装置
JP2004148304A (ja) * 2002-10-11 2004-05-27 Osaka Gas Co Ltd ダイオキシン類除去フィルタ、並びにそれを用いたダイオキシン類除去方法及び排ガス処理装置
JP2004148305A (ja) * 2002-10-11 2004-05-27 Osaka Gas Co Ltd 光触媒フィルタ及びそれを用いた空気清浄機
WO2004080578A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-23 Seldon Technologies, Llc Purification of fluids with nanomaterials
JP2006095429A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Sharp Corp 気体清浄装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305422A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sharp Corp フィルター、その製造方法、空気清浄装置
JP2013523587A (ja) * 2010-04-09 2013-06-17 ユーシーエル ビジネス パブリック リミテッド カンパニー 分離方法
WO2016117198A1 (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 国立大学法人静岡大学 開口基板
WO2016117197A1 (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 国立大学法人静岡大学 Cntフォレスト、cntフォレストの製造方法、紡績源部材、構造体および構造体の製造方法
JPWO2016117198A1 (ja) * 2015-01-23 2017-11-30 国立大学法人静岡大学 開口基板
JPWO2016117197A1 (ja) * 2015-01-23 2017-12-28 国立大学法人静岡大学 Cntフォレスト、cntフォレストの製造方法、紡績源部材、構造体および構造体の製造方法
KR101871036B1 (ko) * 2016-02-22 2018-06-25 부산대학교 산학협력단 탄소 기반의 3차원 하이브리드 구조체, 이의 제조 방법 및 멤브레인 필터

Also Published As

Publication number Publication date
US20080282893A1 (en) 2008-11-20
US8512458B2 (en) 2013-08-20
CN100425321C (zh) 2008-10-15
US20080284992A1 (en) 2008-11-20
US20080271606A1 (en) 2008-11-06
US7922796B2 (en) 2011-04-12
JP5051997B2 (ja) 2012-10-17
US7708816B2 (en) 2010-05-04
CN1775342A (zh) 2006-05-24
US20100119422A1 (en) 2010-05-13
US7674324B2 (en) 2010-03-09
US20080286466A1 (en) 2008-11-20
US7459013B2 (en) 2008-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5051997B2 (ja) カーボン・ナノチューブを形成する方法、フィルタ、露光システム(化学的に修飾されたカーボン・ナノチューブ構造を含む化学的微粒子フィルタ)
US7700157B2 (en) Method of producing regular arrays of nano-scale objects using nano-structured block-copolymeric materials
KR101119985B1 (ko) 단층 카본 나노튜브 및 배향 단층 카본 나노튜브?벌크 구조체 및 그들의 제조방법?장치 및 용도
US20080102017A1 (en) Single-wall carbon nanotube heterojunction and method of manufacturing the same and semiconductor device and method of manufacturing the same
JP5607693B2 (ja) 基板上にナノ粒子を位置付けるための方法
Franklin et al. Patterned growth of single-walled carbon nanotubes on full 4-inch wafers
JP4555529B2 (ja) パターン化されたカーボンナノチューブ
US6921575B2 (en) Carbon nanotube structures, carbon nanotube devices using the same and method for manufacturing carbon nanotube structures
CN100368287C (zh) 单壁碳质毫微管有助于其溶剂化的化学衍生化以及经衍生化毫微管的用途
US6346189B1 (en) Carbon nanotube structures made using catalyst islands
JP2006150348A5 (ja)
KR101274522B1 (ko) 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 이용한 미세유체 필터 및 그 제조 방법
JP5437305B2 (ja) 一次元炭素ナノ構造体の製造方法
CN101166691B (zh) 非对称末端官能化的碳纳米管
JP2004351602A (ja) カーボンナノチューブデバイスおよびその製造方法、並びに、カーボンナノチューブ転写体
JPWO2006025393A1 (ja) ナノスケールの低次元量子構造体の製造方法、及び、当該製造方法を用いた集積回路の製造方法
WO2004040671A2 (en) Dispersed growth of nanotubes on a substrate
US20070186629A1 (en) Functionalizable nanowire-based AFM probe
US20060216636A1 (en) Catalytic resist including metal precursor compound and method of patterning catalyst particles using the same
US7718224B2 (en) Synthesis of single-walled carbon nanotubes
JP2005263536A (ja) シリコン粒子超格子、その製造方法、及びそれを用いたシリコン粒子超格子構造物、並びに発光素子及び電子部品
KR20240156965A (ko) 나노튜브 번들의 제조 및 이를 위한 반응기
JP2010190587A (ja) カーボンナノチューブの電気特性評価法
Lipscomb Single-walled carbon nanotube conductive thin films: morphological control and electrical characterization
KR20120130668A (ko) 반도체성 탄소나노튜브 3차원 네트워크의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080626

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100406

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100601

RD12 Notification of acceptance of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7432

Effective date: 20100603

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20100603

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100805

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100811

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

RD14 Notification of resignation of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7434

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120724

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5051997

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees