CN101351405A - 通过官能化选择性地布置碳纳米管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过使用官能化的碳纳米管而将碳纳米管选择性地布置在基材表面上的方法，所述官能化的碳纳米管具有以共价键方式结合到这种碳纳米管上的有机化合物。该有机化合物包含至少两种官能团，其中第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且第二官能团能够选择性地结合金属氧化物。这种官能化的碳纳米管与基材表面接触，该基材表面具有含有金属氧化物的至少一部分。该有机化合物的第二官能团选择性地结合到该金属氧化物上，以将该官能化的碳纳米管选择性地布置在包含该金属氧化物的该基材表面的该至少一部分上。

Description

通过官能化选择性地布置碳纳米管
技术领域
本发明总体上涉及在特定表面上选择性地布置碳纳米管。更具体地，本发明提供一种方法，该方法使用能够选择性地结合到包含金属氧化物的表面上的官能化的碳纳米管。本发明还涉及含有这样的官能化的碳纳米管的组合物、以及可用于形成这样的官能化的碳纳米管的材料。
背景技术
在分子电子学领域中，几乎没有材料显示出像碳纳米管那样的前景，所述碳纳米管包括直径为几埃的中空石墨圆柱体。碳纳米管具有优异的电学性能，这使得它们在纳米技术中的应用中引人注目。
尤其是半导体碳纳米管，由于它们在电子装置如二极管和晶体管中有前景的性能，它们已经受到关注。例如，半导体碳纳米管可以用作场效应晶体管(FET)中的沟道。因此，半导体碳纳米管被认为是用于制造纳米尺度的半导体电路的最有前景的候选材料之一。
制造碳纳米管FET的最常用的现有技术方法以由液态悬浮液在氧化物薄膜上沉积碳纳米管开始。然后以平版印刷方式(lithographically)在纳米管上形成源极和漏极接点(source and drain contact)以形成FET装置。
示例性的现有技术碳纳米管FET装置10在图1中说明性地示出。具体地，本体Si基材12用作背栅(back gate)。其上沉积了碳纳米管18的用作栅极介电体氧化物薄膜14。在碳纳米管18的两个末端，在栅极介电体14之上形成源极和漏极接点16a和16b。以这种方式，碳纳米管18接通源极和漏极接点16a和16b，因此它可以在FET装置10中起到沟道的作用。
在氧化物表面上沉积碳纳米管，随后以平版印刷方式将源极和漏极接点图案化，已经在现有技术中成功地用于构造单碳纳米管FET。然而，由纳米管制造集成电路要求在表面上(例如跨越源极和漏极接点)精确地布置和排列大量的碳纳米管。E.Valentin等人的“High-density selective placement methodsfor carbon nanotubes”，Microelectronic Engineering，61-62(2002)，第491-496页，公开了一种方法，其中使用氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)改进碳纳米管在SiO2表面上的粘附力。在该现有技术中，采用APTS在SiO2上形成硅烷化的表面，该表面随后用于选择性地布置碳纳米管。
如本领域技术人员已知的，SiO2和其它非金属氧化物是在与水结合时形成酸的酸性氧化物。已知这样的氧化物具有低的等电位点。术语“等电位点”在本申请中始终用来表示氧化物分子上的净电荷为零时的pH。
在E.Valentin等人的文章中所公开的现有技术方法的缺点是三烷氧基硅烷在溶液中发生聚合，并且自组装必须在排除水的受控条件下进行。另外，在接触印刷中不能使用常规的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)印模来印刷APTS，因为用于APTS的溶剂可能溶胀和破坏这样的印模。
鉴于上述内容，存在对这样的方法的持续需求，在该方法中，可以将碳纳米管选择性地布置在基材表面上，同时避免其中采用APTS的上述现有技术布置方法的缺点。
发明内容
本发明提供一种方法，其中可以将碳纳米管选择性地布置在预定的基材表面上，同时避免与现有技术基于APTS布置方法有关的问题。具体地，本发明提供一种方法，其中将能够选择性地结合到金属氧化物上的官能化的碳纳米管用于在包含金属氧化物的预定基材表面上选择性地布置碳纳米管。本发明的方法不包括如在上述现有技术方法中的情况那样，形成用于布置碳纳米管的硅烷化的表面。作为替代，使用双官能有机化合物用于形成官能化的碳纳米管，随后在金属氧化物表面上选择性地布置该官能化的碳纳米管。
本发明的一个方面涉及一种在基材表面上选择性地布置碳纳米管的方法，包括：
使碳纳米管与包含至少第一和第二官能团的有机化合物接触以形成官能化的碳纳米管，其中该第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且其中该第二官能团能够选择性地结合到金属氧化物上，该官能化的碳纳米管具有经由该第一官能团以共价键方式结合到其上的该有机化合物；和
使该官能化的碳纳米管与基材表面接触，其中该基材表面的至少一部分包含金属氧化物，且其中该有机化合物的第二官能团选择性地结合到该金属氧化物上，由此在包含该金属氧化物的该基材表面的该至少一部分上选择性地布置该官能化的碳纳米管。
优选地，该有机化合物的第一官能团包含至少一个具有约1至约12个环且带有至少一个重氮(-N2 +)盐取代基的芳族或杂芳族官能部分。更优选地，该有机化合物的第一官能团含有苯重氮盐官能部分。
第二官能团优选包含至少一个可选择性地结合到金属氧化物上的有机酸官能部分。更优选地，有机酸官能部分选自羧酸、异羟肟酸和膦酸，最优选地，有机酸官能部分为-COOH、-C(O)NHOH或-PO(OH)2。
该有机化合物的第一和第二官能团可以任何合适的方式连接在一起。例如，这样的官能团可以经由单共价键连接在一起。在另一个实例中，这样的官能团可通过具有约0至约20个碳原子的连接物(linker)连接在一起。这样的连接物可具有任何合适的构型，例如，直链、支化或环状的。优选地，但并非必须地，第一和第二官能团由选自以下的连接物连接在一起：-O-、-S-、-NH-、C1-C20烷基、卤代或部分卤代的C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基硫醇、C1-C20烷基氨基、C1-C20环烷基、C1-C20环烷氧基、C1-C20链烯基、卤代或部分卤代的C1-C20链烯基、C1-C20链烯氧基、C1-C20链烯基硫醇、C1-C20链烯基氨基、C1-C20环烯基、C1-C20环烯氧基、C1-C20烷基和C1-C20烷氧基。
在本发明的几种特别优选的实施方案中，用于形成官能化的碳纳米管的有机化合物选自：
其中n为约0至约20，且其中X为单键或选自O、S和NH。
在本发明中使用的基材表面优选包含覆盖有含有氧化铝和/或二氧化铪的金属氧化物层的至少一部分，所述金属氧化物层具有约1nm至约100nm的厚度。具体地，基材表面可以包含位置邻近于SiO2区域或在该SiO2区域之上的未图案化的金属氧化物层或图案化的金属氧化物区域。
优选将本发明的官能化的碳纳米管分散在包括一种或多种含水溶剂或有机溶剂的溶剂体系中以首先形成分散体，然后使该分散剂与基材表面以任何合适的方式接触，以使官能化的碳纳米管与基材表面上的金属氧化物之间进行结合。
随后，可以通过任何合适的方法从基材表面去除未结合到金属氧化物上的过量的官能化的碳纳米管。例如，基材表面可以用一种或多种纯净的(clean)溶剂洗涤，或在一种或多种纯净的溶剂中进行超声处理(sonicate)。本文所使用的术语“纯净的”表示一种或多种基本上不含官能化的碳纳米管的溶剂。
由于官能化的碳纳米管具有显著不同于原始的(pristine)碳纳米管的电学和物理性质，因此优选在将这样的碳纳米管用于形成纳米尺度的电子装置之前，实施额外的加工步骤以将选择性布置的碳纳米管“去官能化”并恢复它们的优良的电学和物理性质。
具体地，将基材表面在升高的温度下退火达适当的时间，以从官能化的碳纳米管去除有机化合物和形成原始的(即纯净的)碳纳米管。将如此形成的原始的碳纳米管选择性地布置在几乎没有或没有有机污染的含有金属氧化物的基材表面的至少一部分上。在例如含氮气的环境中进行退火，退火温度可以为约450℃至约650℃。更优选地，退火温度为约500℃至约600℃。退火可以实施约60秒至约120分钟，更优选约120秒至约60分钟。
在形成原始的碳纳米管之后，源极和漏极接点可以通过公知的方法容易地沉积在基材表面之上，以形成包含碳纳米管作为沟道的场效应晶体管。在本发明的特定实施方案中，源极和漏极接点通过平版印刷技术沉积。
在另一个方面，本发明涉及一种包含一种或多种官能化的碳纳米管的组合物。本发明的每种官能化的碳纳米管均具有以共价键方式结合到其上的有机化合物，其中有机化合物包含至少第一和第二官能团，其中第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且其中第二官能团能够选择性地结合金属氧化物。
优选地，但并非必须地，官能化的碳纳米管具有以下化学式：
Figure A20068005036000101
其中A为选自-COOH、-C(O)NHOH和-PO(OH)2的有机酸官能部分，其中n为约0至约20，其中y≥1，其中X为单键或选自O、S和NH，且其中CNT为碳纳米管。
在进一步的方面，本发明涉及一种有机化合物，其包含至少第一和第二官能团，其中第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且其中第二官能团能够选择性地结合金属氧化物。
在更进一步的方面，本发明涉及一种具有选自以下的化学式的有机前体化合物：
Figure A20068005036000102
其中n为约0至约20，且其中X为单键或选自O、S和NH。
这样的有机前体化合物可用于形成如上所述的有机化合物，其进而可以用来形成官能化的碳纳米管。
从随后的公开内容和所附权利要求，本发明的其它方面、特征和优点将更加全面地显现。
附图说明
图1为示例性的现有技术背栅场效应晶体管(FET)的横截面图。
图2显示根据本发明的一个实施方案的碳纳米管，其具有以共价键方式结合到其上的11-苯氧基-1-十一烷基异羟肟酸。
图3显示图2的官能化的碳纳米管选择性地结合到含有金属氧化物的基材表面上。
图4(A)为显示选择性地结合到基材表面上的图案化的Al2O3区域的官能化的碳纳米管的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图4(B)为显示不仅选择性地结合到基材表面上的Al2O3薄条上，而且与该基材表面上的Al2O3薄条排成直线的官能化的碳纳米管的SEM照片。
图5(A)为显示完整的官能化的碳纳米管的透射电子显微镜(TEM)照片。
图5(B)为显示退火之后的官能化的碳纳米管的TEM照片。
图6显示在退火之前和之后的官能化的碳纳米管的吸收光谱。
图7(A)-7(E)显示根据本发明的一个实施方案，通过使用官能化的碳纳米管形成具有碳纳米管沟道的FET的示例性加工步骤。
图8显示含有碳纳米管沟道和Pd引线(lead)的FET的SEM照片。
图9说明制备含有异羟肟酸部分和重氮部分的双官能有机化合物的合成方案。
图10显示制备含有膦酸部分和重氮部分的双官能有机化合物的合成方案。
具体实施方式
在以下说明书中描述许多具体的细节，例如特定的结构、组分、材料、尺寸、加工步骤和技术，以提供对本发明的彻底理解。然而，本领域普通技术人员应理解，本发明可以在没有这些细节的基础上实施。在其它情况中，并未详细描述公知的结构或加工步骤，以避免使本发明模糊不清。
应理解，当某元件例如层、区域或基材被称为“在”另一元件“上”或“之上”时，其可以直接在所述另一元件上或者也可以存在中间元件。相反，当某元件被称为“直接在”另一元件“上”或“直接在”另一元件“之上”时，则不存在中间元件。还应理解，当某元件被称为与另一元件“连接”或“结合”时，其可以直接与所述另一元件连接或结合，或者可以存在中间元件。相反，当某元件被称为与另一元件“直接连接”或“直接结合”时，则不存在中间元件。
本发明提供一种基于碳纳米管(CNT)的官能化，而不是基于对基材表面的改性，而用于选择性地布置碳纳米管的方法。
贯穿本申请使用的术语“碳纳米管”包括一维纳米材料，其空腔具有纳米尺度的直径和长得多的长度。换言之，该碳纳米管具有高的长径比，并且对于这些体系，量子效应变得重要。可以用于本发明的纳米管为单壁或多壁纳米材料，其通常具有典型地为约0.8nm至约30nm，更典型地为约1.0nm至约2.5nm的外径，以及典型地为约5nm至约100μm，更典型地为约10nm至约10μm的长度。除了具有外径之外，可以用于本发明的纳米管还具有通常为约0.8nm至约15nm，更非常典型地为约0.8nm至约2.5nm的内径。可用于本发明中的纳米管的进一步特征在于具有高的长径比，通常为大约5或更大，典型的为约5至约5000。
形成的纳米管包括具有卷起的六方晶格结构的基于C的纳米材料。
使用本领域技术人员公知的技术制造用于本发明的碳纳米管。例如，碳纳米管可以通过激光烧蚀、各种有机材料(例如一氧化碳、甲烷和乙醇)的化学气相沉积(CVD)、以及放电而形成。
本发明的一个实施方案包括通过使用已经由本发明的发明人设计并合成的一组新的双官能有机化合物形成官能化的碳纳米管。具体地，这样的有机化合物中的每一种均含有至少两种官能团，其中第一官能团可以与碳纳米管形成共价键，且第二官能团可以选择性地结合到金属氧化物而非氧化硅上。经由其第一官能团以共价键方式结合到碳纳米管上之后，这样的双官能有机化合物用它们与金属氧化物结合的第二官能团有效地使这种碳纳米管官能化。因此，如此官能化的碳纳米管可以(经由有机化合物的第二官能团)选择性地结合到含有金属氧化物的基材表面上，而非结合到含有氧化硅的基材表面上。然后可以从基材表面去除未与金属氧化物形成选择性的键的过量的碳纳米管。
本发明的有机化合物的第一官能团可以包含具有至少一个重氮盐取代基的芳族或杂芳族官能部分，具有或者没有额外的取代基。第一官能团的芳族或杂芳族环可以借助于至少一个重氮盐取代基与碳纳米管形成碳-碳单键，由此以共价键方式将这种有机化合物结合到碳纳米管上。
优选地，芳族或杂芳族官能部分具有约1至约12个环。杂芳族官能部分可以包括以下杂原子之一：氮、硫、氧、或其组合。芳族或杂芳族官能部分含有重氮盐取代基(-N2 +)，其可以与碳纳米管反应以促进碳纳米管与芳族或杂芳族环之间形成碳-碳单键。
更优选地，第一官能团可以包含芳基重氮官能部分(-Ar-N2 +)或取代的芳基重氮官能部分，具有一个或多个额外的取代基。最优选地，第一官能团包含如下的苯重氮部分或具有至少一个烷基取代基的取代苯重氮部分：
Figure A20068005036000131
其中R为具有约1至约12个碳原子的烷基。
如上所述的芳基重氮官能部分可以使用前体有机化合物容易地形成，所述前体有机化合物含有氨基芳基官能部分(-Ar-NH2)，其可以在乙腈中与四氟硼酸亚硝鎓(NO+BF4 -)反应形成相应的芳基重氮四氟硼酸盐(-Ar-N2 +BF4 -)官能团。
本发明的有机化合物的第二官能团可以包含可以结合到金属氧化物而非氧化硅上的任何合适的有机酸官能部分。优选地，但并非必须地，第二官能团包含选自羧酸、异羟肟酸和膦酸的官能部分。
有机化合物的第一和第二官能团可以由单共价键直接连接在一起，或者由连接物连接在一起，该连接物可包含0至20个碳原子并且可以是直链、支化或环状的。优选地，有机化合物的第一和第二官能团通过选自以下的连接物连接在一起：-O-、-S-、-NH-、C1-C20烷基、卤代或部分卤代的C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基硫醇、C1-C20烷基氨基、C1-C20环烷基、C1-C20环烷氧基、C1-C20链烯基、卤代或部分卤代的C1-C20链烯基、C1-C20链烯氧基、C1-C20链烯基硫醇、C1-C20链烯基氨基、C1-C20环烯基、C1-C20环烯氧基、C1-C20烷基和C1-C20烷氧基。更优选地，该连接物为直链的C1-C20烷氧基，并且最优选地，该键为十一烷氧基或十二烷氧基。
本发明的特别优选的有机化合物为：
Figure A20068005036000141
其中n为约0至约20，且其中X为单键或选自O、S和NH。
这些优选的有机化合物可以由以下前体化合物通过使所述前体化合物与四氟硼酸亚硝鎓(NO+BF4 -)在乙腈中反应而容易地形成：
Figure A20068005036000142
然后，使如上所述的有机化合物与碳纳米管接触以形成具有以共价键方式结合到其上的有机化合物的官能化的碳纳米管。图2说明性地显示具有两个以共价键方式结合到其上的11-苯氧基-1-十一烷基异羟肟酸的官能化的碳纳米管。
在本发明的特别优选的实施方案中，将官能化的碳纳米管分散在一种或多种含水溶剂或有机溶剂中，以形成碳纳米管的分散体。该分散体可以使用本领域公知的技术容易地制备。通常，通过在有机溶剂(例如C1-C3醇、二氯乙烯、N-甲基吡咯烷酮或二氯甲烷)中或在含有约0.1％至约1％表面活性剂的水溶液中，对碳纳米管进行超声处理来制备分散体。可以用于制备碳纳米管的水分散体的表面活性剂的实例包括十二烷基苯磺酸钠(SDS)和聚(氧乙烯)取代的芳族化合物，例如Triton N-100或Triton X-100。
然后，可以使该官能化的碳纳米管与包含含有金属氧化物的至少一部分的基材表面接触。当已经提供官能化的碳纳米管的分散体时，可以将基材表面简单地浸入这种分散体中达充足的时间，使得以共价键方式结合的有机化合物的第二官能团可以选择性地结合到金属氧化物上。以这种方式，官能化的纳米管被选择性地布置在基材表面的含金属氧化物的部分。图3说明性地显示图2的官能化的碳纳米管选择性地结合到含有金属氧化物的基材表面上。
本发明的金属氧化物包括来自元素周期表的IVB、VB、VIB、VIIB、VIII或IIA族(CAS版本)的至少一种金属。更优选地，本发明的金属氧化物选自Al2O3、HfO2、TiO2、SnO2或ZrO2。金属氧化物10可以位于另一介电材料或半导体材料顶上。
基材表面可以包括邻近于SiO2区域或在SiO2区域之上的均匀的、未图案化的金属氧化物层、或图案化的金属氧化物区域。优选地，基材表面包括在其至少一部分之上的金属氧化物层，同时金属氧化物层包含氧化铝和/或二氧化铪并且具有约1nm至约100nm的厚度。
在选择性地布置官能化的碳纳米管之后，从基材表面去除还没有结合到金属氧化物上的过量的官能化的碳纳米管。可以通过任何合适的方法实施该去除。例如，基材表面可以用一种或多种纯净的溶剂洗涤，或者其可以在一种或多种纯净的溶剂中进行超声处理。
本发明提出的选择性布置方法不仅实现了官能化的碳纳米管与含金属氧化物表面区域的优异的位点-特定结合(site-specific bonding)，而且可用于将官能化的碳纳米管沿狭窄的含金属氧化物的表面特征的轮廓排列。图4(A)显示已经选择性地沉积在具有图案化的Al2O3表面区域的SiO2基材上的官能化的纳米管(白色细线)的SEM照片。图案化的Al2O3区域具有致密的纳米管层，但是氧化硅基材的其它区域不含任何吸附的纳米管。图4(B)显示其上具有Al2O3窄条，同时官能化的纳米管(由白色箭头指示)已经以基本上排成一行的方式选择性地布置在该Al2O3窄条上的SiO2基材的SEM照片。
在选择性地布置官能化的碳纳米管之后，然后可以进行另外的加工步骤，以去除以共价键方式结合的有机化合物，由此使碳纳米管“去官能化”且恢复它们的优良的物理和电学性能。
本发明的一个重要优点是官能化的碳纳米管可以通过退火转化成原始的碳纳米管，而对它们的物理和电学性能几乎没有或没有影响。
图5(A)显示均匀且完全官能化的碳纳米管的TEM照片，所述碳纳米管分散在覆盖有“多孔”SiO2的TEM栅格上的甲醇中。有机化合物的致密、无定形层覆盖着每个碳纳米管。
然而，在约500℃至约600℃的退火温度下在含氮气的环境中退火约120秒至约60分钟之后，无定形层消失，并且碳纳米管看起来非常纯净，几乎没有或没有缺陷。在退火步骤过程中纳米管保持结构完整性。
原子力显微镜(AFM)测量(在此未示出)进一步证实退火导致有机化合物的完全去除，在纳米管表面上几乎没有或没有残余污染物。在退火之前，平均管直径为约1.8nm，其在退火之后减小到约1.0nm。
因为碳纳米管的一维特性导致形成强烈束缚激发态的形成。在红外区中出现最低允许的激发子，其可以通过使用吸收光谱容易地检测。图6显示退火前后的官能化的碳纳米管的吸收光谱。所记录的退火之前的官能化的碳纳米管的光谱是无特征的，表示官能化的纳米管的能带结构非常不同于原始的(或纯净的)纳米管的能带结构。然而，退火之后，在大约1650nm处出现宽的吸收带，这与第一偶极活性激子有关。吸收峰的宽形状是由于在试样中存在纳米管的分布，直径为约0.8nm至约1.2nm。在退火后，这种带的出现表示纳米管恢复一维能带结构，很可能是因为纳米管和有机化合物之间的共价键由于退火而被破坏。所得到的退火后的官能化的碳纳米管的光谱与原始的纳米管试样得到的那些光谱相似。
取决于使用的碳纳米管的具体类型，实施本发明的具体的退火条件可以在很大程度上变化。对于平均管直径为约0.8nm至约1.2nm(在官能化之前测定)的纳米管，退火温度可以为约450℃至约650℃，更优选约为500℃至约600℃，并且退火持续时间可以为约60秒至约120分钟，且更优选为约120秒至约60分钟。
然后，选择性布置的碳纳米管可以用于制造纳米尺度的FET或其它电子器件。例如，FET源极和漏极接点可以通过平版印刷沉积到与碳纳米管直接接触的基材表面之上，以形成具有碳纳米管沟道的FET。
图7(A)-7(E)显示根据本发明的一个实施方案，通过使用官能化的碳纳米管形成具有碳纳米管沟道的FET的示例性加工步骤。
具体地，提供如图7(A)所示的SiO2基材22，然后用约40nm厚和300nm宽的Al窄条(未示出)将SiO2基材22图案化。然后，使基材22暴露于氧等离子中(例如在600mTorr下3分钟)，以将Al窄条的表面氧化，从而形成如图7(B)所示的Al2O3表面层24。Al2O3表面层24保护下层Al材料免于被氧化，并将下面的金属与待沉积的碳纳米管分开。然后，根据本发明的官能化的碳纳米管26选择性地结合到Al2O3表面层24上，如图7(C)所示。随后在N2中的退火从官能化的碳纳米管26去除有机化合物，由此在Al2O3表面层24上形成原始的碳纳米管26’，如图7(D)所示。最后，实施平版印刷步骤而在与碳纳米管26’的两个末端直接接触的基材24之上沉积源极和漏极接点28(a)和28(b)。以这种方式，形成纳米尺度的FET器件，其中未反应的Al金属起到背栅的作用，Al2O3表面层24起到栅极介电体的作用，且碳纳米管26’起到沟道的作用。
图8进一步显示通过由类似于上述的方法形成的真实FET的SEM照片。垂直引线为其上吸附有纳米管的Al/Al2O3栅极结构，且水平引线为与碳纳米管直接接触的Pd接点。
由本发明的方法形成的FET的沟道的长度通常为约50nm至约1000nm，更通常为约100nm至约500nm，且最通常为约350nm至约450nm。
提供以下实施例以说明用于碳纳米管的选择性布置的各种加工方案。
实施例1
具有异羟肟酸官能部分和重氮官能部分的双官能有机化合物的制备
图9显示制备包含异羟肟酸部分和重氮部分的双官能化合物的合成方案。首先，将11-溴-1-十一烷酸(9a)转化成相应的酰氯(9b)，然后将该酰氯与O-苯甲基羟基胺反应形成O-苯甲基-10-溴癸基异羟肟酸(9c)。9c在碳酸钾的存在下与4-硝基苯酚反应导致形成O-苯甲基-10-(4-硝基苯氧基)癸基异羟肟酸(9d)。9d的氢化形成10-(4-氨基苯氧基)癸基异羟肟酸(9e)，其在乙腈中与四氟硼酸亚硝鎓反应形成化合物9f，化合物9f在一端含有重氮盐部分且在另一端含有异羟肟酸部分。
在具体的实验中，将草酰氯(0.02摩尔)加入到0.01摩尔10-溴-1-癸酸(9a)的含有痕量N，N-二甲基甲酰胺的二氯甲烷溶液中，并搅拌4小时。减压去除过量的草酰氯，并将剩余油状酰氯溶解在50mL二氯甲烷中且加入到O-苯甲基羟基胺在含有0.01摩尔三乙胺的二氯甲烷中的溶液中，并在室温下搅拌该混合物。用稀盐酸和盐水洗涤该混合物，用无水硫酸镁进行干燥，并减压去除溶剂，得到所需的被保护的异羟肟酸(即9c的O-苯甲基-10-溴癸基异羟肟酸)。从乙醇结晶获得9c的纯净试样。
将碳酸钾(5.0克)加入到4-硝基苯酚(0.01摩尔)和化合物9c(0.01摩尔)的N，N-二甲基甲酰胺(10mL)溶液中，并在氮气中在110℃下加热该混合物18小时。将该混合物冷却到室温。添加水(100mL)，并用二乙醚萃取。用稀氢氧化钾溶液、盐水洗涤醚萃取物，并用无水硫酸镁进行干燥且减压蒸发。从甲苯结晶固体残余物，得到作为淡黄色晶体的化合物9d(即，O-苯甲基-10-(4-硝基苯氧基)癸基异羟肟酸)。
在氮气下将碳载钯(palladium on carbon，10％，200mg)加入到化合物9d(0.01摩尔)和甲酸铵(0.05摩尔)的无水甲醇(50mL)溶液中，并将该混合物加热回流4小时。过滤该溶液并去除溶剂，得到作为白色结晶化合物的化合物9e(10-氨基苯氧基-1-癸基异羟肟酸)。
实施例2
具有膦酸官能部分和重氮官能部分的双官能有机化合物的制备
图10显示制备包含膦酸部分和重氮部分的双官能化合物的合成方案。首先，用乙酰氯将11-溴-1-十一醇(10a)酯化，然后与三乙基亚磷酸酯反应形成膦酸酯(10c)。在三苯膦和偶氮二羧酸二乙酯的存在下进行乙酰基的去保护和与4-硝基苯酚的反应，导致形成11-硝基苯氧基十一烷基膦酸酯(10d)。然后使硝基还原为胺以及使膦酸酯水解为膦酸形成O-苯甲基-11-(4-硝基苯氧基)十一烷基膦酸(10e)。然后，10e的氢化可以形成11-(4-氨基苯氧基)十一烷基异羟肟酸(未示出)，其进而在乙腈中与四氟硼酸亚硝鎓反应形成在一端含有重氮盐部分且在另一端含有膦酸部分的化合物(未示出)。
实施例3
官能化的碳纳米管的分散体的制备
将化合物9e(60mg)的无水乙腈溶液加入到四氟硼酸亚硝鎓(18mg)的无水乙腈冷溶液中，并在室温下搅拌该混合物。将该黄色溶液加入到在1％的十二烷基磺酸钠水溶液中的碳纳米管的分散体中，并在室温下搅拌18小时。10-(4-氨基苯氧基)-1-癸基异羟肟酸的重氮盐通过在不破坏碳纳米管的晶格结构的情况下，经由苯环与碳纳米管形成共价碳-碳键而使碳纳米管官能化。
然后，通过添加大量丙酮，随后通过离心分离而将官能化的纳米管分离。丢弃上清液，然后将沉淀的碳纳米管分散在甲醇中，形成稳定的官能化的碳纳米管的分散体，该官能化的碳纳米管在分散体中保持是分离的达若干星期。
实施例4
官能化的碳纳米管与具有金属氧化物的基材表面的选择性结合
通过首先在基材之上沉积图案化的Al膜，随后使用氧等离子氧化该Al膜，从而首先形成以Al2O3图案化的SiO2基材。图案化的Al2O3层为约4nm厚。然后将基材浸在如实施例3所述的在甲醇中的官能化的碳纳米管的分散体中，并加热到50℃。该基材从分散体中取出并在纯净的甲醇中进行超声处理，随后在氮气气流中干燥。得到仅在氧化铝表面上的官能化的碳纳米管的沉积物。
尽管已经就本发明的优选实施方式对本发明进行了具体介绍和描述，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情形下，可以在形式和细节上进行上述和其它变化。因此想要本发明并不限于所描述和说明的精确形式和细节，而是落入所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种在基材表面上选择性地布置碳纳米管的方法，包括：
使碳纳米管与包含至少第一和第二官能团的有机化合物接触以形成官能化的碳纳米管，其中该第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且其中该第二官能团能够选择性地结合到金属氧化物上，该官能化的碳纳米管具有经由该第一官能团以共价键方式结合到其上的所述有机化合物；和
使该官能化的碳纳米管与基材表面接触，且其中该基材表面的至少一部分包含金属氧化物，其中该有机化合物的第二官能团选择性地结合到该金属氧化物上，由此在包含该金属氧化物的该基材表面的该至少一部分上选择性地布置该官能化的碳纳米管。
2.权利要求1的方法，其中该第一官能团包含至少一个具有约1至约12个环的芳族或杂芳族官能部分，该芳族或杂芳族官能部分具有至少一个重氮盐取代基，具有或者没有其它的取代基，其中该第二官能团包含至少一个有机酸官能部分，且其中该第一和第二官能团通过单共价键或含有约0至约20个碳原子的连接物连接在一起。
3.权利要求2的方法，其中该第一官能团包含芳基重氮盐官能部分或具有至少一个烷基取代基的取代的芳基重氮盐官能部分。
4.权利要求2的方法，其中该至少一个有机酸官能部分选自羧酸、异羟肟酸和膦酸。
5.权利要求2的方法，其中该第一和第二官能团通过选自以下的直链、支化或环状连接物连接在一起：-O-、-S-、-NH-、C1-C20烷基、卤代或部分卤代的C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基硫醇、C1-C20烷基氨基、C1-C20环烷基、C1-C20环烷氧基、C1-C20链烯基、卤代或部分卤代的C1-C20链烯基、C1-C20链烯氧基、C1-C20链烯基硫醇、C1-C20链烯基氨基、C1-C20环烯基、C1-C20环烯氧基、C1-C20烷基和C1-C20烷氧基。
6.权利要求1的方法，其中该有机化合物具有选自以下的化学式：
Figure A2006800503600003C1
和
Figure A2006800503600003C2
其中n为约0至约20，且其中X为单共价键或选自O、S和NH。
7.权利要求1的方法，其中该基材表面的该至少一部分覆盖有包含氧化铝和/或二氧化铪的金属氧化物层，所述金属氧化物层具有约1nm至约100nm的厚度。
8.权利要求1的方法，其中该基材表面包含位置邻近于氧化硅区域或在该氧化硅区域之上的图案化的氧化铝和/或二氧化铪区域。
9.权利要求1的方法，其中将该官能化的碳纳米管分散在包含一种或多种含水溶剂或有机溶剂的溶剂体系中以形成分散体，随后使该分散体与该基材表面接触。
10.权利要求1的方法，进一步包括在该基材表面已经与该官能化的碳纳米管接触之后，从该基材表面去除过量的官能化的碳纳米管。
11.权利要求10的方法，其中通过用一种或多种纯净的溶剂洗涤该基材表面，或者通过在一种或多种纯净的溶剂中对所述基材表面进行超声处理，从而去除过量的官能化的碳纳米管。
12.权利要求10的方法，进一步包括在去除所述过量的官能化的碳纳米管之后，对该基材表面进行退火，以去除该有机化合物和形成原始的碳纳米管，该原始的碳纳米管选择性地布置在包含该金属氧化物的该基材表面的该至少一部分上。
13.权利要求12的方法，其中在约450℃至约650℃的退火温度下，在含有氮气的环境中，实施该退火约60秒至约120分钟的时间。
14.权利要求12的方法，进一步包括在该基材表面上沉积源极和漏极接点，其中该源极和漏极接点与该原始的碳纳米管接触，由此形成包含碳纳米管沟道的场效应晶体管(FET)。
15.权利要求14的方法，其中该源极和漏极接点通过平版印刷方法沉积。
16.一种包含一种或多种官能化的碳纳米管的组合物，该官能化的碳纳米管具有以共价键方式结合到其上的有机化合物，其中所述有机化合物包含至少第一和第二官能团，其中该第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且其中该第二官能团能够选择性地结合金属氧化物。
17.权利要求16的组合物，其中该官能化的碳纳米管具有以下化学式：
Figure A2006800503600004C1
其中A为选自-COOH、-C(O)NHOH和-PO(OH)2的有机酸官能部分，其中n为约0至约20，其中y≥1，其中X为单共价键或选自O、S和NH，且其中CNT为碳纳米管。
18.一种有机化合物，其包含至少第一和第二官能团，其中该第一官能团能够与碳纳米管形成共价键，且其中该第二官能团能够选择性地结合金属氧化物。
19.权利要求18的有机化合物，其中所述有机化合物具有选自以下的化学式：
Figure A2006800503600004C2
Figure A2006800503600005C1
和
Figure A2006800503600005C2
其中n为约0至约20，且其中X为单共价键或选自O、S和NH。
20.一种有机前体化合物，其具有选自以下的化学式：
Figure A2006800503600005C3
和
Figure A2006800503600005C5
其中n为约0至约20，且其中X为单共价键或选自O、S和NH。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102153367A (zh) * 2009-12-01 2011-08-17 乐金显示有限公司 碳纳米管分散液及使用其制造薄层和显示面板的方法
CN102741460A (zh) * 2009-11-10 2012-10-17 原子能与替代能源委员会 选择性纳米粒子沉积
CN102856169A (zh) * 2011-05-04 2013-01-02 高骐 薄膜晶体管的制备方法及顶栅极式薄膜晶体管
CN103420357A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 奇美实业股份有限公司 纳米金属碳管复合材、纳米金属碳管复合材制备方法及纳米碳管导电基板
CN104710338A (zh) * 2015-03-25 2015-06-17 合肥工业大学 一种用于高折射率涂层的表面处理剂及其制备方法
CN107151679A (zh) * 2009-05-20 2017-09-12 希乐克公司 生物加工
CN109884230A (zh) * 2019-03-06 2019-06-14 李笃信 一种富勒烯纳米涂层气相色谱柱的制备方法
CN112635103A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 深圳先进技术研究院 导电图案及其制备方法、柔性电子设备
CN113769711A (zh) * 2021-10-13 2021-12-10 长治医学院 一种高比表面积无机非金属材料及其制备方法

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8679630B2 (en) * 2006-05-17 2014-03-25 Purdue Research Foundation Vertical carbon nanotube device in nanoporous templates
US7514063B1 (en) * 2008-02-08 2009-04-07 International Business Machines Corporation Method for the purification of semiconducting single walled carbon nanotubes
US8598569B2 (en) 2008-04-30 2013-12-03 International Business Machines Corporation Pentacene-carbon nanotube composite, method of forming the composite, and semiconductor device including the composite
US8163205B2 (en) 2008-08-12 2012-04-24 The Boeing Company Durable transparent conductors on polymeric substrates
US8138102B2 (en) * 2008-08-21 2012-03-20 International Business Machines Corporation Method of placing a semiconducting nanostructure and semiconductor device including the semiconducting nanostructure
US8715981B2 (en) * 2009-01-27 2014-05-06 Purdue Research Foundation Electrochemical biosensor
US8872154B2 (en) * 2009-04-06 2014-10-28 Purdue Research Foundation Field effect transistor fabrication from carbon nanotubes
EP2417142B1 (en) * 2009-04-06 2014-07-23 Georgia Tech Research Corporation Electronic devices comprising novel phosphonic acid surface modifiers
CA2758694C (en) 2009-04-17 2017-05-23 Seerstone Llc Method for producing solid carbon by reducing carbon oxides
KR100936167B1 (ko) * 2009-05-29 2010-01-12 한국과학기술원 탄소나노튜브 벌크 소재 및 이의 제조방법
US9273398B2 (en) * 2010-01-16 2016-03-01 Nanoridge Materials, Inc. Metallized nanotubes
US20110177322A1 (en) * 2010-01-16 2011-07-21 Douglas Charles Ogrin Ceramic articles and methods
CA2801617C (en) 2010-06-11 2018-05-29 National Research Council Of Canada Modified carbon nanotubes and their compatibility
US8851440B2 (en) 2010-09-29 2014-10-07 Velcro Industries B.V. Releasable hanging system
US9273004B2 (en) 2011-09-29 2016-03-01 International Business Machines Corporation Selective placement of carbon nanotubes via coulombic attraction of oppositely charged carbon nanotubes and self-assembled monolayers
US8772782B2 (en) 2011-11-23 2014-07-08 International Business Machines Corporation Transistor employing vertically stacked self-aligned carbon nanotubes
JP5826047B2 (ja) * 2012-01-19 2015-12-02 セイコーインスツル株式会社 多層構造体の製造方法
WO2013158158A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 Seerstone Llc Methods for treating an offgas containing carbon oxides
US9221685B2 (en) 2012-04-16 2015-12-29 Seerstone Llc Methods of capturing and sequestering carbon
NO2749379T3 (zh) 2012-04-16 2018-07-28
MX2014012548A (es) 2012-04-16 2015-04-10 Seerstone Llc Metodos y estructuras para reducir oxidos de carbono con catalizadores no ferrosos.
MX354529B (es) 2012-04-16 2018-03-07 Seerstone Llc Métodos para producir carbono sólido mediante la reducción de dióxido de carbono.
US9896341B2 (en) 2012-04-23 2018-02-20 Seerstone Llc Methods of forming carbon nanotubes having a bimodal size distribution
KR101400976B1 (ko) * 2012-05-16 2014-05-28 성균관대학교산학협력단 환원된 그래핀 산화물 층을 포함하는 바이오 센서
CN107651667A (zh) 2012-07-12 2018-02-02 赛尔斯通股份有限公司 包含碳纳米管的固体碳产物以及其形成方法
US10815124B2 (en) 2012-07-12 2020-10-27 Seerstone Llc Solid carbon products comprising carbon nanotubes and methods of forming same
MX2015000580A (es) 2012-07-13 2015-08-20 Seerstone Llc Metodos y sistemas para formar productos de carbono solido y amoniaco.
US9779845B2 (en) 2012-07-18 2017-10-03 Seerstone Llc Primary voltaic sources including nanofiber Schottky barrier arrays and methods of forming same
US8394727B1 (en) 2012-08-17 2013-03-12 International Business Machines Corporation High density selective deposition of carbon nanotubes onto a substrate
MX2015006893A (es) 2012-11-29 2016-01-25 Seerstone Llc Reactores y metodos para producir materiales de carbono solido.
US9783416B2 (en) 2013-03-15 2017-10-10 Seerstone Llc Methods of producing hydrogen and solid carbon
EP3129133A4 (en) 2013-03-15 2018-01-10 Seerstone LLC Systems for producing solid carbon by reducing carbon oxides
US10115844B2 (en) 2013-03-15 2018-10-30 Seerstone Llc Electrodes comprising nanostructured carbon
WO2014151144A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Carbon oxide reduction with intermetallic and carbide catalysts
WO2014151138A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Reactors, systems, and methods for forming solid products
US20140363643A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 International Business Machines Corporation Surface-Selective Carbon Nanotube Deposition Via Polymer-Mediated Assembly
US9193585B2 (en) 2013-06-07 2015-11-24 International Business Machines Corporation Surface modification using functional carbon nanotubes
KR101661598B1 (ko) * 2014-04-29 2016-10-04 한국과학기술연구원 고분자-탄소화합물 복합재료 및 이의 제조방법
US9442695B2 (en) * 2014-05-02 2016-09-13 International Business Machines Corporation Random bit generator based on nanomaterials
US10020300B2 (en) 2014-12-18 2018-07-10 Agilome, 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
US9857328B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems and methods for manufacturing and using the same
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
US9859394B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Graphene FET devices, systems, and methods of using the same for sequencing nucleic acids
EP3235010A4 (en) 2014-12-18 2018-08-29 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistor
KR101775782B1 (ko) 2015-08-31 2017-09-11 국방과학연구소 단일벽 탄소나노튜브의 작용기 제거 방법
US10036744B2 (en) 2015-12-18 2018-07-31 International Business Machines Corporation Bifunctional acid monolayers for the selective placement of carbon nanotubes
US9859500B2 (en) * 2016-02-18 2018-01-02 International Business Machines Corporation Formation of carbon nanotube-containing devices
US9748334B1 (en) 2016-02-18 2017-08-29 International Business Machines Corporation Fabrication of nanomaterial T-gate transistors with charge transfer doping layer
US9806265B1 (en) 2016-04-07 2017-10-31 International Business Machines Corporation Heterogeneous nanostructures for hierarchal assembly
CN107343505B (zh) * 2016-05-06 2020-09-25 识骅科技股份有限公司 具二氧化硅纳米粒子及银纳米粒子的纳米碳管复合结构
EP3459115A4 (en) 2016-05-16 2020-04-08 Agilome, Inc. GRAPHEN-FET DEVICES, SYSTEMS AND METHODS FOR USE THEREOF FOR SEQUENCING NUCLEIC ACIDS
WO2018022999A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Seerstone Llc. Solid carbon products comprising compressed carbon nanotubes in a container and methods of forming same
US9691987B1 (en) 2016-10-20 2017-06-27 International Business Machines Corporation Self-assembly of nanostructures
US10672986B2 (en) 2018-04-13 2020-06-02 International Business Machines Corporation Self-assembly of nanostructures
US11002730B2 (en) * 2018-05-23 2021-05-11 International Business Machines Corporation Molecular design to suppress desorption of self-assembled monolayers
KR20220146167A (ko) * 2021-04-23 2022-11-01 삼성전자주식회사 탄소나노튜브 단일막, 그 제조방법 및 이를 포함하는 전자소자

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2868770A (en) 1954-12-16 1959-01-13 Ind Rayon Corp Polyamides of para-aminophenyl aliphatic acids
US3134800A (en) 1957-10-21 1964-05-26 Upjohn Co Amino aromatic phosphonates and process of preparation
DE1472752C3 (de) 1965-05-03 1978-12-07 Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen Entwicklerkonzentrat
US4472308A (en) 1977-09-27 1984-09-18 Ici United States, Inc. Azo dyestuffs containing an amino or acylated amino naphthol monosulfonic acid radical and at least one reactive phosphoric or phosphonic acid group
US4786625A (en) * 1987-02-25 1988-11-22 Uop Inc. Dehydrogenation catalyst compositon
US5206349A (en) 1990-08-10 1993-04-27 Toyo Gosei Kogy Co., Ltd. Aromatic diazo compounds and photosensitive compositions using the same
US6051380A (en) * 1993-11-01 2000-04-18 Nanogen, Inc. Methods and procedures for molecular biological analysis and diagnostics
JPH06184004A (ja) 1992-12-22 1994-07-05 Fuji Photo Film Co Ltd 電子受容性化合物の製造方法
US5635449A (en) 1995-04-07 1997-06-03 American Cyanamid Company Arylthioalkyl- and arylthioalkenylphosphonic acids and derivatives thereof useful as herbicidal agents
FR2769309B1 (fr) 1997-10-08 2001-06-15 Oreal Composition de teinture d'oxydation des fibres keratiniques comprenant un derive d'aminoacide en tant que base d'oxydation et nouveaux derives d'aminoacides
DE69921472T2 (de) * 1998-05-07 2006-02-02 Commissariat à l'Energie Atomique Verfahren zur fixierung und selbstorganisation von biologischen macromolekulen auf kohlenstoffnanoröhren und deren verwendung
DE19921498A1 (de) 1999-05-08 2000-11-16 Clariant Gmbh Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Diazoniumsalzlösungen
JP4152559B2 (ja) 2000-03-06 2008-09-17 富士フイルム株式会社 ネガ型感光性平版印刷版
DE10063090A1 (de) 2000-12-18 2002-06-20 Henkel Kgaa Nanoskaliges ZnO in Hygiene-Produkten
US7250147B2 (en) 2001-01-29 2007-07-31 Tour James M Process for derivatizing carbon nanotubes with diazonium species
US6752977B2 (en) * 2001-02-12 2004-06-22 William Marsh Rice University Process for purifying single-wall carbon nanotubes and compositions thereof
US7955483B2 (en) 2002-03-18 2011-06-07 Honeywell International Inc. Carbon nanotube-based glucose sensor
US7147894B2 (en) * 2002-03-25 2006-12-12 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method for assembling nano objects
US7186380B2 (en) * 2002-07-01 2007-03-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Transistor and sensors made from molecular materials with electric dipoles
US7459137B2 (en) 2002-07-16 2008-12-02 William Marsh Rice University Process for functionalizing carbon nanotubes under solvent-free conditions
US6969690B2 (en) * 2003-03-21 2005-11-29 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and apparatus for patterned deposition of nanostructure-containing materials by self-assembly and related articles
EP1663863A2 (en) 2003-07-29 2006-06-07 William Marsh Rice University Selective functionalization of carbon nanotubes
FR2868085B1 (fr) * 2004-03-24 2006-07-14 Alchimer Sa Procede de revetement selectif d'une surface composite, fabrication d'interconnexions en microelectronique utilisant ce procede, et circuits integres
US20060057290A1 (en) 2004-05-07 2006-03-16 Glatkowski Paul J Patterning carbon nanotube coatings by selective chemical modification
US20060240492A1 (en) * 2004-11-12 2006-10-26 Rusling James F Carbon nanotube based immunosensors and methods of making and using
US7504132B2 (en) * 2005-01-27 2009-03-17 International Business Machines Corporation Selective placement of carbon nanotubes on oxide surfaces
US20060233713A1 (en) 2005-04-19 2006-10-19 Sri International Gadolinium particle-based MRI contrast agents
US20090232724A1 (en) 2008-03-11 2009-09-17 Ali Afzali-Ardakani Method of separating metallic and semiconducting carbon nanotubes from a mixture of same
US8394727B1 (en) * 2012-08-17 2013-03-12 International Business Machines Corporation High density selective deposition of carbon nanotubes onto a substrate

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107151679A (zh) * 2009-05-20 2017-09-12 希乐克公司 生物加工
CN102741460A (zh) * 2009-11-10 2012-10-17 原子能与替代能源委员会 选择性纳米粒子沉积
CN102153367A (zh) * 2009-12-01 2011-08-17 乐金显示有限公司 碳纳米管分散液及使用其制造薄层和显示面板的方法
CN102856169A (zh) * 2011-05-04 2013-01-02 高骐 薄膜晶体管的制备方法及顶栅极式薄膜晶体管
CN102856169B (zh) * 2011-05-04 2015-04-15 高骐 薄膜晶体管的制备方法及顶栅极式薄膜晶体管
CN103420357A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 奇美实业股份有限公司 纳米金属碳管复合材、纳米金属碳管复合材制备方法及纳米碳管导电基板
CN104710338A (zh) * 2015-03-25 2015-06-17 合肥工业大学 一种用于高折射率涂层的表面处理剂及其制备方法
CN109884230A (zh) * 2019-03-06 2019-06-14 李笃信 一种富勒烯纳米涂层气相色谱柱的制备方法
CN112635103A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 深圳先进技术研究院 导电图案及其制备方法、柔性电子设备
CN112635103B (zh) * 2020-12-18 2022-07-29 深圳先进技术研究院 导电图案及其制备方法、柔性电子设备
CN113769711A (zh) * 2021-10-13 2021-12-10 长治医学院 一种高比表面积无机非金属材料及其制备方法
CN113769711B (zh) * 2021-10-13 2023-10-13 长治医学院 一种高比表面积无机非金属材料及其制备方法

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