CN113382958B - 用于碳纳米管纯化的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于碳纳米管纯化的方法，优选地包括：提供碳纳米管；沉积掩模；和/或选择性地去除掩模的一部分；并且任选地包括去除碳纳米管的子集和/或去除剩余的掩模。

Description

用于碳纳米管纯化的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年11月14日提交的美国申请序列号16/191,185和2019年8月20日提交的美国申请序列号16/545,456的优先权，这两个美国申请通过该引用以其整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及纯化领域，并且更具体地，涉及一种用于碳纳米管纯化的新的且有用的方法。
背景
用于碳纳米管纯化的典型方法倾向于遭受一个或更多个限制。例如，这样的方法可能无法保持被纯化的样品中碳纳米管的对齐。另外地或可选择地，这样的方法和系统可能需要表面图案化、使用高温和/或能量消耗，和/或可能在纯化的碳纳米管上和/或在纯化的碳纳米管周围留下不期望的残余物。
因此，在纯化领域中存在对创建用于碳纳米管纯化的新的且有用的方法的需求。
附图简述
图1是用于碳纳米管纯化的方法的实施方案的流程图。
图2A是该方法的实施例的示意性表示，包括碳纳米管床的平面图。
图2B是该方法的实施例的示意性表示，包括碳纳米管床的横截面图。
图2C是图2B的掩模的示意性表示。
图3A-图3C是该方法的要素的变型的示意性表示。
图4是该方法的要素的示意性表示。
图5A-图5D是在多个波长范围内碳纳米管的光吸收系数的表示。
图6是该方法的要素的变型的示意性表示。
优选实施方案的详细描述
对本发明的优选实施方案的以下描述不意图将本发明限制于这些优选的实施方案，而是意图使本领域任何技术人员能够制造并且使用本发明。
1.综述.
用于碳纳米管(CNT)纯化的方法100优选地包括：提供碳纳米管S110；沉积掩模S120；和/或选择性地去除掩模的一部分S130(例如，如图1中所示)。方法100可以任选地包括去除碳纳米管的子集S140和/或去除剩余的掩模S150。然而，方法100可以另外地或可选择地包括任何其他合适的要素。方法100优选地用于纯化CNT的样品，例如通过分离期望的CNT群体(例如，通过去除所有或大体上所有不期望的CNT，诸如图2A中所示)。
2.益处.
方法100可以赋予若干益处。首先，方法100的实施方案可以实现CNT的高度选择性纯化(例如，产生具有超过99％、99.9％、99.99％、99.999％、99.9999％、99.99999％或更高的纯度的CNT)。第二，方法100的实施方案可以实现CNT的纯化(例如，在任何基底上，诸如未图案化的基底和/或被图案化用于除了实现方法100之外的应用的基底)，而不干扰它们的对齐(例如，能够保持CNT床的对齐)。第三，方法100的实施方案可以在低温和/或在低能耗的情况下进行，从而能够使用温度敏感的基底和/或降低与CNT加工相关的能量成本。第四，方法100的实施方案可以实现CNT的高通量纯化，诸如通过使用大面积、宽带和/或连续波(CW)照射来执行方法100。第五，方法100的实施方案可以利用清洁、干燥(例如，无液体)的工艺，该工艺产生具有最少(例如，大体上没有)加工残余物和/或其他污染物的纯化的CNT。第六，方法100的实施方案可以排他地采用与线路的CMOS前端线需求兼容的材料和工艺。然而，方法100可以另外地或可选择地赋予任何其他合适的益处。
3.方法.
3.1提供碳纳米管.
提供碳纳米管S110优选地用于提供待纯化的材料。CNT可以包括两种或更多种CNT群体的混合物，其中方法100优选地用于将一种或更多种这样的群体与其他群体分离。群体可以包括具有不同性质的CNT(例如，可以基于具有不同性质的CNT被区分)。这些性质可以包括电学性质和/或电子性质(例如，基于带隙、电阻、由手性引起的性质和/或与手性相关的性质等)，诸如沿管轴线的性质、光学特性(例如，在一个或更多个波长处的吸收系数、吸收光谱特性等)、几何性质(例如，直径、长度、手性、取向等)、热性质(例如，热传导性质，诸如横向热传导性、周向热传导性和/或轴向热传导性等)、机械性质和/或声学性质(例如，共振模式)和/或任何其他合适的性质。在一个实施例中，待纯化的CNT包括基于CNT电学性质定义的两个群体(例如，金属群体和半导体群体)，其中方法100用于去除大体上所有的第一CNT群体，从而纯化第二CNT群体(例如，去除金属群体，产生大体上纯的半导体CNT)。然而，所提供的材料可以另外地或可选择地包括任何其他合适的CNT的群体。
CNT优选地以CNT的床提供，但是可以另外地或可选择地以任何其他合适的方式布置。CNT优选地大体上形成单层(或部分单层)，其中床优选地包括不同CNT的最小重叠。特别地，可以期望最小化布置在一个或更多个待保留的CNT(例如，第二CNT群体的CNT)下方诸如布置在待保留的CNT和基底之间的待去除的CNT(例如，第一CNT群体的CNT)的数目，因为这样的布置可以降低方法100的功效(例如，由于来自第二CNT群体的重叠CNT的干扰，可能导致第一CNT群体的重叠的CNT没有如所预期的被去除)。然而，另外地或可选择地，可以期望最小化布置在一个或更多个待去除的CNT(例如，第一CNT群体的CNT)下方的待保留的CNT(例如，第二CNT群体的CNT)的数目，因为这样的布置可以导致第二CNT群体的重叠的CNT在交叉(crossing)处和/或在交叉附近被损坏(例如，通过S140的CNT去除工艺)。在一些实施方案中，CNT具有小于阈值量(例如，每平方微米1、2、5、10、15、20、25、35、50、70、100、200、500、1000、0.1-1、1-10、10-20、15-40、40-100、100-300、300-1000或1000-10,000交叉等)的交叉密度(例如，每单位面积的重叠的CNT区域的数目)，但是可以可选择地具有任何其他合适的交叉密度和/或交叉的布置。
CNT优选地大体上对齐，例如具有大体上平行的纵向轴线和/或大体上沿着一条或更多条线(例如，由CNT端限定的参考线)终止。在一些实施方案中，CNT的至少阈值部分(例如，99.9％、99.5％、99％、98％、95％、90％、80％、65％、50％、40％-65％、65％-85％、85％-95％、95％-99％或99％-100％的CNT等)被布置成其纵向轴线在参考轴线(例如，纵向对齐轴线)的阈值角度(例如，0.1°、0.5°、1°、2°、3°、5°、10°、15°、20°、0°-1°、1°-3°、3°-10°、10°-30°或30°-45°等)内。在一种变型中，CNT包括多个子集(例如，空间分离的子集)，其中每个子集沿着不同的方向(例如，纵向对齐轴线)大体上对齐。然而，CNT可以可选择地具有任何其他合适的布置。
CNT(例如，CNT的床)可以具有低密度、中等密度或高密度，或者具有任何其他合适的密度。在一些实施方案中(例如，其中CNT以生长的形式提供，其中将单批生长的CNT转移到另一个基底等)，密度小于和/或大于阈值线密度(threshold linear density)(例如，每微米0.1个、0.3个、1个、2个、5个、10个、20个、30个、0.001个-0.1个、0.1个-1个、1个-3个、3个-10个、10个-30个、30个-100个或100个-300个CNT等)。在其他实施方案中(例如，其中多批生长的CNT被转移到基底)，密度小于和/或大于阈值线密度(例如，每微米10个、20个、30个、50个、75个、100个、125个、150个、175个、200个、250个、300个、500个、1000个、0.01个-1个、1个-10个、10个-20个、15个-30个、30个-50个、50个-80个、80个-125个、125个-175个、175个-250个、250个-400个、400个-600个、600个-1000个或1000个-10,000个CNT等)。在第一具体实施例中，线密度是每微米至少200个CNT(例如，每微米在200个和500个之间的CNT)。在第二具体实施例中，线密度是每微米至少500个CNT。然而，CNT可以可选择地具有任何其他合适的密度。线密度优选地相对于大体上正交于纵向对齐轴线的方向(例如，在基底的平面内)来确定，但是可以另外地或可选择地相对于任何其他合适的方向来确定。
CNT优选地是单壁CNT(SWNT)，但是可以另外地或可选择地包括多壁CNT(MWNT)和/或任何其他合适的CNT。CNT优选地具有大体上均匀的直径，诸如其中至少阈值部分的CNT(例如，99.9％、99.5％、99％、98％、95％、90％、80％、65％、50％、40％-65％、65％-85％、85％-95％、95％-99％或99％-100％的CNT等)具有彼此在阈值绝对宽度内(例如，0.1nm、0.2nm、0.5nm、1nm、2nm、5nm、10nm、30nm、100nm、0.1nm-0.3nm、0.3nm-1nm、1nm-3nm或3nm-10nm等)和/或相对量内(例如，0.1％、1％、2％、5％、10％、20％、50％、0％-0.1％、0.1％-1％、1％-2％、2％-5％、5％-10％、10％-20％或20％-50％等)的直径(例如，相对于平均直径或中值直径的差异、任何两个CNT之间的差异等)，但是可以可选择地具有大体上不同的直径和/或任何其他合适的直径。CNT的直径，诸如平均直径、中值直径、最小直径、最大直径、第一四分位数直径和/或第三四分位数直径，可以是0.3nm、0.43nm、0.75nm、0.9nm、1nm、1.1nm、1.2nm、1.3nm、1.4nm、1.5nm、1.6nm、1.75nm、2nm、3nm、5nm、10nm、0.43nm-0.75nm、0.75nm-1.25nm、1nm-1.5nm、1.25nm-1.75nm、1.75nm-2.5nm、2.5nm-5nm、5nm-10nm或10nm-30nm，和/或可以是任何其他合适的直径。在具体实施例中，中值直径在0.8nm-1.6nm的范围内(例如，约1nm、约1.2nm、约1.5nm等)。
CNT优选地具有大体上均匀的长度，诸如其中至少阈值部分的CNT(例如，99.9％、99.5％、99％、98％、95％、90％、80％、65％、50％、40％-65％、65％-85％、85％-95％、95％-99％或99％-100％的CNT等)的长度彼此和/或与平均长度或中值长度相差不超过阈值绝对长度(例如，1nm、10nm、100nm、200nm、500nm、1000nm、2000nm、5000nm、10,000nm、50,000nm、0.1nm-1nm、1nm-10nm、10nm-100nm、100nm-1000nm、1000nm-10,000nm或10,000nm-100,000nm等)和/或相对量(例如，0.1％、1％、2％、5％、10％、20％、0％-0.1％、0.1％-1％、1％-2％、2％-5％、5％-10％或10％-20％等)，但是可以可选择地具有大体上不同的长度和/或任何其他合适的长度。CNT的长度，诸如平均长度、中值长度、最小长度、最大长度、第一四分位数长度和/或第三四分位数长度，可以是0.01微米、0.1微米、0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、5微米、10微米、30微米、100微米、300微米、1000微米、0.001微米-0.1微米、0.1微米-1微米、1微米-10微米、10微米-100微米、100微米-1000微米或1000微米-10,000微米，和/或可以是任何其他合适的长度。
CNT(例如，CNT的床)优选地由基底(例如，任何基底)支撑，该基底可以用于为CNT提供机械支撑和/或促进CNT的处理和/或加工。基底可以是在其上生长CNT的基底、在其上转移CNT的基底、其组合(例如，其中第一批CNT在基底上生长，并且一个或更多个另外批次的CNT被转移到基底上)和/或任何其他合适的基底。
在一些实施方案中(例如，其中S120包括旋涂以沉积掩模)，基底优选地大体上是光滑的(例如，其中一个或更多个粗糙度参数，诸如Ra、Rq、Rv、Rp、Rt、Rsk、Rku、RzDIN、RzJIS、Sa、Sq、Sz等，小于阈值量，诸如1nm、10nm、100nm、1000nm、0nm-1nm、1nm-10nm、10nm-100nm、100nm-1000nm、1000nm-10,000nm或10,000nm-100,000nm粗糙度等)。基底优选地能够耐受在方法100的后续要素中(例如，在S130和/或S150等中)使用的温度(例如，100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、250℃、300℃、20℃-60℃、60℃-100℃、100℃-120℃、120℃-140℃、140℃-160℃、160℃-180℃、180℃-200℃、200℃-250℃、250℃-300℃或300℃-400℃等)，诸如对基底大体上没有损坏的温度，但是可以可选择地不耐受这样的温度。基底优选地对在S130中施加的输入不敏感(例如，大体上不被输入直接加热，诸如对用于选择性地加热CNT的光是大体上透明的；对光是半透明的，诸如具有0％、0.5％、1％、2％、5％、10％、0％-1％、1％-5％或5％-20％的不透明度；对光具有高反射性，诸如其中光以比界面的临界角更小的角度入射到基底-掩模界面上；等等)。在一个实施例中，基底对于在S130中使用的照射是大体上透明的，并且耐受高达至少160℃的温度。然而，基底可以另外地或可选择地具有任何其他合适的性质。
基底可以是单晶、多晶、微晶、纳米晶、无定形的，和/或可以具有任何其他合适的微结构。基底可以是晶片(例如，半导体晶片；具有诸如25mm、51mm、76mm、100mm、125mm、130mm、150mm、175mm、200mm、300mm、450mm等的直径的晶片)、片材(例如玻璃片材，诸如具有对应于GEN 1、GEN 2、GEN 3、GEN 3.5、GEN 4、GEN 4.5、GEN 5、GEN 6、GEN 7、GEN 7.5、GEN8、GEN 9、GEN 10、GEN 10.5等的尺寸的片材)、块体(block)和/或具有任何其他合适的形状。示例性的基底材料可以包括石英、硅(例如，裸露的、具有一个或更多个绝缘层，诸如氧化物和/或氮化物层等)、蓝宝石、玻璃(例如，硼硅酸盐玻璃、浮法玻璃等)、塑料、织物和/或任何其他合适的材料。基底可以是裸露的(例如，大体上均匀的)、图案化的(例如，预图案化的晶片、成品器件(或除CNT之外的成品)，诸如显示器、电话等、和/或其元件；等)，和/或具有任何其他合适的特征。然而，方法100可以另外地或可选择地包括在任何其他合适的基底上(和/或在没有任何基底的情况下)提供CNT。
CNT和/或基底优选地大体上不包括CMOS不兼容的材料。在第一实施例中，CNT和/或基底大体上不包括金属(例如，不被金属微量污染，除了微量污染物之外没有金属，等等)。在第二实施例中，CNT和/或基底大体上不包括除了一种或更多种CMOS兼容的金属(例如，Al、W、Ti、Ni、Co、Pt、Al、Hf、Ta、Mo、W、Ti、Cr、Zr、Pd等)之外的金属。然而，CNT和/或基底可以另外地或可选择地包括任何其他合适的材料和/或污染物。
S110可以任选地包括生长(全部或一些)CNT(例如，在基底上；在不同的基底上，诸如在转移到基底之前；等等)。例如，S110可以包括执行图案化的生长技术(例如，如在标题为“Methods of making spatially aligned nanotubes and nanotube arrays”的美国专利序列号8,367,035中描述的，该专利在此通过该引用以其整体并入)，优选地生长对齐的CNT床。S110可以另外地或可选择地包括将(全部或一些)CNT转移到基底，诸如通过喷墨印刷、热转移印刷、接触印刷、干转移印刷、丝网印刷和/或任何其他合适的转移技术(例如，如在标题为“Multiple carbon nanotube transfer and its applications for makinghigh-performance carbon nanotube field-effect transistor(CNFET),transparentelectrodes,and three-dimensional integration of CNFETS”的美国专利序列号9,748,421中描述的，该专利在此通过该引用以其整体并入)。然而，S110可以另外地或可选择地包括以任何其他合适的方式提供CNT。
3.2沉积掩模.
沉积掩模S120优选地用于用可图案化的材料保护和/或封装CNT。例如，可以通过旋涂、喷涂、浸涂、蒸发、溅射、原子层沉积、自组装和/或任何其他合适的沉积技术来沉积掩模。
掩模优选地保护和/或封装(例如，覆盖)大体上所有的CNT(例如，大体上覆盖整个CNT床)，但是可以可选择地保护和/或封装CNT的任何合适的子集。掩模优选地在大体上相同的程度上保护和/或封装不同群体(例如，第一群体和第二群体，诸如下文更详细描述的)的CNT，诸如其中每个群体的类似的(例如，大体上相等的)部分被掩模保护和/或封装(例如，覆盖)。在掩模包括保护和/或封装不同CNT群体的不同部分(例如，包覆第一群体而不是第二群体的第一部分，以及包覆第二群体而不是第一群体的第二部分)的实施方案中，掩模的不同部分优选地由它们与多个群体的空间关系来定义(例如，每个部分被定义为覆盖相应CNT群体的掩模的子集，诸如由图2C中的实施例所示)，而不是由任何其他特性来定义。除了它们与多个群体的空间关系之外，不同部分优选地具有大体上相同的特性(例如，不同部分优选地与掩模的其余部分一起协同地形成大体上均匀的、大体上连续的层)。例如，不同部分优选地包括通过相同沉积工艺沉积的相同材料，并且优选地被同时沉积(例如，第一部分和第二部分在相同的沉积工艺中同时沉积)。掩模优选地不包括对应于不同群体的CNT的不同位置的任何横向图案。在一些这样的实施例中，在不存在CNT的情况下，将不可能区分掩模的不同部分(例如，将不可能确定掩模的任何特定部分的边界，也不可能确定对于掩模上的任何特定位置，该位置与哪个部分相关联)。
掩模(例如，在沉积之后)优选地大体上由单一材料(例如，至少75％纯度、90％纯度、95％纯度、99％纯度、99.9％纯度等；包括或排除与掩模沉积相关的一种或更多种物质，诸如溶剂)制成，但是可以可选择地包括多种材料。掩模材料优选地可操作以被沉积(例如，容易地沉积)成薄的均匀层，但是可以另外地或可选择地具有任何其他合适的沉积特性。该材料优选地是聚合物，但是可以另外地或可选择地包括小的有机分子、金属、半导体、陶瓷和/或任何其他合适的材料。掩模优选地对S130中施加的输入不敏感(例如，大体上不被输入直接加热，诸如对用于选择性地加热CNT的光是大体上透明的)。
掩模(例如，全部或一些掩模)优选地与CNT热接触。例如，掩模可以在CNT上和在CNT之间(例如，在CNT之间的暴露的基底上)形成层(例如，涂层，诸如保形涂层)。掩模优选地是大体上均匀的(例如，均匀的厚度，诸如均匀的保形涂层厚度或从基底到掩模层的顶部的均匀距离；均匀的组成，诸如跨越基底或其一部分横向均匀；等等)，但是可以可选择地具有任何合适的不均匀性。掩模优选地是足够厚的以保护其覆盖的CNT(例如，在S140期间)，但是优选地是足够薄的以能够形成(例如，在S130期间)薄的槽(例如，小于阈值宽度，诸如1nm、2nm、5nm、8nm、10nm、12nm、15nm、20nm、0nm-1nm、1nm-5nm、5nm-15nm、15nm-20nm或20nm-35nm宽)，这可以实现高选择性(例如，避免无意暴露错误群体的CNT)和/或减少执行方法100(例如，执行S130和/或S150)所需的能量。例如，掩模可以比第一阈值厚度(例如，2nm、5nm、8nm、10nm、12nm、15nm、20nm、30nm、50nm、1nm-5nm、5nm-15nm、15nm-20nm、20nm-30nm、30nm-50nm或50nm-100nm)薄和/或比第二阈值厚度(例如，0.5nm、1nm、2nm、5nm、8nm、10nm、12nm、15nm、20nm、0nm-1nm、1nm-5nm、5nm-15nm、15nm-20nm或20nm-35nm)厚。然而，掩模可以另外地或可选择地具有任何其他合适的厚度。
掩模优选地易于响应于一种或更多种刺激而分解(例如解聚)(例如包括一种或更多种刺激响应的、可解聚的、低上限温度的聚合物)。刺激优选地是热相关刺激，诸如温度升高(例如，升高到高于阈值温度，诸如30℃、40℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、250℃、300℃、20℃-60℃、60℃-100℃、100℃-120℃、120℃-140℃、140℃-160℃、160℃-180℃、180℃-200℃、200℃-250℃、250℃-300℃或300℃-400℃，等等)，但是可以另外地或可选择地是任何其他合适的刺激。材料分解过程优选地是清洁过程(例如，留下最少的残余物或大体上没有残余物)，诸如不需要随后去除材料残余物的过程(例如，通过蚀刻、用一种或更多种溶剂洗涤等)。例如，分解过程可以是解聚过程，产生离开CNT(例如，蒸发、被抽走等)的单体(例如，挥发性单体)。然而，材料可以另外地或可选择地具有任何其他合适的特性。
本领域技术人员将认识到解聚是将聚合物分解成其组成单体和/或组成低聚物的过程。解聚的产物可以是大部分(例如，全部，大体上全部，诸如超过90％、95％、98％、99％、99.9％、99.99％等)组成单体，但是可以另外地或可选择地包括组成低聚物(例如，包括单体和低聚物的混合物，大体上仅包括低聚物等)。组成低聚物可以包括具有任何合适数目的重复单元(例如，2个、3个、4个、5个、6个-10个、10个-20个和/或20个-50个重复单元等)的低聚物。解聚的产物优选地基本上由组成单体和/或组成低聚物组成。通过解聚产生的组成单体优选地是与被解聚的聚合物的重复单元和/或结构单元相关的单体(例如，单体是重复单元和/或结构单元的分子类似物)。在聚合物包括不同类型的多个结构单元(例如，在由多于一种单体物质形成的聚合物诸如缩合聚合物中)的一些实施例中，解聚可以产生多种类型的组成单体(例如，与结构单元相关，诸如是形成聚合物的多于一种单体物质或其子集)和/或组成低聚物，或者可以产生单一类型的组成单体(例如，与重复单元相关)和/或组成低聚物。在一些实施例中，解聚包括解链过程(unzipping process)(“解链解聚”)，其中解聚通过沿着聚合物进行的一系列反应发生(例如，从聚合物的一端开始，逐个单体地进行，等等)以产生组成单体(和/或组成低聚物)。本领域技术人员还将认识到解聚是聚合物分解的实例，并且聚合物可以经历许多其他分解过程(例如，热解、气化、溶剂分解等)，所有这些都不同于解聚。例如，与解聚相比，热解通常产生各种小分子(不限于聚合物的组成单体和/或组成低聚物)和含碳残余物。
在一些实施方案中，材料是(或包括)刺激响应性聚合物，所述刺激响应性聚合物是被配置成响应于触发事件而分解，优选地通过解聚而分解的聚合物。这样的聚合物可以包括自降解聚合物(self-immolative polymer)，其是由一个或更多个触发基团(例如，端帽)稳定的聚合物链。在不存在触发基团的情况下，当高于阈值温度，通常是低温(例如，在-60℃至0℃的范围内，诸如-20℃至-40℃)时，聚合物链分解(例如，解聚，优选地经由从触发基团将存在的末端开始的解链解聚)。当触发基团与聚合物链结合时(例如，在链的一个或更多个末端)，触发基团可以用于防止这种分解；在触发基团丢失时，诸如由于触发基团裂解和/或分解(例如，响应于刺激，诸如响应于达到高于阈值诸如100℃-180℃的温度)，聚合物链优选地经历分解(例如，解聚，优选地解链解聚)，诸如上文描述的。在材料包括自降解聚合物的一个实施例中，触发基团是端帽，诸如三氯乙酰基异氰酸酯(TCAI)、偶氮苯、氯甲酸酯或乙酸酐。
自降解聚合物(例如，具有端帽和/或其他触发基团，诸如上文描述的)可以包括，例如，聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N-乙基吡咯烷甲基丙烯酸酯)、聚(邻苯二甲醛)、聚(4,5-二氯邻苯二甲醛)、聚(乙醛酸甲酯)、聚(氨基甲酸酯)、聚氨酯、聚碳酸酯和/或聚(苄基醚)，或多种这样的材料的组合。聚合物链可以是支化的、线性的、环状的和/或具有任何其他合适的构型。聚合物链可以是在10nm-1,000nm之间长，或者具有任何合适的长度。掩模中的聚合物单元优选地具有相似和/或大体上相同的性质，但是可以可选择地是可变的。然而，掩模可以另外地或可选择地包括任何其他合适的聚合物和/或其他材料。
掩模优选地大体上不包括CMOS不兼容的材料。在第一实施例中，掩模大体上不包括金属(例如，不被金属微量污染，除了微量污染物之外没有金属，等等)。在第二实施例中，掩模大体上不包括除了一种或更多种CMOS兼容的金属(例如，Al、W、Ti、Ni、Co、Pt、Al、Hf、Ta、Mo、W、Ti、Cr、Zr、Pd等)之外的金属。然而，掩模可以另外地或可选择地包括任何其他合适的材料和/或污染物。
然而，掩模可以另外地或可选择地包括任何其他合适的材料，具有任何其他合适的特性，和/或可以以任何其他合适的方式沉积。
3.3选择性地去除掩模的一部分.
选择性地去除掩模S130的一部分优选地用于将掩模图案化(例如，基于一个或更多个群体的CNT的接近度，从而能够区分CNT群体)。掩模部分优选地通过分解(例如解聚)来去除，诸如上文描述的(例如关于S120)，但是可以另外地或可选择地以任何其他合适的方式去除。去除的掩模部分优选地大体上不留下残余物和/或其他污染物(例如，在CNT上、在基底上等)。例如，分解产物(例如，通过解聚形成的挥发性单体)可以从CNT中被泵送走。S130可以在周围环境(例如空气)、惰性环境(例如氮气、氩气等)、真空环境(例如，诸如负压环境、粗真空、高真空、超高真空等的部分真空)和/或任何其他合适的环境中执行。
S130优选地包括去除覆盖(例如包覆)第一CNT群体(例如待去除的群体)的掩模部分(“第一掩模部分”)，并且优选地包括不去除覆盖(例如包覆)第二CNT群体(例如待保留的群体)的掩模部分(“第二掩模部分”)(和/或最小化该掩模部分(“第二掩模部分”)的去除)。然而，S130可以另外地或可选择地包括去除覆盖任何其他CNT群体的掩模部分，和/或去除掩模的任何其他合适的部分。
去除第一掩模部分优选地暴露第一CNT群体的每个CNT的全部或一些(或其相当大的部分，诸如第一CNT群体的CNT的至少90％、99％、99.9％、99.99％、99.999％、99.9999％或99.99999％)，诸如暴露每个这样的CNT的管宽度的至少最小阈值分数和/或至多最大阈值分数(例如管宽度的1％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％、99％、100％、0％-1％、1％-10％、10％-30％、30％-60％、60％-80％、80％-90％、90％-95％、95％-99％或99％-100％)和/或暴露在一侧或两侧上延伸超过管宽度的区域(例如，延伸至少最小阈值分数和/或至多最大阈值分数，诸如管宽度的1％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％、99％、100％、0％-1％、1％-10％、10％-30％、30％-60％、60％-80％、80％-90％、90％-95％、95％-99％或99％-100％)。在一些实施方案中，S130包括在第一CNT群体的每个CNT(或大体上所有这样的CNT)上方和/或周围打开槽；实例在图2B中示出。每个槽优选地具有宽度(例如，沿着其长度或其一部分的平均宽度、中值宽度、最小宽度、最大宽度等)，诸如上文描述的(例如，关于要暴露的管宽度的最小阈值分数和/或最大阈值分数；关于S120，诸如关于掩模厚度；等等)。在一个实施例中(例如，其中所有或一些CNT具有在1nm-1.5nm的范围内的宽度)，所有或一些槽具有0.5nm-20nm、优选地1nm-10nm(例如，1nm、2nm、3nm、5nm、7.5nm、10nm、1nm-2nm、2nm-5nm或5nm-10nm)的宽度。然而，槽可以另外地或可选择地具有任何其他合适的宽度。
选择性地去除掩模S130的一部分优选地不会导致一个或更多个不期望的掩模配置(或最小化一个或更多个不期望的掩模配置的出现)。不期望的掩模配置的第一实例包括打开过度地延伸超过第一群体CNT的宽度的槽(例如，显著延伸超过实现S140所需的)，使得槽也暴露一个或更多个第二群体CNT，这可以导致暴露的第二群体CNT的损坏和/或去除(例如，如图3A中所示)。不期望的掩模配置的第二实施例包括暴露第二群体CNT(例如，不是第一群体CNT和/或除了在第一群体CNT上方)(例如，打开在第二群体CNT上方的槽)，这可以导致暴露的第二群体CNT的损坏和/或去除(例如，如图3B中所示)。不期望的掩模配置的第三实例包括无法暴露第一群体CNT(例如，无法打开在第一群体CNT上方的槽)，这可以导致无法去除未暴露的第一群体CNT(例如，如图3B-图3C中所示)。然而，S130可以另外地或可选择地包括避免和/或最小化任何其他合适的不期望的掩模配置，或者可以不包括这样的避免和/或最小化。
S130优选地包括选择性地加热一个或更多个目标CNT群体S131(例如，优先加热第一CNT群体，诸如加热第一CNT群体多于加热第二CNT群体)。S131优选地导致热传递到目标CNT附近的掩模区域(例如，传递到第一掩模部分)，从而将加热区域的温度升高到高于掩模的分解温度(例如，高于触发基团不再使掩模的刺激响应性聚合物稳定的温度，从而导致解聚)，并且导致这些区域分解。然而，S131优选地不会导致显著的热传递(例如，足以引起掩模分解)到非目标的CNT附近的掩模区域(例如，由于非目标的CNT的不期望的加热，由于来自目标CNT的热传递等)，从而避免这些区域(例如，第二掩模部分)的分解。因此，S131优选地包括在目标CNT群体和非目标的CNT之间的加热速率的显著差异(例如，超过阈值比率，诸如比目标CNT群体的加热大1.1倍、1.5倍、2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、1倍-1.2倍、1.2倍-2倍、2倍-5倍、5倍-10倍、10倍-20倍或20倍-50倍)。
S131优选地包括光学地加热目标CNT群体(例如，由于光学输入的吸收)，更优选地通过用优先被目标CNT群体吸收(例如，被第一群体CNT比被第二群体CNT更强地吸收，优选地显著更强地吸收)的光照射CNT来光学地加热目标CNT群体，诸如图4中所示。该优先吸收优选地由第一群体和第二群体的CNT之间的吸收系数(与光学输入的光相关联)的差异引起(例如，其中第一群体的CNT具有比第二群体的CNT更大的吸收系数)，但是可以另外地或可选择地由任何其他合适的现象引起。
在一种实施方案中，其中群体包括金属CNT群体和半导体CNT群体，S131包括使用优先被金属CNT或半导体CNT吸收的一个或更多个波段(例如，诸如图5A-5D中所示的波长和/或如在“Absorption spectra of high purity metallic and semiconductingsingle-walled carbon nanotube thin films in a wide energy region”,MasaoIchida等人,Solid State Communications,151(2011)1696-1699中描述的波长，该文献在此通过该引用以其整体并入)照射CNT。在第一变型中，其中第一CNT群体(待加热的群体)是金属CNT群体，照射可以包括在IR范围2微米-4微米内(例如，在3微米-4微米的范围内)、在可见光范围500nm-800nm内(例如，在600nm-750nm的范围内)、在可见光/UV范围300nm-450nm内(例如，在365nm-425nm的范围内)、在一个或更多个THz范围内(例如，60微米或更大，诸如在60微米-1250微米的范围内)的一个或更多个带，和/或任何其他合适的带。在第二变型中，其中第一CNT群体是半导体CNT群体，照射可以包括在IR范围0.8微米-2微米内(例如，在0.9微米-1.9的微米的范围内)的一个或更多个带和/或任何其他合适的带。
照射优选地包括一个或更多个宽带(例如，具有大于阈值的波长带宽的带，诸如5nm、10nm、20nm、50nm、100nm、200nm、500nm、750nm、1000nm、1500nm、2000nm、1nm-5nm、5nm-25nm、25nm-100nm、100nm-300nm、300nm-1000nm、1000nm-3000nm或3000nm-30,000nm等)，但是可以另外地或可选择地包括窄带(例如，小于阈值的带宽、大体上单色等)和/或任何其他合适的照射。
照射可以从与基底和/或纵向对齐轴线平行、正交的方向和/或以斜角(例如，掠射，诸如在平行的5°以内；稍微偏离正交，诸如在正交的5°以内；大体上倾斜，诸如10°、15°、30°、45°、60°、75°、80°、5°-10°、10°-20°、20°-40°、40°-50°、50°-70°、70°-80°或80°-85°等)入射到CNT上。
照射优选地具有在毫瓦每平方厘米至瓦每平方厘米的范围内的强度(例如，1mW/cm2-3mW/cm2、3mW/cm2-10mW/cm2、10mW/cm2-20mW/cm2、20mW/cm2-50mW/cm2、50mW/cm2-100mW/cm2、100mW/cm2-300mW/cm2、300mW/cm2-1000mW/cm2、1000mW/cm2-3000mW/cm2或3000mW/cm2-30,000mW/cm2等等)，但是可以可选择地具有更低或更高的强度。在一个实施例中，照射强度在10mW/cm2-30mW/cm2的范围内。照射优选地是连续波(CW)照射，但是可以另外地或可选择地包括脉冲照射和/或照射中任何其他合适的时间变化。CNT床可以被照射持续数秒的时间段(例如，1秒、2秒、5秒、10秒、25秒、60秒、0.5秒-3秒、3秒-20秒或20秒-60秒)、数分钟的时间段(例如，1分钟、2分钟、3分钟、5分钟、10分钟、1分钟-3分钟或3分钟-10分钟)或任何其他合适的时间长度。
照射优选地源自宽带光源(例如，由于热辐射而发射光)，诸如灯。例如，用于照射CNT床的系统可以包括宽带光源；一个或更多个光学元件(例如，透镜、镜子等)，其可以用于将来自光源的光聚焦到CNT床上；和/或一个或更多个滤光器，其可以用于选择合适的用于照射的光带(例如，如上文描述的)。在该实施例中，系统的一些变型可以针对不同的照射条件(例如，使用不同的波长带，诸如以不同的CNT群体为目标)被容易地重新配置，诸如通过替换一个或更多个滤光器件被容易地重新配置。然而，照射可以另外地或可选择地源自一个或更多个窄带和/或单色光源，诸如LED和/或激光器(例如，条形二极管、点光源等)，和/或源自任何其他合适的光源。
S131可以另外地或可选择地包括使用一个或更多个输入来加热目标CNT群体，所述输入诸如电输入(例如，DC、AC)、无线电波输入(例如，微波)、声学输入和/或机械输入。在第一实施例中，CNT床由包括电触点的基底支撑，所述电触点诸如与对齐的阵列的CNT的第一端接触的第一电触点，以及与那些CNT的相对端接触的第二电触点。在该实施例中，在两个电触点之间施加电偏压，从而导致电流流过接触的CNT，其中流过每个金属CNT的电流比流过每个半导体CNT的电流显著更多，从而导致金属CNT的电阻加热。在该实施例的变型中，偏压也被施加到栅电极(例如，在基底上图案化，跨过CNT床与基底相对，诸如在掩模的顶部上/或与掩模集成，等等)，栅电极优选地被电容性地耦合至CNT床(例如，耦合至床的半导体CNT)，从而减少和/或防止电流流过半导体CNT。在第二实施例中，CNT床由包括一个或更多个天线(例如，微波天线)的基底支撑，所述天线可以用于将入射辐射(例如，无线电波，诸如微波)耦合到CNT床中，从而在CNT中(例如，优选地在金属CNT中)感应电流。在该实施例中，与天线谐振的辐射被朝向天线传输，从而在CNT中感应电流，导致金属CNT的优先加热(例如，如上文关于第一实施例描述的)。在第三实施例中，声学输入和/或机械输入被提供给CNT床，其中输入包括与第一群体(例如，其中该群体是基于声学性质和/或机械特性确定的)的CNT谐振的一个或更多个频率，因此导致第一群体CNT优先吸收来自该输入的能量，该能量随后作为热被耗散。
能量输入(例如，照射)优选地一次入射到大面积(例如，整个CNT床；其一部分，诸如超过1％、2％、5％、10％、20％、25％、30％或50％；等等)上，但是可以可选择地入射到任何合适大小的区域上。在第一实施例中，能量输入被入射到整个CNT床上，并且S131可以通过将能量引导到(例如，照射)整个CNT床来执行，优选地直到在第一掩模部分中已经实现期望的温度升高。在第二实施例中，能量输入仅入射到CNT床的子集上，并且S131可以通过移动能量输入位置和/或CNT床来执行(例如，光栅化能量输入以覆盖整个CNT床)，诸如通过在移动到下一个区域之前完成每个区域中的掩模去除，或者通过在区域之间快速移动(例如，以在多个这样的区域中实现同时的掩模去除)。
然而，S131可以另外地或可选择地包括以任何合适的方式使用任何其他合适的能量输入。
S130可以任选地包括引起所有CNT(例如，跨越整个CNT床和/或基底)的另外的加热(例如，均匀加热)。例如，S130可以包括将CNT床加热(例如，使用烘箱、热板和/或其他热源)到低于掩模分解温度(例如，低于1℃、2℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、0℃-3℃、3℃-10℃、10℃-20℃或20℃-50℃)，但优选地高于环境温度(例如，18℃-22℃)的大体上均匀的温度。因此，S131中所需的选择性加热可以被显著减少(例如，需要掩模温度升高5℃-20℃，而不是50℃-200℃)，这可以减少与S131相关的所需功率和/或停留时间。在掩模分解温度为约140℃的具体实施例中，S130包括将基底、CNT床和掩模加热到约130℃，并且然后执行S131(例如，用优先被第一群体吸收的光照射CNT床)，以将第一掩模部分的温度升高到高于140℃，同时防止第二掩模部分达到或超过140℃(例如，通过继续保持约130℃的总体温度或平均温度)。
然而，S130可以另外地或可选择地包括以任何其他合适的方式选择性地去除掩模的一部分。
3.4去除碳纳米管的子集.
去除碳纳米管的子集S140优选地用于纯化CNT。
S140优选地包括去除暴露的CNT(例如，第一CNT群体、第一掩模部分附近的CNT等)。去除暴露的CNT优选地包括去除大体上所有暴露的CNT(例如，超过阈值分数，诸如99％、99.9％、99.99％、99.999％、99.9999％或99.99999％等)。每个去除的CNT优选地被大体上完全蒸发(例如，其中蒸发的材料从CNT床被泵送走)，并且优选地在CNT床、掩模和/或基底上大体上不留下导电残余物和/或其他残余物。
暴露的CNT优选地通过一种或更多种蚀刻工艺被去除。蚀刻工艺优选地去除(例如，破坏)暴露的CNT，而不蚀刻穿过掩模(例如，不暴露先前未暴露的CNT，诸如第二CNT群体)。在掩模层厚度显著大于CNT直径(例如，与1nm-1.5nm的CNT直径相比，5nm-20nm的掩模厚度)的一些实施方案中，可以容忍比CNT更快地蚀刻掩模的甚至大体上非选择性的蚀刻工艺和/或一些蚀刻工艺(例如，因为在蚀刻工艺去除整个掩模厚度之前，小的CNT仍将被破坏)。S140可以任选地包括蚀刻部分暴露的CNT。例如，如果槽宽度小于CNT直径，则蚀刻工艺可以(并且优选地确实)底切以去除整个CNT(例如，如图6中所示)。蚀刻工艺可以包括例如氧等离子体蚀刻、UV-臭氧蚀刻、物理蚀刻(例如氩离子研磨)、化学蚀刻(例如气相蚀刻、湿法蚀刻等)，和/或任何其他合适的蚀刻工艺。然而，暴露的CNT可以另外地或可选择地通过洗涤(例如，使用来自洗涤液的机械力来去除CNT)和/或任何其他合适的去除工艺来去除。
S140可以另外地或可选择地包括去除未暴露的CNT(例如，第二CNT群体、第二掩模部分附近和/或不在第一掩模部分附近的CNT等)。例如，S140可以包括将剩余的掩模从基底上脱离(例如，将掩模从基底上剥离)，其中未暴露的CNT仍然嵌入剩余的掩模中，并且从而从基底上去除。例如，这些CNT可以随后被转移到不同的基底上和/或以任何其他合适的方式使用。
然而，S140可以另外地或可选择地包括以任何合适的方式去除任何合适的碳纳米管。
3.5去除剩余的掩模.
去除剩余的掩模S150优选地用于暴露纯化的CNT(例如，仍然在基底上的CNT，诸如第二CNT群体)。这样的暴露可以实现例如：转移纯化的CNT(例如，到电子器件上和/或电子器件中)，诸如转移多批纯化的CNT(例如，以实现高的CNT密度)；器件制造(例如，并入CNT，诸如在纯化的CNT床的顶部上制造)；成品器件(例如，添加CNT之后的成品)的包装和/或使用；和/或纯化的CNT的任何其他合适的用途。
S150优选地包括引起剩余的掩模分解，类似于S130中掩模的部分的分解(例如，使用相同的刺激以引起刺激响应性聚合物的解聚)。例如，S150可以包括将掩模加热(例如，通过加热整个基底，诸如在热板上和/或在烘箱中)到高于其分解温度的温度，从而导致掩模解聚。这样的去除技术由于若干原因可以是有益的。例如，它可以导致很少或大体上没有来自掩模的残余物保留在CNT和/或基底上，它可以作为干(无液体)工艺来执行，和/或可以容易地大规模执行(例如，同时用于整个基底和/或多个基底)。
S150可以另外地或可选择地包括通过溶解掩模(例如，在化学溶剂中)、蚀刻掩模(例如，使用选择性地蚀刻掩模而不是CNT的干法和/或湿法蚀刻工艺)、从基底脱离(例如，剥离)掩模(例如，其中CNT保留在基底上，而不是保留在掩模内)和/或以任何其他合适的方式去除剩余的掩模来去除剩余的掩模。
4.具体实施例.
在一个实施例中，执行方法100以纯化支撑在基底上的CNT的大体上对齐的单层床。通过用一种或更多种自降解聚合物的约10nm厚的层包覆CNT床(例如，通过旋涂溶解在一种或更多种溶剂中的聚合物的溶液)来沉积S120掩模。在掩模沉积之后，用在2微米-4微米范围和/或600nm-750nm范围内的一个或更多个波长带(例如，约750nm宽)照射整个CNT床，从而选择性地加热金属CNT多于加热半导体CNT，这导致槽(例如，约10nm宽的槽)在掩模中在金属CNT上方而不是在半导体CNT上方形成(因为掩模在加热的金属CNT附近解聚)。在照射之后，暴露的(金属)CNT在氧等离子体中被蚀刻。在暴露的CNT蚀刻之后，通过将基底加热到高于分解温度(例如，对于140℃的分解温度，加热到约200℃)来去除剩余的聚合物掩模，从而暴露纯化的半导体CNT。
在第二实施例中，执行方法100以纯化支撑在基底上的CNT的大体上对齐的单层床。通过用一种或更多种自降解聚合物的约10nm厚的层包覆CNT床(例如，通过旋涂溶解在一种或更多种溶剂中的聚合物的溶液)来沉积S120掩模。在掩模沉积之后，用在0.8微米-2微米范围内的一个或更多个波长带(例如，约750nm宽)照射整个CNT床，从而选择性地加热半导体CNT多于加热金属CNT，这导致槽(例如，约10nm宽的槽)在掩模中在半导体CNT上方而不是在金属CNT上方形成(因为掩模在加热的半导体CNT附近解聚)。在照射之后，暴露的(半导体)CNT在氧等离子体中被蚀刻。在暴露的CNT蚀刻之后，通过将基底加热到高于分解温度(例如，对于140℃的分解温度，加热到约200℃)来去除剩余的聚合物掩模，从而暴露纯化的金属CNT。
然而，方法100可以另外地或可选择地包括以任何合适的方式执行的任何其他合适的要素。
尽管为了简明起见而省略，但是系统和/或方法的实施方案可以包括多种系统部件和多种方法过程的每种组合和排列，其中本文描述的方法和/或过程的一个或更多个实例可以通过和/或使用本文描述的系统、元件和/或实体的一个或更多个实例异步地(例如，顺序地)、同时地(例如，并行地)或以任何其他合适的顺序来执行。
附图图示出了根据优选的实施方案、示例性的配置及其变型的系统和/或方法的可能实施方式的架构、功能和操作。还应当注意，在一些可选择的实施方式中，框中提到的功能可以不按附图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以大体上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图说明的每个框以及框图和/或流程图说明中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
如本领域技术人员将从先前的详细描述以及从附图和权利要求中认识到的，可以对本发明的优选的实施方案进行修改和改变，而不偏离在所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (19)

1.一种用于碳纳米管纯化的方法，包括：
用聚合物掩模包覆碳纳米管的床，所述聚合物掩模包括自降解聚合物，所述床包括碳纳米管的第一群体和碳纳米管的第二群体，其中所述床的所述碳纳米管被布置在单个单层或部分单层中，其中所述聚合物掩模包括：
包覆所述第一群体而不是所述第二群体的第一部分；和
包覆所述第二群体而不是所述第一群体的第二部分；
选择性地解聚所述聚合物掩模的所述第一部分而不是所述聚合物掩模的所述第二部分，包括用光照射所述碳纳米管的床，其中所述光被所述第一群体比被所述第二群体更强地吸收，从而加热所述聚合物掩模的所述第一部分；
在解聚所述聚合物掩模的所述第一部分之后，选择性地去除碳纳米管的所述第一群体而不是碳纳米管的所述第二群体，其中所述聚合物掩模的所述第二部分在去除所述第一群体期间保护所述第二群体；和
在选择性地去除碳纳米管的所述第一群体之后，从所述碳纳米管的床去除所述聚合物掩模的所述第二部分。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一群体由金属碳纳米管组成；并且
所述第二群体由半导体碳纳米管组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在选择性地去除碳纳米管的所述第一群体之后，所述碳纳米管的床的金属/半导体比率小于0.001。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述床的所有的碳纳米管被彼此平行地布置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物掩模包括以下中的至少一种：聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N-乙基吡咯烷甲基丙烯酸酯)、聚(邻苯二甲醛)、聚(4,5-二氯邻苯二甲醛)、聚(乙醛酸甲酯)、聚氨酯、聚碳酸酯或聚(苄基醚)。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物掩模的厚度小于30 nm。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中用光照射所述碳纳米管的床包括：用界定大于25nm的波长带宽的光照射所述碳纳米管。
8.根据权利要求1所述的方法，其中去除碳纳米管的所述第一群体包括将碳纳米管的所述第一群体和所述聚合物掩模的所述第二部分暴露于蚀刻剂环境。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳纳米管的床由基底支撑，其中所述基底对光是透明的。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一群体由半导体碳纳米管组成；并且
所述第二群体由金属碳纳米管组成。
11.一种用于碳纳米管纯化的方法，包括：
用聚合物掩模包覆对齐的碳纳米管的床，所述聚合物掩模包括自降解聚合物，所述床包括半导体碳纳米管和金属碳纳米管，其中所述床的所述碳纳米管被布置在单个单层或部分单层中，其中所述聚合物掩模包括：
包覆所述金属碳纳米管而不是所述半导体碳纳米管的第一部分；和
包覆所述半导体碳纳米管而不是所述金属碳纳米管的第二部分；
选择性地解聚所述聚合物掩模的所述第一部分而不是所述聚合物掩模的所述第二部分，包括选择性地加热所述金属碳纳米管多于加热所述半导体碳纳米管，从而加热所述聚合物掩模的所述第一部分；和
在解聚所述聚合物掩模的所述第一部分之后，选择性地蚀刻所述金属碳纳米管而不是所述半导体碳纳米管，其中所述聚合物掩模的所述第二部分在蚀刻期间保护所述半导体碳纳米管。
12.根据权利要求11所述的方法，其中选择性地加热所述金属碳纳米管而不是所述半导体碳纳米管包括：用光照射所述碳纳米管，其中所述光被所述金属碳纳米管比被所述半导体碳纳米管更强地吸收。
13.根据权利要求12所述的方法，其中用光照射所述碳纳米管的床包括：用由宽带光源发射的光照射所述碳纳米管。
14.根据权利要求12所述的方法，其中用光照射所述碳纳米管的床包括：用界定在600纳米和750纳米之间的波长的光照射所述碳纳米管。
15.根据权利要求11所述的方法，其中选择性地加热所述金属碳纳米管而不是所述半导体碳纳米管包括：跨越所述碳纳米管的床的长度施加电压偏压，从而使电流流过所述金属碳纳米管。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括，在选择性地蚀刻所述金属碳纳米管之后，从所述碳纳米管的床中去除所述聚合物掩模的所述第二部分，使得没有聚合物掩模保留在所述碳纳米管的床上。
17.根据权利要求16所述的方法，其中从所述碳纳米管的床中去除所述聚合物掩模的所述第二部分包括通过加热所述聚合物掩模来解聚所述聚合物掩模。
18. 根据权利要求11所述的方法，其中在解聚所述聚合物掩模的所述第一部分之后，所述聚合物掩模界定暴露所述金属碳纳米管的多个槽，其中每个槽界定在0.5 nm和10 nm之间的宽度。
19.一种用于碳纳米管纯化的方法，包括：
用聚合物掩模包覆碳纳米管的床，所述聚合物掩模包括自降解聚合物，所述床包括碳纳米管的第一群体和碳纳米管的第二群体，其中所述床的所述碳纳米管被布置在单个单层或部分单层中，其中所述聚合物掩模包括：
包覆所述第一群体而不是所述第二群体的第一部分；和
包覆所述第二群体而不是所述第一群体的第二部分；
选择性地解聚所述聚合物掩模的所述第一部分而不是所述聚合物掩模的所述第二部分，包括选择性地加热所述第一群体多于加热所述第二群体，从而加热所述聚合物掩模的所述第一部分；
在解聚所述聚合物掩模的所述第一部分之后，选择性地蚀刻碳纳米管的所述第一群体而不是碳纳米管的所述第二群体，其中所述聚合物掩模的所述第二部分在蚀刻期间保护所述第二群体；和
在选择性地蚀刻碳纳米管的所述第一群体之后，从所述碳纳米管的床中去除所述聚合物掩模的所述第二部分。
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