DE102012222023A1

DE102012222023A1 - Cerium(iv)-salze als wirksamer dotierungsstoff für kohlenstoffnanoröhrchen und graphen

Info

Publication number: DE102012222023A1
Application number: DE102012222023A
Authority: DE
Inventors: Ali Afzali-Ardakani; Bhupesh Chandra; George S. Tulevski
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: GB2498053A; GB201221174D0; US20130153831A1; US9663369B2; GB2498053B; DE102012222023B4

Abstract

Ein Prozess umfasst das Kombinieren eines in einem wässrigen Lösungsmittel gelösten Cer(IV)-Salzes mit einem Kohlenstoffmaterial, das CNTs oder Graphen aufweist, wobei das Cer(IV)-Salz aus einem Cer(IV)-Ammoniumsalz einer Stickoxidsäure, einem Cer(IV)-Ammoniumsalz einer Schwefeloxidsäure, einem Cer(IV)-Salz einer Niederalkyl-Organo-Schwefelsäure oder einem Cer(IV)-Salz einer Niederalkan-Organo-Schwefelsäure gewählt wird. In einer Ausführungsform wird das Cer(IV)-Salz aus Cer(IV)-Ammoniumnitrat, Cer(IV)-Ammoniumsulfat, Cer(IV)-Niederalkylsulfonat oder Cer(IV)-Trifluor-Niederalkansulfonat gewählt. Ein Produkt wird durch diesen Prozess hergestellt. Ein Herstellungsartikel weist dieses Produkt auf einem Substrat auf.

Description

Gebiet der Erfindung
Das Gebiet der Erfindung betrifft Dotierungsstoffe für Kohlenstoffnanoröhrchen und Graphen.
Hintergrund der Erfindung
Kohlenstoffnanoröhrchen (CNTs) und Graphen haben aufgrund ihrer intrinsischen Eigenschaften als Halbleiter sowie ihrer metallischen Beschaffenheit viel Aufmerksamkeit erregt. Vor kurzem wurde die Verwendung von CNT und Graphen als flexible transparente Elektroden von Forschungs- und Entwicklungsteams untersucht. Dünnschichten aus Kohlenstoffnanoröhrchen, welche Mischungen aus halbleitenden und metallischen Nanoröhrchen sind, sind bei einer bestimmten Transparenz sehr viel resistiver als Standard-Indiumzinnoxid (ITO). Aus diesem Grunde werden CNT-Schichten mit vielen verschiedenen Chemikalien wie z. B. Salpetersäure, Thionylchlorid, Organoantimon und dergleichen dotiert. Die Dotierungsstoffe Salpetersäure und Thionylchlorid sind wirksam, um den Schichtwiderstand von CNT-Dünnschichten zu reduzieren, sind aber nicht stabil, weshalb die Dotierungswirkung nach wenigen Tagen bei Raumtemperatur abnimmt und der Schichtwiderstand sich dem undotierter Schichten nähert. Zudem wurde die Verwendung von CNT aus Graphen als aktive Elemente in Transistorbauelementen untersucht. In vielen Fällen müssen die Bauelemente dotiert werden, um die erforderlichen Transporteigenschaften zu erreichen.
Stand der Technik
Das US-Patent Nr. 7 253 431 beschreibt ein System und Verfahren für die p-Dotierung von Kohlenstoffnanoröhrchen-FETs durch Lösungsbehandlung.
Das US-Patent Nr. 7 151 146 beschreibt Neodymium-Kohlenstoffnanoröhrchen, die durch eine Ligandaustauschreaktion mit einer Neodymiumverbindung und carboxylierten Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) hergestellt werden.
Die veröffentlichte US-Patentanmeldung 2009/0253590 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlenstoffnanoröhrchen-Zusammensetzung, die aus Röhrchen mit einer gewünschten Einzelchiralität besteht.
Die veröffentlichte US-Patentanmeldung 2008/0001141 beschreibt ein dotiertes Nanostruktur-Netzwerk, Einheiten.
Das US-Patent Nr. 6 891 227 beschreibt ein selbstjustierendes Kohlenstoffnanoröhrchen-Feldeffekttransistorbauelement, bestehend aus Kohlenstoffnanoröhrchen, die auf ein Substrat abgeschieden wurden, einer Source und einem Drain, die jeweils an einem ersten Ende und an einem zweiten Ende des Kohlenstoffnanoröhrchen gebildet sind, und einem Gate, das im Wesentlichen über einem Abschnitt des Kohlenstoffnanoröhrchens gebildet ist und durch eine dielektrische Schicht vom Kohlenstoffnanoröhrchen getrennt ist.
Das US-Patent Nr. 7 132 714 beschreibt einen vertikalen Kohlenstoffnanoröhrchen-Feldeffekttransistor (CNTFET) und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
B. Chandra et al., "Stable Charge-Transfer Doping of Transparent Single-Walled Carbon Nanotube Films (SWCNT)," Chem. Mater., Volume 22, Nr. 18, veröffentlicht im Internet am 1. September 2010, SS. 5179–5183, berichtet über ein alternatives Dotierungssystem, das einen Einzelelektron-Oxidanten (Triethyloxoniumhexachloroantimonat) verwendet, um geschnittene einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen(SWCNT)-Schichten zu dotieren.
J. Chen et al., „Self-aligned carbon nanotube transistors with charge transfer doping," Appl. Phys. Lett., Volume 86, 2005, 123108, berichtet über ein p-Dotierungssytem mit Ladungsübertragung, das Einzelelektron-Oxidationsmoleküle verwendet, um stabile, unipolare Kohlenstoffnanoröhrchen-Transistoren mit selbstjustierender Gatestruktur zu erhalten.
H. Shiozawa et al., "Screening the Missing Electron: Nanochemistry in Action," Phys. Rev. Lett. 102, 2009, 046804, beschreibt die Elektronendotierung durch die 1D van Hove-Singularität einwandiger Kohlenstoffnanoröhrchen, die über eine chemische Reaktion einer eingekapselten Organo-Cerium-Verbindung, CeCp₃ erreicht wird.
T. Durkop et al., "Extraordinary Mobility in Semiconducting Carbon Nanotubes," Nano Letters, Vol. 4, Nr. 1, 2004, SS. 35–39 beschreibt halbleitende Kohlenstoffnanoröhrchen-Transistoren mit Kanallängen über 300 Mikron.
T. Hemraj-Benny et al., "Interactions of Lanthanide Complexes with Oxidized Single-Walled Carbon Nanotubes," Chem. Mater., Volume 16, No. 10, veröffentlicht im Internet am 9. April 2004, beschreibt oxidierte, geschnittene einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen (SWCNTs), die mit aus Eu, La, und Tb bestehenden Lanthansalzen zur Reaktion gebracht wurden.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt Verbindungen, Zusammensetzungen, Strukturen, Herstellungsartikel und Prozesse bereit, die den obigen Bedarf ansprechen, um dem Stand der Technik gegenüber nicht nur Vorteile zu bringen, sondern auch eine(n) oder mehrere der obigen Beschränkungen und Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen.
Um diese und andere Vorteile zu erreichen, und der Aufgabe der Erfindung gemäß, wie sie hierin ausgeführt ist und ausführlich beschrieben wird, umfasst die Erfindung die Verwendung von Cer(IV)-Salzen als wirksame Dotierungsstoffe sowohl für Kohlenstoffnanoröhrchen als auch für Graphen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden Graphen (Plots) und Zeichnungen stellen die Erfindung dar, sind in die vorliegende Patentschrift einbezogen und deren Bestandteil, und veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, um zusammen mit dieser Patentschrift die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist ein UV-vis-Plot einer Nanoröhrchen-Dünnschicht und derselben Nanoröhrchen-Dünnschicht, nachdem sie mit einer wässrigen Lösung mit 1 mM Cer(IV)-Ammoniumnitrat behandelt wurde, wobei die Abszisse die Wellenlänge λ, in Nanometer (nm), des auf jede Dünnschicht gerichteten UV-Lichts darstellt und die Ordinate die UV-Transparenz T(%) jeder Dünnschicht diesem UV-Licht gegenüber darstellt.
2 ist ein Plot der Ergebnisse einer Dotierungsstudie einer mit 0,1 m Cer(IV)-Nitrat dotierten CNT-Dünnschicht (Graphen-Dünnschicht) über einen Zeitraum von 0 bis 1.400 Minuten hinweg, wobei die Abszisse die Zeit in Minuten, t (min), für die Dotierungsbehandlung darstellt und die Ordinate den spezifischen Widerstand R_s (Ω/Quadrat) der Dünnschicht nach der Dotierung darstellt.
3 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die ein Substrat veranschaulicht, das erfindungsgemäß behandelte CNTs trägt.
4 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die ein Substrat veranschaulicht, das erfindungsgemäß behandeltes Graphen trägt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Um diese und andere Vorteile zu erreichen, und der Aufgabe der Erfindung gemäß, wie sie hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben wird, umfassen die folgenden detaillierten Ausführungsformen offenbarte Beispiele, die in verschiedenen Formen ausgeführt werden können.
Die spezifischen Prozesse, Verbindungen, Zusammensetzungen und strukturellen Details, die hierin dargelegt werden, stellen nicht nur eine Basis für die Ansprüche dar, und eine Basis, um einem Fachmann die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf neue und nützliche Weise zu lehren, sondern stellen auch eine Beschreibung bereit, wie diese Erfindung herzustellen und anzuwenden ist. Die Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung, und wie sie realisiert und erhalten werden, werden nicht nur in der folgenden schriftlichen Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Kurzfassung der Offenbarung und in den Zeichnungen beschrieben, sondern diese Merkmale, Aufgaben und Vorteile gehen auch aus der praktischen Umsetzung der Erfindung hervor.
Cer(IV)-Salze, zum Beispiel Cer(IV)-Ammoniumnitrat (CAN), Cer(IV)-Ammoniumsulfat, Cer(IV)-Methylsulfonat und Cer(IV)-Trifluormethansulfonat, sind alle sehr wirksame Oxidationsmittel, die durch Einelektronentransfer mit einem elektronenreichen Substrat einer Reduktion ausgesetzt werden. Diese Cer(IV)-Salze als wirksame Dotierungsstoffe sowohl für Kohlenstoffnanoröhrchen als auch für Graphen sind meist kommerziell verfügbar. Einige werden in einem Schritt aus kommerziell verfügbaren Verbindungen hergestellt, und alle sind in hohem Maße wasserlöslich.
Nitritsalze, -NO₂-, oder Hyponitritsalze, -NO, können substituiert oder an Stelle des Cer(IV)-Ammoniumnitrats (d. h., des -NO₃-Salzes) verwendet werden. Dieser Aspekt der Erfindung schließt allgemein die Verwendung von Cer(IV)-Salzen einer Stickoxidsäure oder von Cer(IV)-Ammoniumsalzen einer Stickoxidsäure im Prozess der Erfindung und in den mit diesem Prozess erhaltenen Produkten ein. Die Erfindung schließt auch die Verwendung von Mischungen für die obigen Salze ein.
Dementsprechend kann ein Salz einer Schwefeloxidsäure für das Cer(IV)-Ammoniumsulfat substituiert oder an seiner Stelle verwendet werden. Die Kationen dieser Salze sind dem Fachmann wohlbekannt, doch in einer Ausführungsform der Erfindung werden Ammoniumkationen verwendet. Dieser Aspekt der Erfindung schließt allgemein die Verwendung von Cer(IV)-Salzen einer Schwefeloxidsäure oder von Cer(IV)-Ammoniumsalzen einer Schwefeloxidsäure im Prozess der Erfindung und in den mit diesem Prozess erhaltenen Produkten ein. Die Erfindung schließt auch die Verwendung von Mischungen der vorgenannten Salze ein. Beispiele für diese Säuren, die verwendet werden, um diese Salze und in einer Ausführungsform die entsprechenden Ammoniumsalze zu bilden, schließen unter anderem ein:
schweflige Säure, H₂SO_3,;
Ammoniumsulfit, (NH4)₂SO_3,;
Schwefelsäure, H₂SO₄;
Ammoniumsulfat, (NH4)₂SO_4,;
Thioschwefelsäure, H₂S₂O₃;
Ammoniumthiosulfat, (NH4)₂SO_3,;
Dithionsäure, H₂S₂O₄;
Ammoniumhyposulfit (NH4)₂SO_4,;
Metaschwefelsäure, H₂S₂O₅;
Ammoniummetasulfit, (NH4)₂SO_5,;
Hyposchwefelsäure, H₂S₂O₆;
Ammoniumhyposulfat, (NH4)₂SO_6,;
Pyroschwefelsäure, H₂S₂O₇;
Ammoniumpyrosulfat, (NH4)₂SO_7,;
Perschwefelsäure, H₂S₂O₈; und
Ammoniumpersulfat, (NH4)₂SO₈
Die Cer(IV)-Salze Cer(IV)-Methylsulfonat und Cer(IV)-Trifluormethansulfonat schließen allgemein spezifische Salze ein, die erfindungsgemäß verwendet werden können, auch wenn ähnliche Salze einschließlich jenen, welche Cer(IV)-Niederalkylsulfonat und Cer(IV)-Trihalo-Niederalkansulfonat aufweisen, verwendet werden können. Die Niederalkylgruppe zusätzlich zur Methylgruppe umfasst jene Gruppen, die 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatome enthalten, einschließlich isomerer Konfigurationen davon wie z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, Propyl, Isopropyl und dergleichen. Die Niederalkangruppen zusätzlich zur Methangruppe umfassen jene Gruppen, die 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatome enthalten, einschließlich isomerer Konfigurationen davon wie z. B. Methan, Ethan, Propan, Isopropan, Butan, Isobutan, Pentan, Isopentan und dergleichen, wobei die Alkangruppe voll substituiert werden kann, z. B. Perfluormethan, oder partiell substituiert werden kann, z. B. Difluormethan, Difluorpentan und dergleichen. Das Halogen des Cer(IV)-Trihalo-Niederalkansulfonats kann eines von Fluor, Chlor, Brom oder Iod sein.
Zudem können Salze einer Organo-Schwefelsäure im Prozess der Erfindung für die Organo-Sulfonate Cer(IV)-Methylsulfonat und Cer(IV)-Trifluormethansulfonat substituiert oder an deren Stelle verwendet werden, um die Produkte mit diesem Prozess zu erhalten. Die Erfindung schließt auch die Verwendung von Mischungen dieser Salze ein und schließt unter anderem ein:
Sulfonate, (R)(OH)SO₂
Sulfinite, (R)(OH)SO;
Sulfone, (R)(RO)SO, und (R)(R)SO₂;
Sulfoxide, (R)(R)SO;
Sulfoniumverbindungen, (R)(R)(R)SX;
Sulfinate, (R)(R)SX₂,
wobei „R” gleich oder verschieden sein kann und eine Niederalkylgruppe oder eine substituierte Niederalkylgruppe wie z. B. ein halogensubstituiertes Niederalkyl mit 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatomen und Isomere davon wie Isopropyl, Isobutyl, Isopentyl und dergleichen einschließt, und „X” ein Anion umfasst, das dem Fachmann wohlbekannt ist und für die Verbindungen mit dem Radikal ”X₂” gleich oder verschieden sein kann.
Der Prozess des Dotierens von CNTs (entweder als Einzelnanoröhrchen in einem FET oder anderen Bauelementen oder als Dünnschicht auf einem Substrat) wird einfach durch Eintauchen des Substrats in einer in Wasser verdünnten Lösung des Cer(IV)-Salzes erreicht. Nach einer bestimmten Zeitperiode wird das Substrat entnommen und mit Wasser gespült, um das Überschusssalz zu entfernen, und getrocknet, um eine dotierte CNT-Dünnschicht zu erhalten. Dasselbe Verfahren gilt auch für Graphen. Die Substrate schließen Substrate aus Glas, Quarz, Silicium, Siliciumoxid, Kunststoffmaterialien wie z. B. Polyimide, Polyamide, Epoxide, Phenole, Polyvinylchloride, Polyvinylchloridcopolymere und dergleichen und flexible Substrate ein.
Ein zweiter Ansatz zum Dotieren von CNTs schließt das Beimischen stark in Wasser verdünnter Lösungen dieser Cer(IV)-Salze zu einer wässrigen Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion und das Überwachen des Dotierungsgrads auf UV-vis-Spektren ein, die von einer auf ein Quarzsubstrat abgeschiedenen Schicht der CNTs erhalten wurden.
1 zeigt die UV-vis-Spektren dotierter CNTs und auch die Änderung im spezifischen Oberflächenwiderstand dieser Schichten vor und nach dem Dotieren durch das oben beschriebene Verfahren, d. h., dem Dotieren einer Dünnschicht aus CNTs auf einem Quarzsubstrat.
Auch Kombinationen jeder der obigen Cer(IV)-Salze werden bei der Umsetzung dieser Erfindung verwendet.
In 3 wird eine Seitenansicht im Querschnitt 30 von erfindungsgemäß behandelten CNTs 32 auf einem Substrat 34 gezeigt, und in 4 wird eine Seitenansicht im Querschnitt 40 von erfindungsgemäß behandeltem Graphen 42 auf einem Substrat 44 gezeigt. Diese Substrate schließen die oben beschriebenen Substrate und dem Fachmann wohlbekannte Substrate ein.
Die „dünne” CNT-Schicht oder „dünne” Graphenschicht ist etwa 2 nm bis etwa 100 nm dick bzw. etwa 2 nm bis etwa 50 nm dick.
Die in Wasser gelösten Cer(IV)-Salze dieser Erfindung weisen Konzentrationen von etwa 1 mM bis etwa 100 mM auf.
Zusätzlich zum Lösen der Cer(IV)-Salze dieser Erfindung in Wasser können auch organische Zusatzlösungsmittel mit Wasser verwendet werden und schließen Ethanol, Methanol, Acetonitril, DMF und dem Fachmann bekannte Äquivalente davon in einer Menge von etwa 5 Gewichts-% bis etwa 25 Gewichts-% des Wassers ein. Auch Kombinationen dieser Lösungsmittel werden bei der Umsetzung der Erfindung verwendet.
In einem anderen Aspekt der Erfindung, und um den obigen Prozess des Kombinierens und die Herstellung der Verbindung näher zu beschreiben, wird die Erfindung als ein Produkt umfassend definiert, das durch den hierin beschriebenen Prozess des Kombinierens dieser Cer(IV)-Salze mit CNTs und Graphen hergestellt wird.
CNTs werden dem Fachmann wohlbekannten Prozessen entsprechend produziert, wie z. B. jene, die von Dimitrakopoulus und Georgiou im US-Patent Nr. 7 842 554 und den darin zitierten Verweisen beschrieben werden. Die Eigenschaften von Graphen, seine Anwendung und Verfahren zu dessen Herstellung sind dem Fachmann ebenfalls wohlbekannt, wie durch die folgenden Veröffentlichungen und die darin zitierten Verweise veranschaulicht:
Geim, A. K. und Novoselov, K. S. (2007), "The rise of graphene." Nature Materials 6 (3): 183–191.
Geim A: (2009) „Graphene: Status und Prospects": Science 324 (5934): 1530.
Liying Jiao, Li Zhang, Xinran Wang, Georgi Diankov & Hongjie Dai (2009). „Narrow graphene nanoribbons from carbon nanotubes". Nature 458 (7240): 877.
Lemme, M. C. et al. (2007) „A graphene field-effect device". IEEE Electron Device Letters 28 (4): 282.
Bourzac, Katherine (2010-02-05). „Graphene Transistors that Can Work at Blistering Speeds". MIT Technology Review.
IBM shows off 100 GHz graphene transistor-Techworld.com. News.techworld.com. Abgerufen am 10.12.2010.
Lin et al.; Dimitrakopoulos, C; Jenkins, KA; Farmer, DB; Chiu, HY; Grill, A; Avouris, P (2010). „100-GHz Transistors from Wafer-Scale Epitaxial Graphene". Science (Science) 327 (5966): 662.
Wang, X.; Li, X.; Zhang, L.; Yoon, Y.; Weber, P. K.; Wang, H.; Guo, J.; Dai, H. (2009). „N-Doping of Graphene Through Electrothermal Reactions with Ammonia". Science 324 (5928): 768.
Traversi, F.; Russo, V.; Sordan, R. (2009). „Integrated complementary graphene inverter". Appl. Phys. Lett. 94 (22).
Wang, X.; et al. 20. „Transparent, Conductive Graphene Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells". Nano Letters 8 (1): 323.
Diese Verweise veranschaulichen auch verschiedene Substrate, die verwendet werden können.
Afzali-Ardakani, Avouris, Chen, Kimke und Solomon, US-Patent Nr. 7 253 431 , veranschaulichen Anwendungen für lösungsdotierte CNTs „140” in 1–4. Die CNTs, die durch den Prozess der vorliegenden Erfindung produziert werden, werden im Wesentlichen auf gleiche Weise als ein Substitut für das Element 140 des US-Patents Nr. 7 253 431 verwendet, um einen neuartigen Herstellungsartikel zu bilden. Das Graphen, das durch den Prozess der vorliegenden Erfindung produziert wird, wird im Wesentlichen auf gleiche Weise als ein Substitut für das Element 140 des US-Patents Nr. 7 253 431 verwendet, um einen neuartigen Herstellungsartikel zu bilden, und kann auch im Wesentlichen auf gleiche Weise als die Graphenmaterialien verwendet werden, die in der oben angeführten technischen Literatur beschrieben werden, um einen neuartigen Herstellungsartikel zu bilden.
In dieser Patentschrift und in der Zusammenfassung der Offenbarung haben die Erfinder Äquivalente aufgezeigt, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Kombinationen von Elementen, Materialien, Verbindungen, Zusammensetzungen, Bedingungen, Prozessen, Strukturen und dergleichen, und selbst, wenn diese einzeln aufgezeigt werden, schließen sie auch Kombinationen dieser Äquivalente wie z. B. Kombinationen mit zwei, drei, vier oder mehr Komponenten sowie Kombinationen von äquivalenten Elementen, Materialien, Zusammensetzungen, Prozessen, Strukturen und dergleichen in allen Verhältnissen und auf jede Weise ein.
Zudem schließen die verschiedenen Zahlenbereiche zur Beschreibung der Erfindung, wie sie in der Patentschrift dargelegt werden, auch jede Kombination der unteren Enden der Bereiche mit den oberen Enden der Bereiche und jeden einzelnen Zahlenwert ein, oder jeden einzelnen Zahlenwert, der den Umfang der unteren Grenzen des Bereichs oder den Umfang der oberen Grenzen des Bereichs reduziert, und schließt auch Bereiche ein, die in einem dieser Bereiche liegen.
Die Begriffe „etwa”, „wesentlich” oder „im Wesentlichen”, wenn sie hierin in einem Anspruch oder in Bezug auf einen Parameter wie z. B. einen Zahlenwert verwendet werden, einschließlich Werte, die einen Zahlenbereich beschreiben, bedeuten leichte Schwankungen im Parameter. In einer anderen Ausführungsform schließen die Begriffe „etwa”, „wesentlich” oder „im Wesentlichen”, wenn sie benutzt werden, um einen numerischen Parameter zu beschreiben, z. B. eine Abweichung von bis zu fünf, zehn oder 15 Prozent ein, oder etwas höher.
Alle wissenschaftlichen Zeitschriftenartikel oder sonstigen Artikel, einschließlich Internetseiten, sowie erteilte und anhängige Patente, die in dieser schriftlichen Beschreibung oder in den „Invention Disclosure Statements” des Anmelders zitiert werden, einschließlich der Verweise, die in solchen wissenschaftlichen Zeitschriftenartikeln und sonstigen Artikeln einschließlich Internetseiten, und solchen Patenten angeführt werden, werden durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen, und zu den Zwecken, der in dieser schriftlichen Beschreibung und in allen anderen Offenbarungen genannt werden, die in solchen wissenschaftlichen Zeitschriftenartikeln und sonstigen Artikeln einschließlich Internetseiten sowie Patenten und den darin zitierten Verweisen enthalten sind, da alles oder einiges davon in seiner Gesamtheit oder zum Teil nicht nur für die vorstehende schriftliche Beschreibung, sondern auch für die folgenden Ansprüche und die Zusammenfassung der Offenbarung gelten kann.
Obwohl die Erfinder ihre Erfindung Bezug nehmend auf einige Ausführungsformen beschrieben haben, ist beabsichtigt, dass andere Ausführungsformen, die durch den Äquivalenzbereich definiert werden, im Umfang und Geist der vorstehenden schriftlichen Beschreibung und der folgenden Ansprüche und der Zusammenfassung der Offenbarung liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7253431 [0003, 0039]
US 7151146 [0004]
US 6891227 [0007]
US 7132714 [0008]
US 7842554 [0037]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

B. Chandra et al., ”Stable Charge-Transfer Doping of Transparent Single-Walled Carbon Nanotube Films (SWCNT),” Chem. Mater., Volume 22, Nr. 18, veröffentlicht im Internet am 1. September 2010, SS. 5179–5183 [0009]
J. Chen et al., „Self-aligned carbon nanotube transistors with charge transfer doping,” Appl. Phys. Lett., Volume 86, 2005, 123108 [0010]
H. Shiozawa et al., ”Screening the Missing Electron: Nanochemistry in Action,” Phys. Rev. Lett. 102, 2009, 046804 [0011]
T. Durkop et al., ”Extraordinary Mobility in Semiconducting Carbon Nanotubes,” Nano Letters, Vol. 4, Nr. 1, 2004, SS. 35–39 [0012]
T. Hemraj-Benny et al., ”Interactions of Lanthanide Complexes with Oxidized Single-Walled Carbon Nanotubes,” Chem. Mater., Volume 16, No. 10, veröffentlicht im Internet am 9. April 2004 [0013]
Geim, A. K. und Novoselov, K. S. (2007), ”The rise of graphene.” Nature Materials 6 (3): 183–191 [0037]
Geim A: (2009) „Graphene: Status und Prospects”: Science 324 (5934): 1530 [0037]
Liying Jiao, Li Zhang, Xinran Wang, Georgi Diankov & Hongjie Dai (2009). „Narrow graphene nanoribbons from carbon nanotubes”. Nature 458 (7240): 877 [0037]
Lemme, M. C. et al. (2007) „A graphene field-effect device”. IEEE Electron Device Letters 28 (4): 282 [0037]
Bourzac, Katherine (2010-02-05). „Graphene Transistors that Can Work at Blistering Speeds”. MIT Technology Review [0037]
IBM shows off 100 GHz graphene transistor-Techworld.com. News.techworld.com. Abgerufen am 10.12.2010 [0037]
Lin et al.; Dimitrakopoulos, C; Jenkins, KA; Farmer, DB; Chiu, HY; Grill, A; Avouris, P (2010). „100-GHz Transistors from Wafer-Scale Epitaxial Graphene”. Science (Science) 327 (5966): 662 [0037]
Wang, X.; Li, X.; Zhang, L.; Yoon, Y.; Weber, P. K.; Wang, H.; Guo, J.; Dai, H. (2009). „N-Doping of Graphene Through Electrothermal Reactions with Ammonia”. Science 324 (5928): 768 [0037]
Traversi, F.; Russo, V.; Sordan, R. (2009). „Integrated complementary graphene inverter”. Appl. Phys. Lett. 94 (22) [0037]
Wang, X.; et al. 20. „Transparent, Conductive Graphene Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells”. Nano Letters 8 (1): 323 [0037]

Claims

Prozess, aufweisend das Kombinieren eines in einem wässrigen Lösungsmittel gelösten Cer(IV)-Salzes mit einem Kohlenstoffmaterial, das CNTs oder Graphen aufweist, wobei das Cer(IV)-Salz aus einem Cer(IV)-Salz einer Stickoxidsäure, einem Cer(IV)-Salz einer Schwefeloxidsäure, einem Cer(IV)-Salz einer Niederalkyl-Organo-Schwefelsäure oder einem Cer(IV)-Salz einer substituierten Niederalkan-Organo-Schwefelsäure gewählt wird.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Salz Cer(IV)-Ammoniumnitrat, Cer(IV)-Ammoniumsulfat, Cer(IV)-Niederalkylsulfonat und Cer(IV)-Trihalo-Niederalkansulfonat aufweist.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Cer(IV)-Salz Cer(IV)-Ammoniumnitrat aufweist.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Cer(IV)-Salz Cer(IV)-Ammoniumsulfat aufweist.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Cer(IV)-Salz Cer(IV)-Methylsulfonat aufweist.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Cer(IV)-Salz Cer(IV)-Trifluormethansulfonat aufweist.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Kohlenstoffmaterial ein CNT aufweist.
Prozess nach Anspruch 1, wobei das Kohlenstoffmaterial Graphen aufweist.
Produkt, durch den Prozess nach Anspruch 1 hergestellt.
Produkt, durch den Prozess nach Anspruch 7 hergestellt.
Produkt, durch den Prozess nach Anspruch 8 hergestellt.
Herstellungsartikel, aufweisend das Produkt nach Anspruch 9 auf einem Substrat.
Herstellungsartikel, aufweisend das Produkt nach Anspruch 10 auf einem Substrat.
Herstellungsartikel, aufweisend das Produkt nach Anspruch 11 auf einem Substrat.