JP2013527806A - ネットワーク、ファブリック及びフィルム内にナノスケール要素を配列させるための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、35U.S.C§119(e)に基づく以下の仮出願の優先権を主張する。その内容を本文に援用する。
2004年2月11日出願の米国特許第6,924,538号「垂直配置ナノファブリック製品を有する装置及びその製造方法」。
図19A〜19Cは、異なる倍率(それぞれ1901、1902及び1903)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った方向性のある圧延力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。圧延力は、スチールハンドローラーを介して適用され、当該ローラーが、軽い圧力(約2ニュートン)で50回、ナノチューブファブリック層に対して直接的に回転された。図19A(倍率10,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、適用された圧延力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図20A〜20Cは、異なる倍率(それぞれ2001、2002及び2003)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この摩擦力は、テフロン(登録商標)又はポリテトラフルオロエチレンシート上にウエハを(ナノチューブファブリック層がテフロン(登録商標)又はポリテトラフルオロエチレンシートに直接に接触するように)下向きに配置し、150gの重りをウエハの反対側(つまり、非コーティング側)に配置し、そして、ウエハをテフロン(登録商標)又はポリテトラフルオロエチレンシートに沿って約5インチの距離で15回スライドさせることによって適用された。図20A(倍率5,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された摩擦力から生成した整列したナノチューブの薄いバンド(約2μm幅)を表している。
図21A〜21Cは、異なる倍率(それぞれ2101、2102及び2103)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この摩擦力は、テフロン(登録商標)又はポリテトラフルオロエチレンシート上にウエハを(ナノチューブファブリック層がテフロン(登録商標)又はポリテトラフルオロエチレンシートに直接に接触するように)下向きに配置し、150gの重りをウエハの反対側(つまり、非コーティング側)に配置し、そして、ウエハをテフロン(登録商標)又はポリテトラフルオロエチレンシートに沿って約5インチの距離で25回スライドさせることによって適用された。図21A(倍率5,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図22A〜22Cは、異なる倍率(それぞれ2201、2202及び2203)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の4つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この摩擦力は、300mmの二酸化ケイ素ウエハ上にウエハを(ナノチューブファブリック層が二酸化ケイ素ウエハ表面に直接に接触するように)下向きに配置し、150gの重りを反対側(つまり、非コーティング側)に配置し、そして、ウエハを二酸化ケイ素ウエハに沿って約4インチの距離で250回スライドさせることによって適用された。図22A(倍率5,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図23A〜23Cは、異なる倍率(それぞれ2301、2302及び2303)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った円弧状摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この摩擦力は、100回の円弧運動でウエハ上にウール研磨パッドを通過させることによって適用された。ウール研磨パッドは、ウエハ上を通過されるときに回転されない。図23A(倍率10,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された円弧状の力の初期角度の実質的な直線的な接線方向に配向した秩序状態に変えられた。図23B(倍率25,000xの画像)から明らかであるとおり、適用された摩擦力の円弧方向に拘わらず、ナノチューブ要素が略直線配向に整列した。
図24A〜24Cは、異なる倍率(それぞれ2401、2402及び2403)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の1つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った直線的に付加された研磨力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この研磨力は、50回の直線運動でウエハ上に円筒ベロアローラーを通過させることによって適用された。円筒ベロアローラーは、60rpmの速度で回転され、各通過で約0.4インチ/秒の一定速でウエハ上を通過した。図24C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された研磨力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図25A〜25Cは、異なる倍率(それぞれ2501、2502及び2503)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った回転研磨力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この研磨力は、ウエハ上に円形ウール研磨パッドを配置して、90秒間、60回転/分の速度で研磨パッドを回転させることによって適用された。図25B(倍率25,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、複数の方向に沿って配向した整列したナノチューブ要素の複数の領域に変えられた。
図26A〜26Cは、本開示の方法によって秩序状態に変えられる前の異なる倍率(それぞれ2601、2602及び2603)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像である。図26A〜26Cのナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の4つのスピンコーティング工程を介してSiウエハ上に形成された。次に、堆積ナノチューブファブリック層が、直線摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。直線摩擦力は、加重CMPパッド(約75g)をナノチューブファブリック層の長手方向に沿って20回スライドさせることによって適用される。図27A〜27Bは、この直線摩擦力が図27A〜27Cに示された方向に沿って適用された後の図26A〜26Cの同ナノチューブファブリック層のSEM画像である。図27C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、適用された力の方向に配向したナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。
図28A〜28Cは、異なる倍率(それぞれ2801、2802及び2803)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿ったクライオキネティック衝撃工程の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。図28Dは、クライオキネティック衝撃工程の適用の前の形成ナノチューブファブリック層のSEM画像2804であり、研磨力の適用前のナノチューブファブリック層の実質的に無秩序な状態を表している。ナノチューブファブリック層がシリコン基板上に形成されると、保護プラスチック層(塩化ポリビニリデンに基づいたサランラップ(登録商標))が該ファブリック層上に配置された。そして、クライオキネティック衝撃銃(“Va−Tran System,Inc”から入手可能な商業的ドライアイスクリーニングシステム)を使用して、二酸化炭素の冷凍ペレットを10回通過でスプレーした。各通過は、10秒間で(プラスチック層で保護された)ウエハ表面に亘ってスプレーをスイープ(sweep、移動)させることを含んでいる。各通過の間、保護プラスチック層は(約30秒間で)解凍するための時間を与えられる。図28C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用されたクライオキネティック衝撃力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図29A〜29Cは、1018低炭素鋼基板上に形成された例示のナノチューブファブリック層の形成及び続く秩序化を表すSEM画像である。図29Aは、ナノチューブファブリック層の堆積前の鋼基板のSEM画像2901である。図29Bは、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して形成された(実質的に無秩序な状態の)例示のナノチューブファブリック層のSEM画像2902である。図29Cは、当該SEM画像2903内に示した方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通して、ナノチューブ要素の整列ネットワークに変えられた後の例示のナノチューブファブリック層のSEM画像2904である。鋼基板表面に沿った機械加工溝が、全3つのSEM画像(2901、2902及び2903)に現れており、(SEM画像2903に示された)適用された摩擦力の示された方向に直交するように延びている。この摩擦力は、レーヨン研磨パッド上にウエハを下向きに配置し(つまり、ナノチューブファブリック層がレーヨン研磨パッドに直接に物理的に接触するようにウエハを配置し)、そして、ウエハをパッド表面に沿って約6〜8インチで50回スライドさせることによって適用された。この例で使用されたレーヨン研磨パッドは、South Bay Technology,Inc.のp/PRF12A−10の「レーヨンファインポリッシングクロス」である。図29Cから明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図30A〜30Cは、異なる倍率(それぞれ3001、3002及び3003)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った圧電性の生成摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。図30Dは、圧電性の生成摩擦力の適用の前の形成ナノチューブファブリック層のSEM画像3004であり、摩擦力の適用前のナノチューブファブリック層の実質的に無秩序な状態を表している。ナノチューブファブリック層がシリコン基板上に形成されると、保護プラスチック層(塩化ポリビニリデンに基づいたサランラップ(登録商標))が該ファブリック層上に配置された。そして、y分極した圧電性結晶要素が、プラスチック層上に配置されて、当該要素が実質的にナノチューブファブリック層全体を被覆した。そして、(重りと圧電性結晶との間に電気的絶縁を提供するようにPTFEフィルム層を使用して)1.25ポンドの重りが圧電性結晶要素上に配置されたことで、結晶要素とナノチューブファブリック層との間に十分な圧力を維持する。次いで、圧電性結晶要素が、11kHz、10V(ピーク・トゥ・ピーク)で2.5時間、圧電増幅器によって駆動された。SEM画像2901、2902及び2903に示した方向が、圧電性結晶要素の振動軸を表している。図30C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、振動方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図31A〜31Cは、異なる倍率(それぞれ3101、3102及び3103)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板上に形成され、各SEM画像内で示された方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この摩擦力は、レーヨン研磨パッド上にウエハを下向きに配置し(つまり、ナノチューブファブリック層がレーヨン研磨パッドに直接に物理的に接触するようにウエハを配置し)、そして、ウエハをパッド表面に沿って約6〜8インチで50回スライドさせることによって適用された。この例で使用されたレーヨン研磨パッドは、South Bay Technology,Inc.のp/PRF12A−10の「レーヨンファインポリッシングクロス」である。図31C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図32A〜32Cは、異なる倍率(それぞれ3201、3202及び3203)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った高圧エアフロー研磨工程の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。図32Dは、高圧エアフロー研磨工程の適用の前の形成ナノチューブファブリック層のSEM画像3204であり、研磨力の適用前のナノチューブファブリック層の実質的に無秩序な状態を表している。ナノチューブファブリック層がシリコン基板上に形成されると、保護プラスチック層(塩化ポリビニリデンに基づいたサランラップ(登録商標))が該ファブリック層上に配置された。そして、エアガン(Exairから入手可能なモデル番号1410SSの商用精密安全エアガンであり、モデル番号1110SSの「ナノサパーエア(nano supper air)」ノズルを装着している)を使用して、20スイープ(sweep)、100psiでナノチューブファブリック層上に窒素ガス(N2)をフローさせた。各スイープは、約10秒間、「ジグザグ」パターンに(プラスチック層で保護された)ウエハ表面に亘ってエアガンを移動させることを含む。図32C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、エアフローの方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図33A〜33Cは、2024アルミニウム合金基板上に形成された例示のナノチューブファブリック層の形成及び続く秩序化を表すSEM画像である。図33Aは、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して形成された(実質的に無秩序な状態の)例示のナノチューブファブリック層のSEM画像3301である。図33Bは、当該SEM画像3302内に示した方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通して、ナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた後の例示のナノチューブファブリック層のSEM画像3302である。この摩擦力は、レーヨン研磨パッド上にウエハを下向きに配置し(つまり、ナノチューブファブリック層がレーヨン研磨パッドに直接に物理的に接触するようにウエハを配置し)、そして、ウエハをパッド表面に沿って約6〜8インチで50回スライドさせることによって適用された。この例で使用されたレーヨン研磨パッドは、South Bay Technology,Inc.のp/PRF12A−10の「レーヨンファインポリッシングクロス」である。図33Bから明らかであるとおり、生成したナノチューブファブリック層が、当該適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図34A〜34Cは、異なる倍率(それぞれ3401、3402及び3403)における例示のナノチューブファブリック層のSEM画像であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の5つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、各SEM画像内で示された方向に沿った方向性のある摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この摩擦力は、20”ROHM HAAS SPM3100のCMPパッド上にウエハを(ナノチューブファブリック層がCMPパッド表面に直接接触するように)下向きに配置することによって適用された。摩擦工程の開始前、CMP装置のヘッドに装填(ロード)されたウエハが、脱イオン化した水でスプレーされて、ウエハ表面上のナノチューブファブリック層とCMPパッドとの間の界面に潤滑媒体を提供する。CMPヘッドが、1.6インチの最大ストローク長において10ストローク/分の速度で5分間、CMPパッド上でウエハを前後に通過する。ウエハがその表面に亘って摩擦されるときにCMPパッドは回転されない。図34C(倍率75,000xの画像)から明らかであるとおり、ナノチューブファブリック層が、適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図35は、例示のナノチューブファブリック層のAFM画像3501であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、電子制御された線形アクチュエータを介した摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この例では、ニュートン線形アクチュエータ(モデル番号、CMA 12CCCL)が、ニューポート自在移動制御ドライバ(Newport universal motion controller driver)(モデル番号、ESP300)で駆動されて、シリコンウエハを例示のナノチューブファブリック層表面上で前後に移動させる。アクチュエータ及び移動制御ドライバの両方が、カリフォルニア州アーバインのNewport Corporationから入手可能である。この装置の使用は、当業者にとってよく知られている。シリコンウエハは、各ストローク1mmの距離で、合計100回の反復で移動された。また、アセンブリは、38gの下方の力(ナノチューブファブリック層に対してシリコン摩擦面を押圧する力)を提供した。図35から明らかであるとおり、ナノチューブファブリック層が、適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図36は、例示のナノチューブファブリック層のAFM画像3601であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、電子制御された線形アクチュエータを介した摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この例では、ニュートン線形アクチュエータ(モデル番号、CMA 12CCCL)が、ニューポート自在移動制御ドライバ(Newport universal motion controller driver)(モデル番号、ESP300)で駆動されて、シリコンウエハを例示のナノチューブファブリック層表面上で前後に移動させる。アクチュエータ及び移動制御ドライバの両方が、カリフォルニア州アーバインのNewport Corporationから入手可能である。この装置の使用は、当業者にとってよく知られている。シリコンウエハは、各ストローク1mmの距離で、合計1000回の反復で移動された。また、アセンブリは、42gの下方の力(ナノチューブファブリック層に対してシリコン摩擦面を押圧する力)を提供した。図36から明らかであるとおり、ナノチューブファブリック層が、適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図37は、例示のナノチューブファブリック層のAFM画像3701であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、電子制御された線形アクチュエータを介した摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この例では、ニュートン線形アクチュエータ(モデル番号、CMA 12CCCL)が、ニューポート自在移動制御ドライバ(Newport universal motion controller driver)(モデル番号、ESP300)で駆動されて、シリコンウエハを例示のナノチューブファブリック層表面上で前後に移動させる。アクチュエータ及び移動制御ドライバの両方が、カリフォルニア州アーバインのNewport Corporationから入手可能である。この装置の使用は、当業者にとってよく知られている。シリコンウエハは、各ストローク0.05mmの距離で、合計1000回の反復で移動された。また、アセンブリは、80gの下方の力(ナノチューブファブリック層に対してシリコン摩擦面を押圧する力)を提供した。図37から明らかであるとおり、ナノチューブファブリック層が、適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図38は、例示のナノチューブファブリック層のAFM画像3801であり、当該ナノチューブファブリック層は、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介して最初に形成され、次に、電子制御された線形アクチュエータを介した摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた。この例では、ニュートン線形アクチュエータ(モデル番号、CMA 12CCCL)が、ニューポート自在移動制御ドライバ(Newport universal motion controller driver)(モデル番号、ESP300)で駆動されて、シリコンウエハを例示のナノチューブファブリック層表面上で前後に移動させる。アクチュエータ及び移動制御ドライバの両方が、カリフォルニア州アーバインのNewport Corporationから入手可能である。この装置の使用は、当業者にとってよく知られている。シリコンウエハは、各ストローク0.01mmの距離で、合計1000回の反復で移動された。また、アセンブリは、28gの下方の力(ナノチューブファブリック層に対してシリコン摩擦面を押圧する力)を提供した。図38から明らかであるとおり、ナノチューブファブリック層が、適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。
図39A〜39Dは、例示のシリコンナノワイヤ層と共に例示のナノチューブファブリック層を形成すること及び続く秩序化を表すSEM画像である。図39Aは、精製ナノチューブ塗布溶液(上述)の3つのスピンコーティング工程を介してシリコンウエハ上に最初に形成された例示のナノチューブファブリック層のSEM画像3901である。特に、単分散のシリコンナノワイヤ(ミズーリ州のSigma−Aldrich,Inc.からモデル番号、730866で入手可能)が、形成ナノチューブファブリック層に滴下して適用された。30滴が適用され、続く滴下が適用される前に各液滴を空気乾燥可能である。全30滴が適用された後、(ナノチューブファブリック層及びシリコンナノワイヤ層でコーティングされた)シリコンウエハが、2分間、300℃で焼成された。図39B〜39Dは、方向性のある摩擦力の適用を通してナノチューブ要素の秩序ネットワークに変えられた後の異なる倍率(それぞれ3902、3903及び3904)における例示のナノチューブファブリック及びシリコンナノワイヤ層のSEM画像である。この摩擦力は、レーヨン研磨パッド上にウエハを下向きに配置し(つまり、ナノチューブファブリック及びシリコンナノワイヤ層がレーヨン研磨パッドに直接に物理的に接触するようにウエハを配置し)、そして、ウエハをパッド表面に沿って約4インチで30回スライドさせることによって適用された。この例で使用されたレーヨン研磨パッドは、South Bay Technology,Inc.のp/PRF12A−10の「レーヨンファインポリッシングクロス」である。図39C(倍率10,000xの画像)から明らかであるとおり、ナノチューブファブリック層及びシリコンナノワイヤの両方が、当該適用された摩擦力の方向に沿って配向した秩序状態に変えられた。本例は、(限定されないが、ナノチューブ及びナノワイヤを含む)高アスペクト比のナノスケール構造を整列(秩序化)させることに利用するための本開示の方法の普遍性を実証している。
Claims (40)
- ネットワーク内のナノスケール要素を配列させるための方法であって、
物質層上に堆積されたナノスケール要素のネットワークを提供するステップと、
前記ナノスケール要素の前記ネットワークの部分に方向性のある力を適用して、前記ナノスケール要素の少なくとも一部を秩序ネットワークに配列させるステップと、を含む方法。 - 前記方向性のある力が、少なくとも1回、前記ナノスケール要素の前記ネットワークの部分に適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力が一方向に沿って適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力が複数の方向に沿って適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力が円弧方向に沿って適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力を前記ナノスケール要素の前記ネットワークの部分に繰り返し適用するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力の繰り返しの適用が、前記ナノスケール要素の前記ネットワークに亘る一定の経路に従うことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記物質層が剛性であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記物質層が、元素シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、PTFE、有機ポリマー、pvc、スチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、炭化水素ポリマー、無機骨格ポリマー、窒化ホウ素、ガリウムヒ素、III/V族化合物、II/VI族化合物、木材、金属、合金、酸化金属、セラミック、及び、ガラスからなる群から選択されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記物質層が剛性構造の複合物質であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記物質層が可撓性であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記物質層が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリサルフォン及び多環式オレフィンからなる群から選択されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記方向性のある力を適用するステップは、前記ナノスケール要素の少なくとも一部を、前記ナノスケール要素の前記ネットワークの少なくとも1つの所定領域内で所定の配向に配列させることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力を適用する前に、前記ナノスケール要素の前記ネットワークの一部上に潤滑媒体を堆積するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記潤滑媒体は、水、ハロカーボン液、液化ガス、ハイドロカーボン液、官能化有機液体、有機シロキサンベースの環状、線形液、二硫化モリブデン、窒化ボロン、グラファイト及びスチレンビーズからなるリストから選択された少なくとも1つの物質から構成されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記ナノスケール要素の前記ネットワークは、スピンコーティング工程、スプレーコーティング工程、ディップコーティング工程、シルクスクリーン印刷工程又はグラビア印刷工程の1つを介して形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ナノスケール要素がナノチューブであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ナノチューブがカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記ナノスケール要素の前記ネットワークが、カーボンナノチューブと他の物質の複合物質であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記他の物質が、バッキーボール、アモルファスカーボン、銀ナノチューブ、量子ドット、コロイダルシルバー、単分散ポリスチレンビーズ及びシリカ粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記ナノスケール要素が官能化カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記官能化カーボンナノチューブは、当該カーボンナノチューブの側壁に電気絶縁バリアを提供する部分が付着したカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記部分が有機官能基であることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記部分がシリコン官能基であることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記部分が、有機シリケート、酸化ケイ素、有機酸化ケイ素、メチルシルセスキオキサン、有機シロキサン、ジメチルシロキサン/ポリ有機エーテル、有機ポリマー、DNA及びポリアミドの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記ナノスケール要素がナノワイヤであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ナノスケール要素の前記ネットワークが、実質的にいずれの懸濁媒体をも有さないことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力が摩擦要素を通して適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記摩擦要素が、元素シリコン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、セルロースアセテート、セルロース(例えばレーヨン)、ポリエステル、ポリアミド(例えばナイロン)、ポリマー物質、並びに、スターチ及び水の半硬質スラリーからなる群から選択される少なくとも1つの物質を含むことを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記方向性のある力が研磨要素を通して適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記研磨要素が、前記ナノチューブファブリック層に平行な平面内で回転されることを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 前記研磨要素が、ポリエステルマイクロファイバー、ポリアミドマイクロファイバー、ポリエステル、ポリアミド、スチレン、ポリビニルアルコールフォーム、コットン、ウール、セルロース、及び、レーヨンの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 前記方向性のある力が、前記ナノチューブファブリック層上に円筒要素を回転させることにより適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記円筒要素が、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、タングステン、クロム、マンガン、マグネシウム、チタン、アルミニウム、スチール、ゴム、プラスチック、ポリスチレン、メラミン、シリコン、ポリカーボネート、ポリエチレン、磁器、酸化ケイ素、アルミナ、炭化ケイ素及び木材からなる群から選択された物質を含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記方向性のある力がクライオキネティックスプレーを通して適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記クライオキネティックスプレーは、二酸化炭素(CO2)及びアルゴン(Ar)の1つを含むことを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記クライオキネティックスプレーは、直線方向に前記ナノチューブファブリック層に亘って移動されることを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記方向性のある力がロールトゥロールプロセス内で適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力が前記ナノスケール要素の前記ネットワークに直接的に適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記方向性のある力が介在物質を通して前記ナノスケール要素の前記ネットワークに適用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
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