JP2014526430A

JP2014526430A - グラフェン欠陥の修正

Info

Publication number: JP2014526430A
Application number: JP2014529668A
Authority: JP
Inventors: ミラー，セス，エイドリアン; ヤガー，トーマス，エー．
Original assignee: エンパイアテクノロジーディベロップメントエルエルシー
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: US9938151B2; US9011968B2; KR101629869B1; JP5779721B2; WO2013039508A1; CN103796950A; US20130071616A1; KR20140045560A; US20160009562A1

Abstract

技術は、グラフェンを含む層の欠陥を少なくとも部分的に修正するのに有効な方法およびシステムについて、一般的に記載される。いくつかの例では、本方法は、層が少なくともいくらかのグラフェンおよび少なくともいくつかの欠陥領域をグラフェン内に含む基板上の層を受け取ることを、含むことができる。欠陥領域は、基板の露出領域を明らかにすることができる。本方法は、露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、基板を反応させることを含むこともできる。本方法は、グラフェン酸化物層を生成するために、少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させることを、さらに含むことができる。本方法は、層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、グラフェン酸化物層を還元することを、さらに含むことができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、以下の出願に関連する。発明の名称を「ＧＲＡＰＨＥＮＥＤＥＦＥＣＴＡＬＴＥＲＡＴＩＯＮ（グラフェン欠陥の修正）」とし、発明者をＳｅｔｈＭｉｌｌｅｒとし、（年、月、日）に出願され、現在同時係属中であるＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／ｘｘｘｘｘ（代理人整理番号１５７４−００４０）、および、発明の名称を「ＧＲＡＰＨＥＮＥＤＥＦＥＣＴＤＥＴＥＣＴＩＯＮ（グラフェン欠陥の検出）」とし、発明者をＳｅｔｈＭｉｌｌｅｒとし、（年、月、日）に出願され、現在同時係属中であるＰＣＴ／ＵＳ２０１１／ｘｘｘｘｘ（代理人整理番号１５７４−００４１）。

本明細書において示される場合を除き、この項に記載された材料は、本出願の請求項に対する先行技術ではなく、またこの項に含まれることによって先行技術であると認められるものではない。

グラフェンは、一般に、結合した炭素原子の１原子分の厚さの層を含むことができる材料である。グラフェンは、銅などの別の材料の最上部で炭素原子を成長させることにより、生成することができる。銅を石英管に挿入し、加熱し、そしてアニールすることができる。それから、ＣＨ_４およびＨ_２の混合気体をその管内に流入することができ、そして、グラフェンを生成するために、流れるＨ_２によって銅を冷却することができる。

いくつかの実施例では、基板上の、グラフェンを含む層の欠陥領域を少なくとも部分的に修正するための方法を一般的に記述する。いくつかの方法は、その層が少なくともいくつかの欠陥領域をグラフェン内に含み得る場合に、基板上のその層を受け取ることを含むことができる。欠陥領域は、基板の露出領域を露わにすることができる。本方法は、露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するのに有効な充分な反応条件の下で、基板を反応させることを含むこともできる。本方法は、グラフェン酸化物層を生成するために、少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させることをさらに含むことができる。本方法は、その層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、グラフェン酸化物層を還元することをさらに含むことができる。

いくつかの実施例では、基板上のグラフェンを含む層の欠陥領域を少なくとも部分的に修正するのに有効なシステムを、一般的に記述する。様々な実施例では、システムはチャンバおよびチャンバと連通して構成される容器を含むことができる。チャンバは、基板上の層を受け取るのに有効に構成することができる。ここで、その層は少なくともいくらかのグラフェンを含むことができて、少なくともいくつかの欠陥領域をグラフェン内に含むことができる。欠陥領域は、基板の露出領域を露わにするのに有効であり得る。チャンバおよび容器は、露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、基板を反応させるのに有効に構成することができる。チャンバおよび容器は、グラフェン酸化物層を生成するために、少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させるのに有効に構成することができる。チャンバおよび容器は、グラフェン酸化物層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、その層を還元するのに有効にさらに構成することができる。

いくつかの実施例では、処理された層を一般的に記述する。その層は、基板上に少なくともいくらかのグラフェンを含むことができる。その層は、少なくとも１つの欠陥領域をグラフェン内に含むことができる。欠陥領域は、基板の陽イオン領域を露わにするのに有効であり得る。その層は、陽イオン領域に付着した、還元されたグラフェン酸化物層を、さらに含むことができる。

上述した「発明の概要」は、例示しただけであって、いかなる形であれ、限定することを意図するものではない。上述した例示的態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴が、図面および以下の「発明を実施するための形態」を参照することで明らかになろう。

本開示の上述した特徴および他の特徴は、添付した図面と共に、以下の説明および添付した特許請求の範囲から、より完全に明らかになろう。これらの図面が、本開示に基づくいくつかの実施形態のみを表し、したがって、特許請求の範囲を限定するものとみなされるべきではないことを理解して、添付の図面を用いることにより、本開示はさらに特定され詳細に記述される。

グラフェン欠陥の修正を実現するために用いることができるシステムの一例を示す図である。グラフェン欠陥の修正を実現するための処理の一例のフローチャートである。グラフェン欠陥の修正を実現するために用いることができるコンピュータプログラム製品を示す図である。グラフェン欠陥の修正を実現するように構成されたコンピューティングデバイスの一例を示すブロック図である。

各図に示す構成は全て、少なくとも本明細書において記載されたいくつかの実施形態に従って構成される。

以下の「発明を実施するための形態」において、添付の図面を参照するが、それは本明細書の一部を形成するものである。図面において、特に文脈により示されない限り、典型的に類似の符号は類似の構成要素を表すものとする。「発明を実施するための形態」、図面、および「特許請求の範囲」に記載される例示的な実施形態は、限定することを意味しない。本明細書に示された発明の主題の趣旨または範囲を逸脱することなく、他の実施形態を用いることができ、また、他の変更を行うことができる。本明細書に一般的に記載され、図に示される本開示の態様が、多種多様な異なる構成で配列され、置換され、組み合わされ、分離され、そして設計され得ることが容易に理解されよう。そして、その全ては本明細書において明示的に考察される。

本開示は、なかでも、グラフェン欠陥の修正に関連するシステム、方法、材料および装置に対して、一般的に描かれる。

簡潔に述べると、技術は、グラフェンを含む層の欠陥を少なくとも部分的に修正するのに有効な方法およびシステムについて、一般的に記載される。いくつかの例では、本方法は、層が少なくともいくらかのグラフェンおよび少なくともいくつかの欠陥領域をグラフェン内に含む基板上の層を受け取ることを、含むことができる。欠陥領域は、基板の露出領域を明らかにすることができる。本方法は、露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、基板を反応させることを含むこともできる。本方法は、グラフェン酸化物層を生成するために、少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させることを、さらに含むことができる。本方法は、層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、グラフェン酸化物層を還元することを、さらに含むことができる。

また、明示または黙示を問わず本明細書に開示され、および／または請求項に記載され、構造的に、組成的に、および／または機能的に関係する化合物、材料または物質の１つのグループに属する、いかなる化合物、材料または物質も、そのグループおよびその全ての組み合わせの個々の代表例を含むものと理解されよう。

図１は、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に基づいて、グラフェン欠陥の修正を実現するために利用することができるシステムの一例を示す。一例であるグラフェン欠陥修正システム１００は、１つまたは複数のチャンバ１１２、１１３、１１５、１つまたは複数の容器１１８、１２８、１６２、１つまたは複数のヒーター１７４、１７５、１７７、１つまたは複数のバルブ１４８、１５８、１６８、１８２、１８９、１９８、および／または１つまたは複数のポンプ１７０、１７１、１７２を含むことができる。欠陥修正システム１００の少なくともいくつかの要素は、通信リンク１８６によりプロセッサ１８４と通信するように構成することができる。いくつかの例では、プロセッサ１８４は、格納される命令１８０を含み得るメモリ１８８と通信するように構成することができる。プロセッサ１８４は、例えば命令１８０によって、後述する動作／操作／機能の少なくともいくつかを制御するように構成することができる。

グラフェン生成処理中に、亀裂、ボイド、裂け目または他の欠陥もしくは欠陥領域が、グラフェン１０６内に生じることがある。このような欠陥は、グラフェン生成処理の際、および／またはグラフェンを基板へ移送する際の不純物の結果として生じ得る。これらの欠陥は、いくつかの応用において、グラフェンの動作を劣化させるおそれがある。例えば、電子が欠陥の周囲を動くことができるので、欠陥が存在することにより、グラフェンの導電率が低下するおそれがある。これによって、抵抗が増加し、局所磁場が生じる可能性がある。また、インダクタンスが増加する可能性もある。グラフェンが伝導トレース（例えばディスプレイまたは高周波回路などにおいて）として使われる例では、オープンな、機能しない回路になるおそれがある。気体透過性が、影響を受ける可能性がある。ボイドが応力集中部分になり得るから、機械的強度が影響を受ける可能性がある。グラフェンの化学反応性は、欠陥が存在することで、増加する可能性がある。一例では、符号１３６に示すように、基板１０４上のグラフェン１０６を含む層１０２は、基板１０４の露出領域１０９、１１１を露わにする欠陥１０８および／または１１０を含むことができる。一例では、基板１０４は、電気的絶縁物を含むことができる。一例では、基板１０４は、例えば、プラスチック、シリコン、ＳｉＯ_２、ガラス、金、銀、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などで形成することができる。以下でさらに詳しく説明するように、層１０２および基板１０４を、基板１０４の露出領域内に陽イオン領域を生成するために有効な材料にさらすことができる。それから、グラフェン酸化物を陽イオン領域に作用させることができ、そして、グラフェン酸化物を、層１０２の欠陥領域を修正するために、少なくとも部分的に還元することができる。

符号１３８に示すように、層１０２および基板１０４を、例えば手または機械によって、チャンバ１１２内に置くことができる。チャンバ１１２はポート１１４、１１６を含むことができ、そして、チャンバ１１２はポンプ１７０、ヒーター１７４および／または容器１１８と連通してもよい。容器１１８は、ポンプ１７０と共に、例えばプロセッサ１８４の制御により、基板１０４、グラフェン１０６および／または露出領域１０９、１１１に、気体１２０または液体１２１を作用させるのに有効に構成することができる。気体１２０または液体１２１は、欠陥領域１０８、１１０の存在により露わになる露出領域１０９、１１１内に陽イオン領域１７６、１７８を生成するのに有効な材料を含むことができる。例えば、気体１２０または液体１２１は、アミン終端した材料、またはアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＳ）もしくはポリエチレンイミン（ＰＥＩ）などのアミン終端したシロキサンを含むことができる。一例では、ＡＰＴＳは、基板１０２上で露出領域１０９、１１１内にアミン官能基を生成する基板１０４のシラノールと、結合することができて、これによって、陽イオン領域１７６、１７８を生成する。

一例では、ヒーター１７４が約１分から約２分の時間間隔で、約１気圧で、層１０２および基板１０４を摂氏約２５度から摂氏約４０度までの温度範囲まで加熱しながら、気体１２０または液体１２１を、層１０２および基板１０４に作用させることができる。一例では、基板１０４がプラスチックを含み、放電電極１４４は、チャンバ１１２に関連して動作可能であって、露出領域１０９、１１１で基板１０４を酸化させる基板１０４上のコロナ放電を生じさせるのに有効に構成することができる。例えば、グラフェンが生成された位置からグラフェンが用いられ得る位置までグラフェンを移送する前に、コロナ放電を実行することができる。この例では、カルボキシル酸官能基を生成することができる。液体１２１は、陽イオン領域１７６、１７８を生成するために、カルボキシル酸官能基に結合し得るＰＥＩなどの陽イオンであるポリマーを含むことができる。

符号１４０に示すように、グラフェン１０６、欠陥領域１０８、１１０および陽イオン領域１７６、１７８を有する基板１０４は、例えば手または機械により、チャンバ１１３内に置くことができる。容器１２８は、チャンバ１１３と連通してもよい。容器１２８は、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、陽イオン領域１７６、１７８を有する基板１０４に液体１６０を作用するのに有効に構成することができる。例えば、基板１０４を液体１６０に浸漬してもよい。液体１６０は、グラフェン酸化物（ＧＯ）として、例えば水およびＧＯを含む溶液を含むことができる。液体またはグラフェン酸化物溶液１６０は、グラフェン酸化物層１９０およびグラフェン酸化物層１９２を生成する陰イオン性分散系の陽イオン領域１７６、１７８に、グラフェン酸化物の剥片が付着することができるように、陰イオン性であってもよい。例えば、陰イオン性グラフェン酸化物剥片は、陽イオン性ＡＰＴＳおよび／またはＰＥＩに付着することができる。

一例では、ヒーター１７５が、約１分から約２分の時間間隔で、基板１０４を摂氏約１５度から摂氏約２５度までの温度範囲まで加熱しながら、液体１６０を基板１０４に作用させることができる。ポンプ１７１は、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、チャンバ１１２内の圧力を発生させる、またはその圧力をチャンバ１１３内の約０．５気圧から約２気圧に制御するのに有効に構成することができる。陽イオン領域１７６、１７８に付着しないグラフェン酸化物は、チャンバ１１３内の層１０２全体にわたって、例えば水を含む流動液体１６０などによって洗い落とすことができる。

符号１４２に示すように、グラフェン酸化物層１９０、１９２を有する層１０２は、例えば手または機械により、チャンバ１１５に置くことができる。容器１６２は、チャンバ１１５と連通してもよく、液体１６４および／または気体１６１を含むことができる。チャンバ１１５は、修正された欠陥または還元されたグラフェン酸化物領域１９４、１９６を生成するために、液体１６４および／または気体１６１をグラフェン酸化物層１９０、１９２に作用させることによって、グラフェン酸化物層１９０、１９２のグラフェン酸化物を還元するのに有効であり得る。例えば、容器１６２は、ヒドラジン溶液を含む液体１６４または気体１６１を含むことができる。一例では、液体１６４は、重量で約０．５％から５％のヒドラジンを含むことができる。一例では、容器１６２は、水素化ホウ素ナトリウムおよび水を含む液体１６４または気体１６１を含むことができる。修正された欠陥または還元されたグラフェン酸化物領域１９４、１９６を生成するために、グラフェン酸化物層１９０、１９２のグラフェン酸化物を少なくとも部分的に還元するように、チャンバ１１５内の圧力、反応時間および温度を、調整することができる。一例では、ヒーター１７７は、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、約２時間から約４時間までの時間間隔で、層１０２および基板１０４を摂氏約５０度から摂氏約３００度の温度範囲まで加熱するのに有効に構成することができる。この例では、ポンプ１７２は、チャンバ１１５内で約３気圧から約５気圧の圧力を発生させ、または制御するのに有効に構成することができる。

他の可能性のある利点の中で、本開示に基づいて構成されるシステムは、グラフェンを含む層の欠陥領域を少なくとも部分的に修正するために用いることができる。グラフェンが、グラフェンが成長した位置から移送された後であっても、欠陥を修正することができる。グラフェンは、例えばディスプレイ、マイクロエレクトロニクス回路、電子相互接続および／または光応用などにおいて生じ得る、リソグラフィのためにグラフェンを用いる技術などの、ボイドまたは亀裂に影響されやすいことがあるアプリケーションにおいて用いることができる。

図２は、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に基づいて構成されるグラフェン欠陥修正を実現するための、一例である処理２００のフローチャートを表す。図２の処理は、例えば、上述したシステム１００を用いて実行することができ、プロセッサ１８４は、命令により、図４についてさらに記載されるインターフェースを通して、様々な処理動作を制御し、容易にするように適応することができる。処理の一例は、１つまたは複数のブロックＳ２、Ｓ４、Ｓ６および／またはＳ８で示すように、１つまたは複数の動作、操作または機能を含むことができる。別々のブロックとして示されているが、様々なブロックは付加的なブロックに分割することができるか、より少数のブロックに結合することができるか、または、削除することができる。それは、要求する実装によって決まる。

処理２００はブロックＳ２から開始することができ、「少なくともいくつかの欠陥領域をグラフェン内に含む基板上の層を受け取り、欠陥領域が基板の露出領域を露わにする」。ブロックＳ２では、チャンバは、基板上の層を受け取るのに有効に構成することができる。その層は、少なくともいくつか欠陥領域をグラフェン内に含むことができる。欠陥領域は、基板の露出領域を露わにすることができる。

処理は、ブロックＳ２からブロックＳ４まで継続することができて、「露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、基板を反応させる」。ブロックＳ４では、チャンバは、バルブおよび気体もしくは液体を含む容器と共に、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するように、基板を反応させるのに有効に構成され得る。例えば、ＡＰＴＳもしくはＰＥＩなどのアミン終端した材料を含む気体または液体を、容器からバルブを通ってチャンバ内の層および基板に作用させることができる。

処理は、ブロックＳ４からブロックＳ６まで継続することができて、「グラフェン酸化物層を生成するために、少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させる」。ブロックＳ６では、チャンバは、バルブおよび気体もしくは液体を含む容器と共に、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、グラフェン酸化物層を生成するために少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させるのに有効に構成され得る。例えば、チャンバと流体連通する容器は、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、グラフェン酸化物を含む気体または液体を、層および基板に作用させるのに有効に構成され得る。グラフェン酸化物は、陽イオン領域に付着することができる。

処理は、ブロックＳ６からブロックＳ８まで継続することができて、「層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、グラフェン酸化物層を還元する」。ブロックＳ８では、チャンバは、バルブおよび気体もしくは液体を含む容器と共に、例えばプロセッサ１８４などのコントローラによる制御の下で、グラフェン酸化物層を還元するのに有効に構成され得る。例えば、チャンバと流体連通する容器は、例えばプロセッサなどのコントローラによる制御の下で、ヒドラジン溶液を含む液体または気体をグラフェン酸化物層に作用させるのに有効に構成され得る。例えば、チャンバと流体連通する容器は、例えばプロセッサなどのコントローラによる制御の下で、水素化ホウ素ナトリウムおよび水溶液を含む液体または気体をグラフェン酸化物層に作用させるのに有効に構成され得る。

図３は、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に基づくグラフェン欠陥修正を実現するために、用いることができるコンピュータプログラム製品を示す。プログラム製品３００は、信号担持媒体３０２を含むことができる。信号担持媒体３０２は、１つまたは複数の命令３０４を含むことができ、例えばプロセッサによって実行される場合に、図１および図２について上述した機能性を提供することができる。このように、例えばシステム１００を参照すると、プロセッサ１８４は、媒体３０２によってシステム１００に伝えられる命令３０４に応答して、図３に示される１つまたは複数のブロックを受け持つことができる。

いくつかの実装では、信号担持媒体３０２は、これに限定されないが、例えばハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、メモリなどのコンピュータ可読媒体３０６を含むことができる。いくつかの実装では、信号担持媒体３０２は、これに限定されないが、記録可能媒体３０８、例えばメモリ、読取り／書込み（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／ＷＤＶＤなどを含むことができる。いくつかの実装では、信号担持媒体３０２は、これに限定されないが、例えばデジタルおよび／またはアナログ通信媒体（例えば、光ファイバーケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど）などの通信媒体３１０を含むことができる。このように、例えば、プログラム製品３００は、ＲＦ信号担持媒体３０２によって、システム１００の１つまたは複数のモジュールに伝達されることができて、無線通信媒体３１０（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠する無線通信媒体）によって、信号担持媒体３０２が伝達される。

図４は、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に基づくグラフェン欠陥修正を実現するように構成されたコンピューティングデバイスの一例を示すブロック図である。非常に基本的な構成４０２では、コンピューティングデバイス４００は、１つまたは複数のプロセッサ４０４およびシステムメモリ４０６を典型的に含む。プロセッサ４０４とシステムメモリ４０６との間の通信のために、メモリバス４０８を用いることができる。

所望の構成に応じて、プロセッサ４０４は、これに限定されないが、マイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を含むいかなるタイプであってもよいし、あるいは、それらのいかなる組み合わせであってもよい。プロセッサ４０４は、例えばレベル１キャッシュ４１０およびレベル２キャッシュ４１２、プロセッサコア４１４、ならびにレジスタ４１６などの、１つまたは複数のレベルのキャッシュを含むことができる。例示するプロセッサコア４１４は、算術論理ユニット（ＡＬＵ）、浮動小数点演算ユニット（ＦＰＵ）、デジタル信号処理コア（ＤＳＰＣｏｒｅ）、またはそれらのいかなる組み合わせも含むことができる。例示するメモリコントローラ４１８は、プロセッサ４０４と共に用いることもできるし、あるいは、いくつかの実装では、メモリコントローラ４１８は、プロセッサ４０４内部の一部分であってもよい。

所望の構成に応じて、システムメモリ４０６は、これに限定されないが、揮発性メモリ（例えばＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）を含むいかなるタイプであってもよく、あるいは、それらのいかなる組み合わせであってもよい。システムメモリ４０６は、オペレーティングシステム４２０、１つもしくは複数のアプリケーション４２２、およびプログラムデータ４２４を含むことができる。アプリケーション４２２は、本明細書に記載され、少なくとも図１〜図３のシステム１００に関して記載されたものを含む様々な機能／操作／動作を実行するように構成されたグラフェン欠陥修正アルゴリズム４２６を含むことができる。プログラムデータ４２４は、本明細書に記載されるように、グラフェン欠陥修正を実現するために有用であり得るグラフェン欠陥修正データ４２８を含むことができる。いくつかの実施形態では、アプリケーション４２２は、オペレーティングシステム４２０上のプログラムデータ４２４を用いて動作して、グラフェン欠陥処理を提供し得るように構成することができる。この記載された基本構成４０２は、図４において、内側の破線内のコンポーネントにより示す。

コンピューティングデバイス４００は、基本構成４０２と任意の必要なデバイスおよびインターフェースとの間の通信を容易にするための、付加的な特徴もしくは機能性、および、付加的なインターフェースを有してもよい。例えば、バス／インターフェースコントローラ４３０は、ストレージインターフェースバス４３４を介して、基本構成４０２と１つまたは複数のデータ記憶装置４３２との間の通信を容易にするために用いることができる。データ記憶装置４３２は、取外し式ストレージデバイス４３６、非取外し式ストレージデバイス４３８、またはそれらの組み合わせであってもよい。取外し式ストレージデバイスおよび非取外し式ストレージデバイスの例は、少し例を挙げれば、フレキシブルディスクドライブおよびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスク装置、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブまたはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの光学ディスクドライブ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）ならびにテープドライブを含む。例示するコンピュータ記憶媒体は、揮発性および不揮発性の取外し式および非取外し式媒体を含むことができ、これらは、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するために、いかなる方法または技術で実現されたものであってもよい。

システムメモリ４０６、取外し式ストレージデバイス４３６および非取外し式ストレージデバイス４３８は、コンピュータ記憶媒体の例である。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または所望の情報を格納するために用いることができて、コンピューティングデバイス４００によってアクセスされ得る他のいかなる媒体も含むが、これらに限定されるものではない。このようないかなるコンピュータ記憶媒体も、コンピューティングデバイス４００の一部であり得る。

コンピューティングデバイス４００は、バス／インターフェースコントローラ４３０を介して、様々なインターフェースデバイス（例えば、出力装置４４２、周辺インターフェース４４４および通信装置４４６）から基本構成４０２への通信を容易にするために、インターフェースバス４４０を含むこともできる。例示する出力装置４４２は、グラフィック処理ユニット４４８およびオーディオ処理ユニット４５０を含み、それらは、１つまたは複数のＡ／Ｖポート４５２を介して、ディスプレイまたはスピーカーなどの様々な外部デバイスへ通信するように構成することができる。例示する周辺インターフェース４４４は、シリアルインターフェースコントローラ４５４またはパラレルインターフェースコントローラ４５６を含み、それらは、１つまたは複数のＩ／Ｏポート４５８を介して、入力装置（例えば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイスなど）または他の周辺機器（例えば、プリンタ、スキャナなど）などの外部デバイスと通信するように構成することができる。例示する通信装置４４６は、ネットワークコントローラ４６０を含み、それは１つまたは複数の通信ポート４６４を介して、ネットワーク通信リンク上の１つまたは複数のその他のコンピューティングデバイス４６２との通信を容易にするように構成することができる。

ネットワーク通信リンクは、通信媒体の一例であり得る。通信媒体は、典型的には、例えば搬送波または他の移送機構などの変調されたデータ信号におけるコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータによって実現することができて、いかなる情報配信媒体も含むことができる。「変調されたデータ信号」は、信号中の情報を符号化するように設定され、または変化された、１つまたは複数の特性を有する信号であってもよい。例えば、これに限らないが、通信媒体は、例えば有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体、ならびに、例えば音響、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）などの無線媒体および他の無線媒体を含むことができる。本明細書で用いられるコンピュータ可読媒体という用語は、記憶媒体および通信媒体の両方を含むことができる。

コンピューティングデバイス４００は、小型の携帯型（または可動式）電子デバイス、例えばセル電話、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、パーソナルメディアプレーヤデバイス、無線ウェブウォッチデバイス、パーソナルヘッドセットデバイス、特定用途向けデバイス、または上記の機能のいずれかを含むハイブリッドデバイスなどとして実現することができる。コンピューティングデバイス４００は、ラップトップコンピュータおよび非ラップトップコンピュータ構成の両方を含むパーソナルコンピュータとして実現することもできる。

本開示は、本出願に記載した特定の実施形態に関して限定するものではなく、それらは様々な態様の実例として意図されたものである。当業者には明らかであるが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、多くの修正および変更が可能である。本明細書に列挙したものに加えて、本開示の範囲内の機能的に等価な方法および装置は、当業者には、上述した説明から明らかになろう。このような修正および変更は、添付した特許請求の範囲に入るように意図される。本開示は、特許請求の範囲に含まれる等価物の完全な範囲と共に、添付した特許請求の範囲の用語のみによって限定されるべきである。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、組成物、または生体系に限定されないことを理解すべきであり、当然、それらは変形することができる。本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態のみを記載するためのものであって、限定することを意図しないことも、また理解すべきである。

本明細書における実質的に全ての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。

通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｕｔｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇａｔｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓｂｕｔｉｓｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔｌｅａｓｔｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅｏｒｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅｏｆｔｈｅｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒｏｆｔｈｅｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。

さらに、本開示の特徴または態様をマーカッシュグループにより記載する場合には、それによって、本開示はマーカッシュグループの任意の個々の要素または要素のサブグループによっても記載されることが、当業者には理解されるであろう。

当業者には理解されることであるが、例えば書かれた説明を提供することなどのいかなる目的および全ての目的に対して、本明細書に開示された全ての範囲は、全ての可能性がある部分範囲およびその部分範囲の組み合わせも含む。いかなるリストされた範囲も、同一の範囲を十分に記載し、少なくとも等価な１／２、１／３、１／４、１／５、１／１０などに分割できることを、容易に認めることができる。非限定的な例として、本明細書で議論された各範囲は、下位の１／３、中央の１／３および上位の１／３などに直ちに分割することができる。また、当業者には理解されることであるが、例えば「まで（ｕｐｔｏ）」、「少なくとも（ａｔｌｅａｓｔ）」、「より大きい（ｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ）」、「より小さい（ｌｅｓｓｔｈａｎ）」などの全ての言語は、記述された数を含み、上記の部分範囲にその後分割することができる範囲を示す。最後に、当業者には理解されることであるが、範囲は各々個別の部材を含む。したがって、例えば、１〜３つのセルを有するグループは、１つ、２つ、または３つのセルを有するグループを示す。同様に、１〜５つのセルを有するグループは、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つのセルを有するグループを示し、以下同様である。

様々な態様および実施形態が本明細書に開示されているが、他の態様および実施形態は当業者にとって明らかであろう。真の範囲および趣旨が以下の請求項によって示されるが、本明細書において開示された様々な態様および実施形態は、説明のためであって、限定することを意図しない。

Claims

基板上の層内の欠陥領域を少なくとも部分的に修正する方法であって、前記層はグラフェンを含み、前記方法は、
前記基板上の前記層を受け取ることであって、前記層は少なくともいくつかの欠陥領域を前記グラフェン内に含み、前記欠陥領域は前記基板の露出領域を露わにする、受け取ることと、
前記露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で前記基板を反応させることと、
グラフェン酸化物層を生成するために、前記少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させることと、
前記層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、前記グラフェン酸化物層を還元することと
を含む方法。
前記基板は、プラスチック、ＳｉＯ_２、ガラス、金、銀、および／またはポリエチレンテレフタレートの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
前記基板は、シリコンを含み、前記方法は、アミノプロピルトリエトキシシランを前記基板に作用させることにより、前記基板を反応させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記基板を反応させることは、アミン終端した材料を前記基板に作用させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記基板を反応させることは、アミン終端したシロキサンを前記基板に作用させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記基板を反応させることは、ポリエチレンイミンを前記基板に作用させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記基板を反応させることは、前記基板上にカルボキシル酸官能基を生成するために、前記基板上にコロナ放電を生成することと、ポリエチレンイミンを前記カルボキシル酸官能基に作用させることとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記グラフェン酸化物層を前記基板に付着させることは、グラフェン酸化物および水の溶液を前記基板に作用させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記グラフェン酸化物層を還元することは、ヒドラジンを含む溶液を前記グラフェン酸化物層に作用させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記グラフェン酸化物を還元させることは、水素化ホウ素ナトリウムを含む溶液を前記グラフェン酸化物層に作用させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
請求項１の前記方法を実装するのに有効なシステムであって、前記システムは、
前記基板上の層を受け取るのに有効に構成されるチャンバであって、前記層は、少なくともいくらかのグラフェンと、前記グラフェン内に少なくともいくつかの欠陥領域とを含み、前記欠陥領域は、前記基板の露出領域を露わにするのに有効である、チャンバと、
前記チャンバと連通して構成される容器とを含み、
前記チャンバおよび前記容器は、
前記露出領域の少なくとも１つの中に少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で前記基板を反応させ、
グラフェン酸化物層を生成するために、前記少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させ、
前記層内に少なくとも１つの修正された欠陥領域を生成するために、前記グラフェン酸化物層を還元する
のに有効に構成される、システム。
前記基板は、プラスチック、ＳｉＯ_２、ガラス、金、銀、および／またはポリエチレンテレフタレートの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のシステム。
前記基板は、シリコンを含み、前記チャンバおよび前記容器は、前記露出領域の前記少なくとも１つの中に前記少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記基板にアミノプロピルトリエトキシシランを作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバおよび前記容器は、前記露出領域の前記少なくとも１つの中に前記少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記基板にアミン終端した材料を作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバおよび前記容器は、前記露出領域の前記少なくとも１つの中に前記少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記基板にアミン終端したシロキサンを作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバおよび前記容器は、前記露出領域の前記少なくとも１つの中に前記少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記基板にポリエチレンイミンを作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバと関係して動作するように構成される電極をさらに含み、前記電極は、コロナ放電を生成するのに有効であり、前記コロナ放電は、前記基板上のカルボキシル酸官能基を生成するのに有効であり、
前記チャンバおよび前記容器は、前記露出領域の前記少なくとも１つの中に前記少なくとも１つの陽イオン領域を生成するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記カルボキシル酸官能基にポリエチレンイミンを作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバおよび前記容器は、前記少なくとも１つの陽イオン領域にグラフェン酸化物を付着させてグラフェン酸化物層を生成するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記基板にグラフェン酸化物および水の溶液を作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバおよび前記容器は、前記グラフェン酸化物層を還元するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記グラフェン酸化物層にヒドラジンを含む溶液を作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
前記チャンバおよび前記容器は、前記グラフェン酸化物層を還元するために充分な反応条件の下で、前記基板が反応するように、前記グラフェン酸化物層に水素化ホウ素ナトリウムを含む溶液を作用させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
請求項１の前記方法を用いて生成される処理された層であって、
基板上の少なくともいくらかのグラフェンと、
前記グラフェン内の少なくとも１つの欠陥領域であって、前記欠陥領域は前記基板の陽イオン領域を露わにするのに有効である、少なくとも１つの欠陥領域と、
前記陽イオン領域に付着した還元されたグラフェン酸化物層と
を含む層。
前記基板は、プラスチック、ＳｉＯ_２、ガラス、金、銀および／またはポリエチレンテレフタレートの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の層。