KR20070028452A - 탄소나노튜브 모니터링 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 탄소나노튜브(CNT)를 모니터링하는 기술이다. 탄소나노튜브(CNT)는 레이저 빔에 의해 유체 내에서 조작된다. 광원으로부터의 조사광은 CNT의 축을 따라 정렬되어 CNT로부터 광학 반응을 일으킨다. CNT는 광학 반응에 따라 광학 센서를 사용하여 모니터링된다.
Description
본 발명의 실시예는 반도체 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 나노기술(nonotecnnology)에 관한 것이다.
탄소나노튜브는 나노기술에서 유망한 요소이다. 탄소나노튜브는 그라헨 실린더(graphene cylinders)로 이루어져 있는 플러렌(fullerene) 관련 구조체이다. 탄소나노튜브는 용매 내에서 이들의 용해도를 증가시키고 다른 분자 또는 고체 물질과의 친화력을 조절하기 위하여 (나노튜브에 일부분(moieties)을 붙임으로써) 기능화될 수 있다.
탄소나노튜브의 분석을 위한 현재의 방법은 주로 사후 실험 결과에 집중하고 있다. 이 기술은 간접적이며 불확실성의 많은 근원에 치우쳐서, 탄소나노튜브의 광학적 구속(optical trapping)의 실제 효력에 대한 부적절한 평가를 야기한다. 현재, 광학적 구속 시스템에서 탄소나노튜브의 움직임을 실시간으로 모니터링하는 효과적인 기술은 존재하지 않는다.
본 발명의 실시예는 탄소나노튜브들(CNTs)을 실시간으로 모니터링하는 기술이다. 탄소나노튜브(CNT)는 레이저 빔에 의해 유체 내에서 조작된다. 광원으로부터 발생한 조사광은 CNT의 축을 따라서 정렬되어 CNT에서 광학 반응을 일으킨다. CNT는 그 광학 반응에 따라 광학 센서를 사용하여 모니터링된다.
다음의 설명에서, 수많은 특정 세부사항이 명시된다. 그러나 본 발명의 실시예는 이러한 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있음은 물론이다. 다른 경우에, 잘 알려진 회로, 구조 및 기술은 이러한 설명의 이해를 방해하지 않도록 하기 위해 제시되지 않았다.
본 발명의 일 실시예는 일반적으로 흐름도, 순서도, 구조도, 또는 블록도로서 설명되는 프로세스로서 기술될 수도 있다. 흐름도가 연속되는 프로세스의 동작을 기술할 수 있지만, 동작의 많은 부분이 병행 또는 동시에 실행될 수 있다. 부가적으로, 동작의 순서는 재정렬될 수도 있다. 프로세스는 그 동작이 완료될 때 종료된다. 프로세스는 방법, 절차, 제조 또는 조립 방법 등에 해당할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 광학적 구속에 의하여 단일 벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotubes: SWNTs)의 조작을 실시간으로 모니터링한다. 제자리에 있지 않다는 것을 증명하기 위하여, 사후 실험 분석 대신 다크 필드 광학 현미경(dark field optical microscope) 구성이 도입된다. 광학적 구속 프로세스 동안 탄소나노튜브를 모니터링하는데 다크 필드 광학 현미경을 사용함으로써 구속 효과를 실시간으로 평가할 수 있다. 외부의 광학 필드 하에 탄소나노튜브에서 유도한 쌍극자 모멘트(dipole moment)는 탄소나노튜브를 편광 필드 방향을 따라 향하게 한다. 다크 필드 광학 현미경과 할로겐 램프의 조사 하에, 탄소나노튜브의 방향성은 탄소나노튜브의 레일레이 산란(Rayleigh scattering)으로부터 확인될 수 있으므로, 광학적 구속의 효력이 실시간으로 모니터링될 수 있다.
단일 벽 탄소나노튜브는 직경이 대략 1 나노미터(nm)이고 길이가 수 마이크로미터(㎛)이다. 본 발명의 일 실시예는 광학 분류 및 조작 동안에 탄소나노튜브를 관찰하거나 가시화하는 방법을 제공함으로써, 연구원에게 실시간으로 피드백되게 한다. 본 발명의 일 실시예의 장점은 (1) 광학적으로 구속된 CNT를 실시간으로 관찰하는 기능과, (2) 관찰한 이미지 정보에서 피드백 정보를 사용하여 CNT의 조작을 자동화하는 기능을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 다음의 설명과 함께 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 이용되는 도면을 참조함으로써 충분히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 실시될 수 있는 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브의 조작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 점성이 다른 층들을 사용하여 CNT의 조작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 편광된 레이저 빔을 사용하여 CNT의 조 작을 설명하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 실시될 수 있는 시스템(100)을 설명하는 도면이다. 시스템(100)은 광원(110) 및 모니터(120)를 포함한다.
광원은 모니터(120)에 조사광을 생성하기에 적합한 어떤 광원이든지 가능하다. 일 실시예에서, 광원은 적합한 와트수의 할로겐 램프이다. 광원의 휘도는 적절한 조사를 제공하도록 조정될 수 있다.
모니터(120)는 광학적으로 구속된 탄소나노튜브들(CNTs)의 위치와 움직임을 실시간으로 모니터링한다. 모니터(120)는 레이저(130), 광학 조립체(140), 현미경(150), 광학 센서(170) 및 제어기(180)를 포함한다.
레이저(130)는 광학 조립체(140)를 통하여 현미경(150)에 레이저 빔(135)을 집광시킨다. 레이저(130)는 제어기(180)에 의해 다수의 동작 모드를 갖도록 제어될 수 있다. 레이저는 휘도와 광학 주파수를 변하도록 제어될 수 있다. 레이저는 편광될 수 있다.
광학 조립체(140)는 레이저 빔(135)을 처리하는 광학적 구성요소를 제공한다. 광학적 구성요소의 예는 회절 광학(142), 렌즈, 망원 렌즈(144), 광학 변조기 및 필터를 포함한다. 광학 조립체(140)는 현미경(150)에 배치된 CNT(155l 내지 155N)를 담고 있는 유체(154)로 레이저 빔(135)을 지향시킨다.
현미경(150)은 편광기(152), 대물렌즈(160), 색 선별 거울(diachroic mirror)(162) 및 분석기(164)를 포함한다. 현미경(150)은 다른 구성요소를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 현미경(150)은 다크 필드 현미경 검사법을 제공하도록 구성된다. 다크 필드 현미경 검사법은 CNT(155l 내지 155N)와 주변 필드 사이의 콘트라스트를 생성함으로써 가시성을 더 좋게 하고/좋게 하거나 이미지를 향상시킨다.
CNT에서 광학 반응을 일으키기 위하여 편광기(152)는 CNT의 축을 따라 조사광을 정렬시킴으로써 광원(110)으로부터의 조사광을 편광하여, CNT로부터 광학 반응을 생성한다. CNT의 레일레이 산란은 광이 CNT의 광학축을 따라서 편광될 때 강해진다. CNT의 광학 반응은 전형적으로 초록광이다.
유체(154)는 상이한 유체들의 다층 또는 채널을 포함한다. 유체는 유리 또는 중합 물질로 만들어진 유체 채널 또는 컨테이너에 담겨져 있을 수 있다. 유체(154)는 다수의 CNT들(155l 내지 155N)을 포함한다. CNT들은 단일 벽 CNT (SWNT) 또는 다중 벽 CNT(multi-walled CNT: MWNT)일 수 있다. CNT들은 기능화될 수도 있다. 유체(154)는 편광기(152)와 대물렌즈(160) 사이에 배치되어 CNT들(155l 내지 155N)의 위치 또는 움직임을 관측하고 모니터링하게 해준다.
색 선별 거울(162)은 레이저 빔을 대물렌즈(160)를 통해 유체(154)에 반사하여 CNT들을 조작한다. 색 선별 거울은 또한 CNT들에 의해 산란된 것으로서의 광학 반응을 광학 분석기(164)에 전달하는 경로를 제공한다. 분석기(164)는 대물렌 즈(160)의 후방 개구와 관측 관(도시 생략) 또는 광학 센서(170)가 배치된 포트와의 사이의 광학 경로에 배치된 또 다른 편광기이다.
모니터(120)는 상이한 방법으로 유체(154) 내에 있는 CNT들을 제어하고 모니터링하도록 한다. 제어는 CNT들의 조작을 포함한다. 조작은 어느 부류의 CNT들을 구속하고, 구속한 CNT를 움직이게 하고, 구속한 CNT를 해제하고, 구속한 CNT들을 정렬시키는 것을 포함한다. CNT들을 조작하는 레이저(130)의 사용은 이후에 설명되는 광학 쌍극자 구속의 개념에 근거한 것이다.
광학 센서(170)는 광학 반응에 따라 CNT들을 모니터링하게 한다. 일 실시예에서, 광학 센서(170)는 카메라 또는 비디오 레코더이다. 비디오 또는 이미지 정보 또는 신호는 제어기(180)에 제공되어 처리된다. CNT들을 모니터링하는 것은 CNT들의 배치, 위치 및 움직임을 결정하는 광학 반응의 실시간 관측을 포함한다. 인간 관찰자는 광학 센서(170)를 통해서 CNT들을 관찰하고 레이저(130)를 수동으로 제어하거나 제어기(180)를 활성화하는 것과 같은 필요한 동작을 실행할 수 있다.
제어기(180)는 광학 센서(170)에 의해 제공된 비디오 또는 이미지 정보를 사용하여 레이저(130)를 제어한다. 제어기는 인간 동작에 의하여 자동 또는 반자동으로 제어 기능을 실행할 수 있다. 제어기(180)는 레이저 제어 유닛(182), 광학 제어 유닛(184) 및 프로세서(186)를 포함한다.
제어 유닛(182)은 관측된 광학 반응의 휘도와 움직임 중의 하나에 근거하여 CNT의 조작에 영향을 미치기 위하여 레이저(130)에 다수의 제어 기능을 실행한다. 이 제어 기능은, 다른 것 중에서, 레이저 빔(135)의 주파수를 변화시키는 것, 레이 저 빔(135)의 초점 위치를 바꾸는 것, 레이저 빔(135)을 끄는 것, 레이저 빔(135)을 차단하는 것, 레이저 휘도를 줄이기 위하여 레이저 빔(135)을 필터링하는 것, 액체-고체 인터페이스를 통해 레이저 빔(135)을 이동시키는 것 및 레이저 빔(135)을 편광시키는 것을 포함한다.
광학 제어 유닛(184)은 광학 조립체를 제어한다. 광학적 제어 동작은 회절 광학, 렌즈, 망원경 렌즈 및 필터를 움직이게 하는 것 및/또는 인에이블/디스에이블시키는 것을 포함할 수 있다. 광학 제어 유닛(184)을 사용하는 것도 선택적일 수도 있으며 광학적 제어 기능은 수동으로 실행될 수도 있다.
프로세서(186)는 유체(154) 내에 있는 CNT들의 이미지 정보를 분석한다. 프로세서는 CNT의 광학 반응을 추적하는 이미지 해석기 및 그 광학 반응에 기초하여 레이저 제어 유닛(182) 및/또는 광학 유닛(184)에 제어 신호를 전송하는 판단 로직을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 프로세서는 CNT들에 의해 산란된 녹색광의 휘도를 판단하고 레이저 제어 유닛(182)에 제어 신호를 제공하여 CNT들의 휘도가 소정의 원하는 수준이 되도록 레이저(130)를 제어한다.
집광된 레이저 빔은 레이저 빔의 전계와 입자 또는 분자에서 유도된 자발 쌍극자 모멘텀 사이의 상호 작용을 통해 중성 입자 또는 분자를 구속할 수 있다. 레이저 빔의 전계 내 중성 입자의 쌍극자 모멘텀은 다음과 같이 표현될 수 있다.
여기서, P는 단위 부피 당 편광 또는 쌍극자 모멘텀이고, ε0는 자유 공간의 유전율이고, χ는 유전체 자화율(dielectric susceptibility)이고, E는 전계이다.
전위 에너지는 다음과 같이 표현될 수 있다.
유전체 자화율은 주파수의 함수로서 복소 형태로 표현될 수 있다.
여기서, χ'(ω)는 실수부이고, χ''(ω)는 허수부이다.
ω<ω0 이면 χ'(ω)>0인데, 여기서 ω0는 공진 주파수이다.
수학식 2로부터, 광 휘도가 증가할 때 전위 에너지(U)가 줄어든다는 사실이 유도된다. 또한, 레이저 빔의 광 휘도 분포가 가우스 분포라고 가정하면, 입자는 전계(E)가 더 높은 영역으로 이동하는 경향이 있고 레이저 빔의 중심에서 구속된다.
직경 및 나선성(chirality)에 따라서, SWNT는 금속일 수도 또는 반도체일 수도 있다. SWNT 상태의 전자 밀도는 반 호프 특이점(van Hove singularities)이라고 지칭하는 많은 스파이크(spike)로 구성된다. 대응하는 반 호프 특이점들 사이의 에너지 갭은 광학적으로 허용된 대역 간 전이 에너지(inter-band transition energies)이다. 적절한 레이저 주파수를 선택하거나 지속적으로 레이저 주파수를 조정함으로써, 소정 유형의 나노튜브를 구속할 수 있다. MWNT는 직경 및 나선성이 상이한 여러 SWNT들의 집합이다. MWNT의 구속은 그 구성, 즉, 다른 SWNT 유형의 비율에 달려 있다. 모든 유형의 SWNT들을 구속할 수 있는 레이저 주파수는 또한 MWNT들을 구속할 수 있다.
나노튜브는 편광된 레이저 빔을 사용해서도 정렬될 수 있다. 쌍극자는 항상 나노튜브의 축과 평행하다. 분광 P는 다음과 같이 병렬 성분 PP 및 직교 성분 P0로 나뉠 수 있다.
여기서, EP는 E의 병렬 성분이다.
전위 에너지는 다음과 같이 표현될 수 있다.
여기서, θ는 E와 CNT의 축 사이의 각도이다.
이상의 수학식으로부터, E의 증가는 U의 감소를 가져온다. 또한, θ가 감소하면 U가 감소하며, ω<ω0, 일 때, χ'(ω)>0이다. 그러므로, CNT들은 편광된 레이저 빔에 의해 구속되고 정렬될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNT들의 조작을 설명하는 도면이다. 유체(154)는 제 1 층(210), 버퍼 층(220) 및 제 2 층(230)을 포함한다.
3개의 층(210, 220 및 230)은 층류(laminar flow) 층이다. 버퍼 층(220)은 제 1 및 제 2 층(210 및 230) 사이에 있는 CNT들의 무작위한 확산을 방지한다. 제 1 층(210)은 다수의 자유 CNT들(155l 내지 155N)을 포함한다.
CNT(155k)를 제 1 층(210)의 사이트(240)에 구속하기 위하여 레이저 빔이 집 광된다. 레이저 빔은 구속 주파수(trapping frequency)로 지칭하는 특정 주파수로 집광되어, 이 구속 주파수에 반응하는 CNT(155k)를 선택적으로 구속 및/또는 해제한다. 일단 CNT(155k)가 구속되면, 레이저 빔을 제어함으로써 CNT를 이동시키고 해제시킬 수 있다.
CNT(155k)를 이동하기 위하여, 레이저의 초점의 위치가 제 2 층(230)의 사이트(240)에서 사이트(250)로 바뀐다. 레이저는 정확하게 이동되므로 CNT(155k)의 이동이 정확하게 제어될 수 있다. 일단 CNT(155k)가 새로운 위치로 이동되면, CNT는 해제될 수 있다.
구속된 CNT(155k)는 많은 방법을 이용하여 제 1 층(210) 또는 제 2 층(230)의 어떤 위치에서든, 예를 들면, 사이트(240) 또는 (250)에서 해제될 수 있다. 첫 번째 방법으로, 간단히 레이저(110)를 꺼지게 함으로써 레이저 빔을 차단한다. 전계가 제거되고 CNT(155k)는 자유로워 진다. 두 번째 방법으로, 광학 또는 기계적인 차단기에 의해 레이저 빔을 차단한다. 세 번째 방법으로, 광학 조립체(120)에서 또는 레이저(110) 자체에서 필터를 사용해서 자체 레이저 휘도를 감소시킨다. 네 번째 방법으로, 레이저(110)의 주파수를 구속 주파수와 다르게 변경시킨다. 다섯 번째 방법으로, 제 2 층(230)의 유체를 제 1 층(210)과 상이한 점성 또는 유전 상수를 갖는 다른 유체로 바꾼다. 여섯 번째 방법으로, 레이저 빔을 액체-고체 인터페이스(예를 들면, 미세유체(microfluidic) 채널의 벽)를 통해 이동시킨다.
CNT들의 구속, 움직임, 및 방출은 레이저 빔의 일소(sweeping)와 CNT들을 해제시키는 사건을 동기화함으로써 지속적으로 실행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 실행할 수 있는 점성이 상이한 층들 사용하여 CNT들을 조작하는 것을 설명하는 도면이다. 유체는 3개의 층(310, 320, 및 330)을 갖는다.
레이저 빔은 제 1 층(310)의 CNT들에 집광된다. CNT(155)는 사이트(340)에서 광학으로 구속된다. 구속된 CNT(155)는 레이저 빔을 이동시킴으로써 사이트(350)에서 제 2 층(320)으로 이동될 수 있다. 그 다음, 제 3 층(330) 때문에 전단력이 레이저 구속력보다 더 클 때, 구속된 CNT(155)는 점성이 상이한 두 개의 층류 층(320 및 330)의 인터페이스에서 해제된다.
제 2 층(320)과 제 3 층(330) 사이의 인터페이스에서 CNT(155)를 구속하고, 이동시키고, 해제하도록 레이저 빔이 사이트(340)와 제 3 층(330)의 사이트(360)와의 사이에서 전후로 일소될 수도 있다. 이 기술은 CNT들을 해제시키는데 레이저 휘도의 변조, 또는 주파수의 변화를 필요로 하지 않는다.
도 3에서 극단적인 경우는 층(330)이 고체(예를 들면, 미세유체 채널의 벽)라는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 편광된 레이저 빔을 사용하여 CNT들을 조작하는 것을 설명하는 도면이다. 유체(130)는 제 1 층 및 제 2 층(410,420)을 포함한다. 층(440)은 단단한 기판(예를 들면, 유리, 실리콘)이다. 접착 층(430)은 기판(440) 위에 피복될 수 있다.
CNT(155)는 제 1 층(410)의 사이트(450)에서 레이저 빔에 의해 구속된다. CNT(155)는 편광에 응답한다. 레이저는 편광된 레이저이다. CNT(155)는 편광된 레이저 빔에 의해 제공된 방향으로 정렬된다. 구속된 CNT(155)는 레이저 초점의 위치를 바꿈으로써 제 2 층(420)의 사이트(460)로 이동된다. 구속된 CNT(155)는 제 2 층(420)과 접착 층(430) 사이의 표면에서 해제된다. 층(430)은 해제된 CNT(155)를 지지한다.
층(430)은 레이저 편광 방향과 동일한 정렬 또는 방위를 유지하면서 CNT(155)를 고정시킨다. 층(430)은 CNT(155)가 붙을 수 있는 위치를 정의하기 위하여 포토리소그라피 방법으로 패터닝될 수 있다.
구속된 CNT(155)가 기판(440)의 표면에 대해 높은 친화력이 있다면, 접착 층(430)이 필요하지 않으며 CNT(155)의 고정은 기판층(440)에 의해 실행될 수도 있다.
제 2 층(420)의 역할은 CNT가 층(430) 또는 층(440)에서 무작위로 확산하는 것을 방지하는 것이다. 제 1 층(410)에 있는 CNT 농도가 표면(430) 또는 (440)에서 일반적인 구속이 사소할 정도로 충분히 옅다면, 제 2 층(420)은 필요하지 않다.
기판층(440)의 표면은 그의 정렬 또는 방위를 똑같이 유지하면서 CNT(155)를 고정하도록 기능화될 수도 있다. 이것은 많은 방법에 의해 행해질 수 있다. 예를 들면, 기판층(440)은 정극성으로 대전된 분자의 층(430)(예를 들면, 자가-소집 3-아미노프로필트리테옥시랜 단층(self-assembled 3-Aminopropyltriethoxysilane monolayer)으로 피복될 수 있는데, 이층은 표면의 가까이에 있을 때 CNT(155) 또는 기능적 그룹 또는 기능화된 CNT(155)의 화학적 모이어티에 묶을 수 있다.
레이저 빔은 CNT(155)를 기판층(440)에서 구속하고, 정렬하고, 이동하고, 해제하고, 배치(고정)하기 위하여 사이트(450)와 기판층(440)의 사이트(470) 사이에서 전후로 일소될 수도 있다.
본 발명은 몇몇 실시예의 관점에서 기술되었지만, 당업자는 본 발명이 개시된 실시예만으로 제한되지 않으며, 첨부한 특허청구범위의 사상과 범주 내에서 변형 및 변경시켜 실행될 수 있음을 알 것이다. 따라서 본 설명은 제한적인 것보다 예시적인 것으로 간주될 것이다.
Claims (30)
- 유체 내 탄소 나노튜브(CNT)를 레이저 빔에 의해 조작하는 단계와,상기 CNT로부터 광학 반응을 발생시키기 위하여 광원으로부터의 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 정렬시키는 단계와,상기 광학 반응에 따라 광학 센서를 사용하여 상기 CNT를 모니터링하는 단계를 포함하는방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 조작 단계는 상기 CNT를 구속하는(trapping) 단계와, 상기 구속된 CNT를 이동시키는 단계와, 상기 구속된 CNT를 해제하는 단계와, 상기 레이저 빔을 편광함으로써 상기 구속된 CNT를 정렬시키는 단계 및 상기 CNT를 고정하는 단계 중 하나를 포함하는방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 정렬 단계는 할로겐 램프로부터의 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 정렬 시키는 단계를 포함하는방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 정렬 단계는 상기 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 편광시키는 단계를 포함하는방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 편광 단계는 상기 CNT의 축을 따라 상기 조사광을 편광시켜 상기 CNT의 레일레이 산란(Rayleigh scattering)으로부터 녹색광을 생성하는 단계를 포함하는방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 모니터링 단계는 다크 필드 현미경에 결합된 광학 센서를 사용하여 상기 광학 반응을 관찰하는 단계를 포함하는방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 광학 센서는 카메라 및 비디오 레코더 중 하나인방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 모니터링 단계는 다크 필드 현미경에 결합된 광학 센서를 사용하여 상기 녹색광을 관찰하는 단계를 포함하는방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 모니터링 단계는 상기 관찰된 광학 반응의 휘도 및 움직임 중 하나에 기초하여 상기 CNT의 조작에 영향을 주도록 상기 레이저 빔을 제어하는 단계를 포함하는방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 레이저 빔을 제어하는 단계는 상기 레이저 빔의 주파수를 변화시키는 단계와, 상기 레이저 빔의 초점을 변경하는 단계와, 상기 레이저 빔을 끄는 단계와, 상기 레이저 빔을 차단하는 단계와, 레이저 휘도를 줄이기 위해 상기 레이저 빔을 필터링하는 단계와, 상기 레이저 빔을 액체-고체 인터페이스를 통해 이동시키는 단계 및 상기 레이저 빔을 편광하는 단계 중 하나를 포함하는방법.
- 유체 내 탄소나노튜브(CNT)에 레이저 빔을 집광시켜 상기 CNT의 조작을 실행하는 레이저와,상기 CNT의 축을 따라 광원으로부터의 조사광을 정렬시켜 상기 CNT로부터 광학 반응을 생성하는 현미경과,상기 광학 반응에 따라 상기 CNT를 모니터링하는 상기 현미경에 결합된 광학 센서를 포함하는장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 조작은 상기 CNT를 구속하는 것과, 상기 구속된 CNT를 이동시키는 것과, 상기 구속된 CNT를 해제하는 것과, 상기 레이저 빔을 편광함으로써 상기 구속 된 CNT를 정렬시키는 것 및 상기 CNT를 고정하는 것 중 하나를 포함하는장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 현미경은 할로겐 램프로부터의 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 정렬시키는 편광기를 포함하는장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 편광기는 상기 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 편광하는장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 편광기는 상기 CNT의 축을 따라 상기 조사광을 편광시켜 상기 CNT의 레일레이 산란으로부터 녹색광을 생성하는장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 광학 센서는 상기 현미경의 다크 필드 구성에서 상기 광학 반응의 관찰을 가능하게 하는장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 광학 센서는 카메라 및 비디오 레코더 중 하나인장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 광학 센서는 상기 현미경의 다크 필드 구성에서 상기 녹색광의 관찰을 가능하게 하는장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 제어기는 상기 레이저 빔을 제어하여 상기 관찰된 광학 반응의 휘도 및 움직임 중 하나에 기초하여 상기 CNT의 조작에 영향을 주는장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제어기는 상기 레이저 빔의 주파수를 변화시키는 것과, 상기 레이저 빔의 초점을 변경하는 것과, 상기 레이저 빔을 끄는 것과, 상기 레이저 빔을 차단하는 것과, 레이저 휘도를 줄이기 위해 상기 레이저 빔을 필터링하는 것과, 상기 레이저 빔을 액체-고체 인터페이스를 통해 이동시키는 것 및 상기 레이저 빔을 편광하는 것 중 하나에 의해 상기 레이저 빔을 제어하는장치.
- 조사광을 생성하는 광원과,상기 광원에 결합된 모니터를 포함하되,상기 모니터는,유체 내 탄소나노튜브(CNT)에 레이저 빔을 집광시켜서 상기 CNT의 조작을 실행하는 레이저와,상기 CNT의 축을 따라 상기 조사광을 정렬시켜 상기 CNT로부터 광학 반응을 생성하는 현미경과,상기 광학 반응에 따라 상기 CNT를 모니터링하는 상기 현미경에 결합된 광학 센서를 포함하는시스템.
- 제 21 항에 있어서,상기 조작은 상기 CNT를 구속하는 것과, 상기 구속된 CNT를 이동시키는 것과, 상기 구속된 CNT를 해제하는 것과, 상기 레이저 빔을 편광함으로써 상기 구속된 CNT를 정렬시키는 것 및 상기 CNT를 고정하는 것 중 하나를 포함하는시스템.
- 제 21 항에 있어서,상기 현미경은 할로겐 램프인 상기 광원으로부터의 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 정렬시키는 편광기를 포함하는시스템.
- 제 21 항에 있어서,상기 편광기는 상기 조사광을 상기 CNT의 축을 따라 편광시키는시스템.
- 제 24 항에 있어서,상기 편광기는 상기 CNT의 축을 따라 상기 조사광을 편광시켜서 상기 CNT의 레일레이 산란으로부터 녹색광을 생성하는시스템.
- 제 21 항에 있어서,상기 광학 센서는 상기 현미경의 다크 필드 구성에서 상기 광학 반응의 관찰을 가능하게 하는시스템.
- 제 26 항에 있어서,상기 광학 센서는 카메라 및 비디오 레코더 중 하나인시스템.
- 제 25 항에 있어서,상기 광학 센서는 상기 현미경의 다크 필드 구성에서 상기 녹색광의 관찰을 가능하게 하는시스템.
- 제 26 항에 있어서,상기 모니터는 상기 관찰된 광학 반응의 휘도 및 움직임 중 하나에 기초하여 상기 CNT의 조작에 영향을 주도록 상기 레이저 빔을 제어하는 제어기를 더 포함하는시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제어기는 상기 레이저 빔의 주파수를 변화시키는 것과, 상기 레이저 빔의 초점을 변경하는 것과, 상기 레이저 빔을 끄는 것과, 상기 레이저 빔을 차단하는 것과, 레이저 휘도를 줄이기 위해 상기 레이저 빔을 필터링하는 것과, 상기 레이저 빔을 액체-고체 인터페이스를 통해 이동시키는 것 및 상기 레이저 빔을 편광하는 것 중 하나에 의해 상기 레이저 빔을 제어하는시스템.
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