TWI227215B - Method for bulk separation of single-walled tubular fullerenes based on chirality - Google Patents

Description

A7 1227215 _________ 五、發明說明（j ) 發明之背景 發明之領域 本發明係關於單壁管狀富勒烯基於螺旋性之整體分離 的方法。更特別地是，本發明係關於單壁管狀富勒烯之整 體分離的方法，其係使用模板吸附具有特定螺旋性的單壁 管狀富勒烯。再者，本發明係關於利用下列現象之整體分 離的方法：管狀富勒烯在類似但平面的晶格結構上，以隨 管狀富勒烯螺旋性函數而變化的角度取向自動定向。 先前技藝 管狀富勒烯（特指奈米碳管）係相當令人感興趣，因 爲其具有用於建置奈米尺寸電子電路與機械裝置的獨特電 性與機械性質。其已發現奈米碳管的電性隨其螺旋性函數 而變化，其中螺旋性係指石墨晶格對奈米管之管狀外型的 螺旋角度。奈米碳管的電性可在金屬性高導電結構與半導 性結構之間變化。將這些獨特結構進行商業使用的主要障 礙之一在於以希冀螺旋性合成該結構的問題。目前，奈米 碳管的合成會產生混合的螺旋性。將具有希冀螺旋性的奈 米管由所有所製做的奈米管分離需要使用奈米碳針（諸如 原子力顯微鏡）進行極冗長且無效率的機械分離方法。因 此，縱使是實驗室用途，由所有所製做的奈米管分離具有 希冀螺旋性之奈米管仍爲辛苦緩慢的方法。 近來IBM公司已提出一種得以捆狀或“線狀”之對齊 單壁奈米碳管而選擇性保存半導型奈米管的方法。在該方 _____4___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 · --線_ 1227215 a7 __B7___ 五、發明說明（7) 法中，具有隨機螺旋性的奈米管線係沉積於矽晶圓上；其 中該矽晶圓爲緻密的源極、汲極與閘極連接陣列所覆蓋’ 以便形成場效應裝置。其次’在奈米管線上施加電壓以燒 斷並毀損金屬性管體，而留下未損傷的半導型管體。因此 ，所存在的半導性奈米管爲有用的’並仍以線的形式附著 於接點上，其可在該接點上形成主動裝置。然而’該方法 並未提供將奈米管完全分離並揀選於各別設備或容器中的 方法。且亦未提供累積高導電性奈米管的方法。更重要地 是，該方法完全不適用於解決根據其螺旋結構而揀選奈米 管的問題。 然而，在本專利申請案的發明中’其提供一種可由以 現今方法合成之典型奈米管型混合物’將大量半導性或高 導電性奈米管完全揀選或分離的方法’因而提供超越習知 方法的優點。再者，本專利申請案之發明的方法遠較習知 技藝的方法容易執行。 發明之槪要 提供一種單壁管狀富勒烯基於螺旋性之整體分離的方 法。該方法包含的步驟有： a. 形成具有多數個開口的模板於結晶基板上’該多數 個開口的取向極偏好吸附具有管狀外型與特定螺旋性之個 別的多數個單壁富勒烯； b. 將模板暴露於具有隨機螺旋性之單壁管狀富勒烯的 懸浮液，用於將具有特定螺旋性的軍壁管狀富勒烯吸附於 ___ 5_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： --線· 1227215 A7 _B7_ 五、發明說明（$ ) 模板開口中； C.將模板由懸浮液移除；以及 d.將所吸附之具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯由模 板移除。 爲形成模板，提供具有預定晶格結構的結晶基板。其 次，將多數個具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯沉積於基 板上。所沉積的單壁管狀富勒烯具有與結晶基板的預定晶 格結構對齊的晶格結構。其次，將一組成物塗佈至各單壁 管狀富勒烯周圍之結晶基板的暴露區域上，而該組成物對 於結晶基板的親和力比對具有特定螺旋性的單壁管狀富勒 烯還大。最後，將已沉積於基板上的單壁管狀富勒烯移除 ，而留下塗佈於基板且未擾亂長形開口的組成，其形成用 於後續將管狀富勒烯（與形成模板的管狀富勒烯有相同螺 旋性）吸附於基板上之開口中的模板。 由另一觀點，提供一種單壁管狀富勒烯基於螺旋性之 整體分離的方法。該方法包含的步驟有： a. 提供具有預定晶格結構的結晶基板； b. 將多數個具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯沉積於 基板上，所沉積的單壁管狀富勒烯具有與結晶基板的預定 晶格結構對齊的晶格結構； c. 將一分子層沉積至具有特定螺旋性之各單壁管狀富 勒烯周圍的結晶基板上，該分子爲一種組成物，該組成物 對於結晶基板的親和力比對具有特定螺旋性的單壁管狀富 勒稀還大； _6_ 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *i-r°J. -1線· 1227215 A7 _________B7_ 五、發明說明（f ) d. 在未擾亂分子層的情況下，將單壁管狀富勒烯由結 晶基板移除而形成模板； e. 將模板暴露於具有隨機螺旋性之單壁管狀富勒烯的 懸浮液，而將具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯吸附於其 上； f. 將模板由懸浮液移除； g. 將模板暴露於溶劑溶液，而將吸附於其的單壁管狀 富勒烯移除；以及 h. 由溶劑溶液回收具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯 圖式之簡要說明、」： 圖1A爲表示螺旋角來源的圖式； 圖1B爲表示管狀富勒烯之螺旋性的管狀富勒烯透視 圖， 圖2爲管狀富勒烯在結晶基板晶格上自動定向的示意 圖式； 圖3A爲本發明之整體分離製程的圖表表示； 圖3B爲本發明之模板形成方法的示意圖式； 圖4爲用於本發明方法中之電沉積設備的示意圖式； 以及 圖5爲用於執行本發明之端部官能化單壁管狀富勒烯 結構的示意圖式。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1227215 B7 五、發明說明（^ ) 較佳具體實例之詳細說明 爲持續進行目前電子裝置小型化的趨勢，將需要以分 子尺寸建置電腦電路。爲此目的，已有諸多使用單壁管狀 富勒烯（特指奈米碳管）作爲分子尺寸電路中之互連導體 與主動裝置的硏究。這些分子結構爲令人感興趣的，因爲 其具有可爲金屬性與高導電性或半導性的獨特電性。管狀 富勒烯是否具有金屬或半導性質係與管狀結構的螺旋性有 關。螺旋性爲晶格結構扭轉或螺旋的角度，其將進一步說 明於下文中。然而，本管狀富勒烯合成法可產生混合的螺 旋性，通常三分之二的比例具有半導性，而三分之一的比 例具有金屬性。 爲更瞭解螺旋性的觀念，現將參考圖1A。在圖1A中 ，所示爲平面晶格10，其中晶格上的螺旋向量20由原子 12延伸至另一原子14，任意原子12定義螺旋向量20的原 點，且倘若該平面晶格捲曲成奈米管，則原子14會和原子 12重合。螺旋向量20爲η個第一單位向量ai與m個第二 單位向量a2的總和，其中單位向量的定義來自六邊形的晶 格幾何圖形，此爲本技藝所熟知。因此，向量方程式的η 與m爲整數： (1) R = nai + ma2 因此，奈米管的軸22定義爲源自螺旋向量20的直線 。向量20所定義之奈米管的向量表示爲（6,4)奈米管。 在η不等於m時，晶軸24 (穿經相同之晶格原子18的直 線）並不與奈米管的軸22重合，該偏離爲螺旋角％ _8_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;!· ΊδΊτ · -1線· 1227215 A7 _ B7_____ 五、發明說明（I；) Ο 在圖1Β中，管狀富勒烯100代表晶格1〇捲曲時所獲 得的結構（如前所述）。單壁奈米碳管具有縱軸22，而晶 軸24係以螺旋角偏離奈米管的縱軸（如前所述）。 爲更瞭解單壁管狀富勒烯之整體分離方法的原理，現 將參考圖2。在圖2中，管狀富勒燏100配置於結晶基板 30上。在此狀況中，所示的奈米碳管係配置於石墨基板上 ，各該結構皆以六邊形晶格形成。在二種結構具有相同晶 格結構時，管狀富勒烯會具有強烈偏好的取向，其中管狀 富勒烯與篆扳六邊形晶格會相互對齊。亦即，其係彼此 對齊配置。因此，由於管狀富勒烯100係以具有螺旋扭轉 的晶格形成，所以管狀富勒烯100的軸22相對於基板晶格 38的縱軸36有一夾角。管狀富勒烯的軸22相對於基板晶 格的軸36之角度取向爲等於旋轉角X的角度Θ。角度Θ亦 稱爲“嚙合角（locking angle) ” ，因爲其爲奈米管以最 小能量建立平衡取向的角度（其導致原子尺寸的奈米管嚙 合）。該能量分布每60°便重複，顯示結晶基板的晶格對 稱。因此，當管狀富勒烯配置於具有實質相同晶格結構的 結晶基板晶格上時，如當奈米碳管配置於石墨基板上時， 不同螺旋性的奈米管將以不同且穩定的角度取向自動組織 。此現象爲本發明之整體分離方法的基本原理。 所製做的原料富勒烯奈米管通常爲長形且紊亂之許多 奈米管線的形式，該奈米管線係藉由強靜電凡得瓦力交互 作用而緊密接觸。如本技藝所熟知，藉由在4(TC之3 : 1 ___ -…〜 ___9__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -1線 A7 1227215 _______ B7___ 五、發明說明（1 ) 的濃硫酸與硝酸（分別爲98%與70%)混合物中進行超音 波分解，便可將奈米管線分離並切割，而形成個別較短的 開放端管狀富勒烯。所製做的“富勒烯管，，變得更可控制 ’且更適用於分子電子裝置，並更適於進行官能化而提高 其溶解度，其將說明於下列段落中。 管狀富勒烯基於螺旋性之整體分離方法係示意表示於 圖3A中。該方法的第一個步驟80係形成用於特定螺旋性 富勒烯的模板。形成模板的方法將於以下段落中做說明。 其次，在步驟82中，將具有特定螺旋性的管狀富勒烯沉積 於模板上。用於將富勒烯沉積在模板上（特指將奈米碳管 沉積於石墨基板上）的方法爲電沉積製程，如圖4所示。 在電沉積製程中，基板30或模板40係形成系統的正 電極。密封環60形成管狀富勒烯100之懸浮液16的容器 側壁。負電極50配置於密封環60的正對側上，其通常由 不鏽鋼形成。DC電源70連接於電極30或40與50之間 。管狀富勒烯100形成穩定的膠質水性懸浮液16，其中個 別“管體”帶有負電荷。因此，當DC電源供應於電極間 時’管狀虽勒嫌便電丨几積於基板上。此設備可使用於形成 模板，及後續將奈米管沉積於模板上。 在步驟82使用電極沉積將管狀富勒烯沉積於模板40 上時，模板40將優先接收具有預定螺旋性（亦即形成模板 的特定螺旋性）的管狀富勒烯，其將說明於下列段落中。 在具有特定螺旋性之管狀富勒烯的優先沉積之後，在步驟 84中，將模板由管狀富勒烯的膠質水性懸浮液移除，並將 ___10__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 入· A7 1227215 一 —__B7___ 一 五、發明說明) 所沉積的富勒烯由模板移除。雖然對富勒烯或模板結構無 害的任何移除方法皆可使用，惟最簡易的方法爲將所吸附* 的富勒烯溶解於有機溶劑中，並接著由此進行回收。一種 用於執行本發明的有機溶劑爲醚，但亦可使用諸如二氯甲 烷與三氯甲烷等其他溶劑。 藉由長鏈胺將管狀富勒烯官能化，便可提高管狀富勒 烯的溶解度。以胺基進行端部官能化的管狀富勒烯100’（ 示意示於圖5中）係揭示於Hamon等人，“Dissolution of Single-Walled Carbon Nanotubes, Advanced Materials. Vol. 11，No· 10, 1999，並在未損傷模板40上之管狀富勒烯 沉積的情況下提高溶解度。類似的端部官能化說明於美國 專利第6，187,823號。在未擾亂富勒烯之自動定向沉積特 性下，管狀富勒烯的側邊官能化亦可提供希冀提高的溶解 度。 在管狀富勒烯溶解後，在步驟86中準備重複使用的模 板。在重複使用於步驟82之前，將模板上任何過量的醚蒸 發，並可將模板淸洗與烘乾。在步驟88中，藉由將溶劑蒸 發而留下具有特定螺旋性的管狀富勒烯，便可回收溶解的 富勒烯，以用於擴大模板，或者用於諸如奈米尺寸主動電 子裝置或導體的製造。 現在參考圖3B，所示爲用於形成模板40的方法。起 初，提供平面晶格結構與分散之富勒烯100的管狀晶格相 同的結晶基板3 0。當奈米碳管爲使用模板分離的富勒烯時 ，該結晶基板爲新劈開的高取向熱解石墨基板。該石墨基 _η_—_ 紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐Υ "" ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·. --線· A7 1227215 ________B7___ 五、發明說明（I、） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 板具有米勒指數（111)之平面所定義的結晶取向。將具有 特定螺旋性的單壁管狀富勒烯置入水性懸浮液中，並添加 界面活性劑。一種用於執行本發明之界面活性劑爲Union Carbide公司所售之商標名稱Tdton X-100的辛酚乙烯氧化 物凝液。具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯起初係使用諸 如原子力顯微鏡裝置之標準且冗長的機械分離技術而獲得 。因爲此分離方法如此冗長，所以僅可獲得些微數量的單 壁管狀富勒烯，以製做第一個模板。其次，用於製做該模 板的富勒烯可與爲該模板所分離的富勒烯結合，而製做可 分離二倍數量富勒烯的第二個模板。可重複進行該反覆的 方法，每次都使模板容量倍增，而吸附具有特定螺旋性的 管狀富勒烯。 如前所述，單壁管狀富勒烯100係使用圖4所示的電 沉積設備，而由懸浮液16沉積於結晶基板30上。其次， 使用諸如甲醇與旋塗機將水與界面活性劑沖走。吸附的管 狀富勒烯1〇〇將以其螺旋性所定義的特定取向留置於基板 30表面上。其次，在基板加熱至約80°C之後，將核甘酸鹼 腺嘌呤的飽和水溶液施加於基板表面。鹼單層34將自發地 自動匯集於基板表面上之先前已吸附於其上的管狀富勒烯 100周圍。其次，水由表面蒸發，而留下爲腺嘌呤吸附物 模板材料34所圍繞的管狀富勒烯100，且該腺嘌呤吸附物 模板材料34亦覆蓋於其餘的基板3〇表面。除了腺嘌呤以 外，亦可使用其他核甘酸鹼，諸如尿嘧啶、胸線嘧啶、鳥 尿素與諸如黃嘌呤之類似結構，以及具有下列性質的其他 ________12_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 Ϊ227215 ^___B7___ 五、發明說明q 4 組成：可沉積於結晶基板上而未影響基板上特定取向之具 有預定螺旋性的管狀富勒烯，且不溶解於後續用以移除管 狀富勒烯100的有機溶劑中。 爲形成模板40，在未擾亂管狀富勒烯100周圍之腺嘌 呤吸附物的情況下，將管狀富勒烯100由表面移除。如前 所述，管狀富勒烯係溶解於醚或其他有機溶劑中，而留下 長形開口 32,該長形開口 32暴露出可將其他管狀富勒烯 吸附於其中的基板部位，其中所吸附之管狀富勒烯的螺旋 性可提供與結晶基板30開口 32之特定取向一致的優先取 向。當模板40形成時，可連續重複使用其，而吸附更多與 原用於形成模板之富勒烯100有相同螺旋性的管狀富勒烯 100 ° 結晶基板30可爲高取向熱解石墨或以硼與氮置換的石 墨或氮化硼所形成的基板。相應的管狀富勒烯可以下列材 料形成：奈米碳管、以硼與氮置換的奈米碳管或氮化硼奈 米管。可使用具有相同自動定向性質的其他基板與富勒烯 材料。 雖然本發明已配合其具體形式與實施例做說明，惟可瞭解 地是，在不離開本發明之精神或範疇的情況下，可進行除 前揭實施例以外的各種修改。例如，在不離開如隨附申請 專利範圍所定義之本發明精神與範疇的情況下，相當的方 法步驟可取代所具體表示與說明者’不同的溶劑、界面活 性劑或模板塗佈組成可用於取代在此所述者，部分製程可 獨立於其他製程而單獨使用’以及在部分狀況中，可倒置 _13____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： --線· 1227215 五、發明說明（f/) 或插入特定的方法步驟順序。 14 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;t· --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1227215 A8 B8 C8 D8 修正替換本 月>0曰 六、申請專利範圍 1·一種單壁管狀富勒烯基於螺旋性之整體分離的方法 ，包括的步驟有： a. 在具有多數個開口的結晶基板上形成一模板，該多 數個開口的取向極偏好吸附具有管狀外型與特定螺旋性之 個別的多數個單壁富勒烯； b. 將該模板暴露於具有隨機螺旋性之單壁管狀富勒烯 的懸浮液’用於將具有該特定螺旋性的單壁管狀富勒烯吸 附於該模板開口中； c·將該模板由該懸浮液移除；以及 d·將所吸附之具有該特定螺旋性的該單壁管狀富勒烯 由該模板移除。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該形成模板的 步驟包括的步驟有： a. 提供具有預定晶格結構的該結晶基板； b. 將多數個具有該特定螺旋性的單壁管狀富勒烯沉積 於該基板上，該經沉積的單壁管狀富勒烯具有與該結晶基 板的該預定晶格結構對齊的晶格結構； c·將一組成物塗佈至各該單壁管狀富勒烯周圍之結晶 基板區域上，而該組成物對於結晶基板的親和力比對具有 特定螺旋性的單壁管狀富勒烯還大；以及 d·在未擾亂步驟c之該組成的情況下，將該單壁管狀 富勒烯由該基板移除。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中該提供結晶基 板的步驟包括提供石墨所形成之基板的步驟。

本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公變) 先 讀 I

訂

1227215 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 4·如申請專利範圍第2項之方法，其中該塗佈步驟包 括的步驟有將核甘酸鹼分子單層沉積於具有該特定螺旋性 之該經沉積的多數個單壁管狀富勒烯周圍的該基板上。 5·如申請專利範圍第2項之方法，其中該沉積多數個 單壁管狀富勒烯的步驟包括沉積多數個單壁奈米碳管的步 驟。 6·如申請專利範圍第5項之方法·，其中該沉積多數個 單壁奈米碳管的步驟包括將單壁奈米碳管官能化的步驟’ 以改良其穩定性。 7·如申請專利範圍第6項之方法，其中將該單壁奈米 碳管官能化的該步驟包括將該單壁奈米碳管端部官能化的 步驟。 8. 如申請專利範圍第2項之方法，其中將該所吸附之 單壁管狀富勒烯移除的該步驟包括將該所塗佈的結晶基板 暴露於溶劑溶液的步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中將該所吸附之 單壁管狀富勒烯於溶劑溶液中移除的該步驟包括了的步驟 有提供選自於由醚、二氯甲烷與三氯甲烷組成之族群的有 機溶劑。 10. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該塗佈步驟包 括的步驟有將選自由腺嘌呤、鳥尿素、胸線嘧啶' 尿嘧啶 或黃嘌呤組成之族群的組成沉積於該結晶基板上。 11. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該沉積多數個 單壁管狀富勒烯的步驟包括將該單壁管狀富勒烯電沉積的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） 1227215 A8 B8 C8 D8 六、曱1宵專利範圍 步驟。 12.如申請專利範圍第1項之方法，其中將該所吸附之 單壁管狀富勒烯移除的步驟所包括的步驟有·· 將該模板暴露在用於移除該所吸附之單壁管狀富勒烯的溶 劑溶液；以及 將具有該特定螺旋性的該單壁管狀富勒烯由該溶劑溶液移 13·如申請專利範圍第1項之方法，其中暴露該模板的 該步驟包括提供多數個單壁奈米碳管之懸浮液的步驟。 I4·如申請專利範圍第13項之方法，其中暴露該模板 的該步驟包括將該單壁奈米碳管電沉積於該模板上的步驟 〇 15·如申請專利範圍第1項之方法，更進一步包括將步 驟b至d重複特定次數的步驟，而累積預定數量之具有該 特定螺旋性的該單壁管狀富勒烯。 16· —種單壁管狀富勒烯基於螺旋性之整體分離的方法 ，包括的步驟有： a·提供具有預定晶格結構的結晶基板； b·將多數個具有特定螺旋性的單壁管狀富勒烯沉積於 該基板上，該經沉積的單壁管狀富勒烯具有與該結晶基板 的該預定晶格結構對齊的晶格結構； c·沉積分子層於具有該特定螺旋性之各該單壁管狀富 勒烯周圍的該結晶基板上； d.在貫質上未擾亂該分子層的情況下，將該單壁管狀 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 1227215 Aa B8 C8 D8 **----______________—--------- -------- 六、申請專利範圍 •富勒烯由該結晶基板移除而形成模板； e·將該模板暴露於具有隨機螺旋性之單壁管狀富勒烯 的懸浮液’而將具有該特定螺旋性的單壁管狀富勒烯吸附 於其上； f·將該模板由該懸浮液移除； § ·將該f旲板暴露於溶劑溶液’而將吸附於其的該單壁 管狀富勒烯移除；以及 h•由該溶劑溶液回收具有該特定螺旋性的該單壁管狀 富勒烯。 Π·如申請專利範圍第16項之方法，更進一步包括的 步驟有重複使用該模板，並重複特定次數的步驟e至h， 而累積預定數量之具有該特定螺旋性的該單壁管狀富勒烯 〇 18·如申請專利範圍第16項之方法，其中該提供結晶 基板的步驟包括提供由高取向熱解石墨所形成之基板的步 驟。 19·如申請專利範圍第16項之方法，其中該沉積分子 層的步驟包括的步驟有將選自由腺嘌呤、鳥尿素、胸線嘧 啶、尿嘧啶或黃嘌呤組成之族群的組成沉積於該結晶基板 上。 20.如申請專利範圍第16項之方法，其中將該摸板暴 露於溶劑溶液的該步驟包括的步驟有提供選自由_、二氯 甲院與三氯甲烷組成之族群的有機溶劑。 21· 一種單壁奈米碳管基於螺旋性之整體分離的方法， 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） ------------------…… (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) CT 1227215 A8 B8 C8 D8 I :~~^ 六、申請專利範圍 包括的步驟有： a·开多成具有多數個開口的模板於高取向熱解石墨基板 i ’旨亥多數個開口的取向極偏好吸附具有特定螺旋性之個 別的多數個單壁奈米碳管； b·將該模板暴露於具有隨機螺旋性之單壁奈米碳管的 懸浮液’用於將具有該特定螺旋性的單壁奈米碳管吸附於 該模板開口中； c·將該模板由該懸浮液移除；以及 d·將所吸附之具有該特定螺旋性的該單壁奈米碳管由 該模板移除。 22.如申請專利範圍第21項之方法，其中該形成模板 的步驟所包括的步驟有： a·提供該高取向熱解石墨基板； b·將多數個具有該特定螺旋性的單壁奈米碳管沉積於 該高取向熱解石墨基板上，該經沉積的單壁奈米碳管具有 與該高取向熱解石墨基板的該預定晶格結構對齊的晶格結 構； c·將一組成物塗佈至各該單壁奈米碳管周圍之該高取 向熱解石墨基板區域上，該組成物對於該高取向熱解石墨 基板的親和力比對具有特定螺旋性的單壁奈米碳管還大； 以及 d·將該單壁奈米碳管由該高取向熱解石墨基板移除。 23· —種單壁管狀富勒烯基於螺旋性之整體分離的方法 ，包括的步驟有： 5 本❽尺度適用巾國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公势） " ..................------ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) Ϊ1Τ.· 1227215 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 提供具有預定晶格結構的結晶基板； 對基板之該晶格結構的軸，以預定的角度將多數個單 壁管狀富勒烯套準於該基板上， 其中具有預定螺旋性之單壁管狀富勒烯則保留在該基 板上；以及 將該留在基板上的單壁管狀富勒烯移除。 24·如申請專利範圍第23項之方法，其中該套準步驟 包括了在以其個別的縱軸對齊該預定的角度之下，將該多 數個單壁管狀富勒烯沉積的步驟。 25·如申請專利範圍第43項之方法，其中該移除單壁 管狀富勒烯之步驟是在塗佈步驟之前，該塗佈步驟是將一 組成物塗佈至該單壁管狀富勒烯周圍之該基板區域上，而 此組成物對於該基板所具有的親和力比對具有特定螺旋性 的單壁管狀富勒烯還大。 請 先 閱 讀 背 面 意 事 項

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