公开(公告)号：US06755956B2

公开(公告)日：2004-06-29

申请号：US09873928

申请日：2001-06-04

申请人： James Weifu Lee ,  Douglas H. Lowndes ,  Vladimir I. Merkulov ,  Gyula Eres ,  Yayi Wei ,  Elias Greenbaum ,  Ida Lee

发明人： James Weifu Lee ,  Douglas H. Lowndes ,  Vladimir I. Merkulov ,  Gyula Eres ,  Yayi Wei ,  Elias Greenbaum ,  Ida Lee

IPC分类号： C25D518

CPC分类号： C25D21/12 ,  C01B32/162 ,  C01B32/18 ,  C01B2202/02 ,  C01B2202/06 ,  C25D1/02 ,  C25D5/18 ,  C25D7/00 ,  C25D7/0607 ,  G01Q70/12 ,  Y10S977/762 ,  Y10S977/843 ,  Y10S977/873 ,  Y10S977/876 ,  Y10T428/31504

摘要： A method is described for catalyst-induced growth of carbon nanotubes, nanofibers, and other nanostructures on the tips of nanowires, cantilevers, conductive micro/nanometer structures, wafers and the like. The method can be used for production of carbon nanotube-anchored cantilevers that can significantly improve the performance of scaning probe microscopy (AFM, EFM etc). The invention can also be used in many other processes of micro and/or nanofabrication with carbon nanotubes/fibers. Key elements of this invention include: (1) Proper selection of a metal catalyst and programmable pulsed electrolytic deposition of the desired specific catalyst precisely at the tip of a substrate, (2) Catalyst-induced growth of carbon nanotubes/fibers at the catalyst-deposited tips, (3) Control of carbon nanotube/fiber growth pattern by manipulation of tip shape and growth conditions, and (4) Automation for mass production.

摘要翻译： 描述了在纳米线，悬臂，导电微/纳米结构，晶片等的尖端上的催化剂诱导的碳纳米管，纳米纤维和其他纳米结构生长的方法。 该方法可用于生产可显着提高扫描显微镜（AFM，EFM等）性能的碳纳米管锚定悬臂梁。 本发明也可以用于许多其它使用碳纳米管/纤维进行微观和/或纳米加工的方法。 本发明的关键要素包括：（1）金属催化剂的正确选择和精确地在基材尖端的所需特定催化剂的可编程脉冲电解沉积，（2）催化剂诱导的催化剂 - 沉积尖端，（3）通过操作尖端形状和生长条件控制碳纳米管/纤维生长模式，（4）大规模生产自动化。

公开(公告)号：US06858455B2

公开(公告)日：2005-02-22

申请号：US10155841

申请日：2002-05-24

申请人： Michael A. Guillom ,  Michael L. Simpson ,  Vladimir I. Merkulov ,  Anatoli V. Melechko ,  Douglas H. Lowndes

发明人： Michael A. Guillom ,  Michael L. Simpson ,  Vladimir I. Merkulov ,  Anatoli V. Melechko ,  Douglas H. Lowndes

IPC分类号： B81C1/00 ,  H01J9/02 ,  H01L21/00

CPC分类号： B82Y10/00 ,  H01J9/025 ,  H01J2201/30469

摘要： Gated field emission devices and systems and methods for their fabrication are described. A method includes growing a substantially vertically aligned carbon nanostructure, the substantially vertically aligned carbon nanostructure coupled to a substrate; covering at least a portion of the substantially vertically aligned carbon nanostructure with a dielectric; forming a gate, the gate coupled to the dielectric; and releasing the substantially vertically aligned carbon nanostructure by forming an aperture in the gate and removing a portion of the dielectric.

摘要翻译： 描述了门控场发射器件及其制造的系统和方法。 一种方法包括生长基本上垂直排列的碳纳米结构，基本垂直排列的碳纳米结构耦合到基底; 用电介质覆盖基本垂直排列的碳纳米结构的至少一部分; 形成栅极，栅极耦合到电介质; 以及通过在所述栅极中形成孔并去除所述电介质的一部分来释放所述基本垂直取向的碳纳米结构。

公开(公告)号：US07943196B2

公开(公告)日：2011-05-17

申请号：US11273316

申请日：2005-11-14

申请人： Anatoli V. Melechko ,  Timothy E. McKnight ,  Michael A. Guillorn ,  Bojan Ilic ,  Vladimir I. Merkulov ,  Mitchel J. Doktycz ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

发明人： Anatoli V. Melechko ,  Timothy E. McKnight ,  Michael A. Guillorn ,  Bojan Ilic ,  Vladimir I. Merkulov ,  Mitchel J. Doktycz ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： B05D3/00 ,  B05D1/32 ,  B05D5/12 ,  C23C16/00 ,  D02G3/00 ,  B32B5/12

CPC分类号： B01D67/0062 ,  B01D67/0069 ,  B01D67/0072 ,  B01D71/02 ,  B01D71/027 ,  B01D2323/24 ,  B01D2325/08 ,  B01J23/755 ,  B01J35/0013 ,  B01J35/006 ,  B01J37/0238 ,  B01J37/342 ,  B01L3/5027 ,  B01L2300/0663 ,  B01L2300/0896 ,  B81B2201/058 ,  B81B2203/0361 ,  B81C1/00119 ,  B82Y30/00 ,  Y10S977/70 ,  Y10S977/781 ,  Y10S977/784 ,  Y10T428/13 ,  Y10T428/1303 ,  Y10T428/1352 ,  Y10T428/1359 ,  Y10T428/139 ,  Y10T428/24174 ,  Y10T428/24273 ,  Y10T428/24322 ,  Y10T428/2902 ,  Y10T428/2991 ,  Y10T428/31504 ,  Y10T428/31678

摘要： Methods, manufactures, machines and compositions are described for nanotransfer and nanoreplication using deterministically grown sacrificial nanotemplates. A method includes depositing a catalyst particle on a surface of a substrate to define a deterministically located position; growing an aligned elongated nanostructure on the substrate, an end of the aligned elongated nanostructure coupled to the substrate at the deterministically located position; coating the aligned elongated nanostructure with a conduit material; removing a portion of the conduit material to expose the catalyst particle; removing the catalyst particle; and removing the elongated nanostructure to define a nanoconduit.

摘要翻译： 使用确定性生长的牺牲纳米模板描述了用于纳米转移和纳米应用的方法，制造商，机器和组合物。 一种方法包括在衬底的表面上沉积催化剂颗粒以限定确定性定位的位置; 在衬底上生长对准的细长纳米结构，在确定位置的位置处将对准的细长纳米结构的端部耦合到衬底; 用导管材料涂覆对准的细长纳米结构; 去除所述导管材料的一部分以暴露所述催化剂颗粒; 除去催化剂颗粒; 并移除细长的纳米结构以限定纳米管。

公开(公告)号：US07641863B2

公开(公告)日：2010-01-05

申请号：US10383309

申请日：2003-03-06

申请人： Mitchel J. Doktycz ,  Michael L. Simpson ,  Timothy E. McKnight ,  Anatoli V. Melechko ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael A. Guillorn ,  Vladimir I. Merkulov

发明人： Mitchel J. Doktycz ,  Michael L. Simpson ,  Timothy E. McKnight ,  Anatoli V. Melechko ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael A. Guillorn ,  Vladimir I. Merkulov

IPC分类号： B01D63/00

CPC分类号： B01D67/0072 ,  B01D67/0088 ,  B01D67/0093 ,  B01D69/02 ,  B01D69/141 ,  B01D71/021 ,  B01D2323/30 ,  B01D2325/10 ,  B01J23/755 ,  B01J35/0013 ,  B01J37/34 ,  B82Y30/00 ,  Y10S977/701 ,  Y10S977/704 ,  Y10S977/705 ,  Y10S977/706 ,  Y10S977/745 ,  Y10S977/746 ,  Y10S977/747 ,  Y10S977/789 ,  Y10S977/906 ,  Y10S977/92 ,  Y10S977/962

摘要： A nanoengineered membrane for controlling material transport (e.g., molecular transport) is disclosed. The membrane includes a substrate, a cover defining a material transport channel between the substrate and the cover, and a plurality of fibers positioned in the channel and connected to and extending away from a surface of the substrate. The fibers are aligned perpendicular to the surface of the substrate, and have a width of 100 nanometers or less. The diffusion limits for material transport are controlled by the separation of the fibers. In one embodiment, chemical derivatization of carbon fibers may be undertaken to further affect the diffusion limits or affect selective permeability or facilitated transport. For example, a coating can be applied to at least a portion of the fibers. In another embodiment, individually addressable carbon nanofibers can be integrated with the membrane to provide an electrical driving force for material transport.

摘要翻译： 公开了一种用于控制材料输送的纳米工程膜（例如分子传输）。 膜包括衬底，限定衬底和盖之间的材料传输通道的盖，以及定位在通道中并连接到衬底表面并远离衬底的表面的多个光纤。 纤维垂直于衬底的表面排列，并且具有100纳米或更小的宽度。 材料输送的扩散限制是通过纤维的分离来控制的。 在一个实施方案中，可以进行碳纤维的化学衍生化以进一步影响扩散极限或影响选择性渗透性或促进转运。 例如，可以对至少一部分纤维施加涂层。 在另一个实施方案中，单独可寻址的碳纳米纤维可以与膜结合以提供材料输送的电驱动力。

公开(公告)号：US07245068B2

公开(公告)日：2007-07-17

申请号：US11089098

申请日：2005-03-24

申请人： Vladimir I. Merkulov ,  Anatoli V. Melechko ,  Michael A. Guillorn ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

发明人： Vladimir I. Merkulov ,  Anatoli V. Melechko ,  Michael A. Guillorn ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： G01N33/5438 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00 ,  C01B32/162 ,  C01B2202/08 ,  D01F9/127 ,  Y10S977/843 ,  Y10S977/891 ,  Y10S977/943 ,  Y10T428/24628

摘要： Systems and methods are described for controlled alignment of catalyticaly grown nanostructures in a large-scale synthesis process. An apparatus includes an electrode including: a protruding section defining an edge; and a nonprotruding section coupled to the protruding section, where the edge is adapted to deflect an electric field generated with the electrode and at least one section selected from the group consisting of the protruding section and the nonprotruding section is adapted to support a substrate for the growth of elongated nanostructures.

摘要翻译： 描述了用于在大规模合成过程中催化生长的纳米结构的受控比对的系统和方法。 一种设备包括：电极，包括：限定边缘的突出部分; 以及联接到突出部分的非侵入部分，其中边缘适于偏转由电极产生的电场，并且从由突出部分和非侵入部分组成的组中选择的至少一个部分适于支撑用于 细长纳米结构的生长。

公开(公告)号：US08142877B2

公开(公告)日：2012-03-27

申请号：US11985551

申请日：2007-11-13

申请人： Anatoli V. Melechko ,  Timothy E. McKnight ,  Michael A. Guillorn ,  Bojan Ilic ,  Vladimir I. Merkulov ,  Mitchel J. Doktycz ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

发明人： Anatoli V. Melechko ,  Timothy E. McKnight ,  Michael A. Guillorn ,  Bojan Ilic ,  Vladimir I. Merkulov ,  Mitchel J. Doktycz ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： B32B1/08 ,  B32B23/00 ,  B32B25/00

CPC分类号： B01D67/0062 ,  B01D67/0069 ,  B01D67/0072 ,  B01D71/02 ,  B01D71/027 ,  B01D2323/24 ,  B01D2325/08 ,  B01J23/755 ,  B01J35/0013 ,  B01J35/006 ,  B01J37/0238 ,  B01J37/342 ,  B01L3/5027 ,  B01L2300/0663 ,  B01L2300/0896 ,  B81B2201/058 ,  B81B2203/0361 ,  B81C1/00119 ,  B82Y30/00 ,  Y10S977/70 ,  Y10S977/781 ,  Y10S977/784 ,  Y10T428/13 ,  Y10T428/1303 ,  Y10T428/1352 ,  Y10T428/1359 ,  Y10T428/139 ,  Y10T428/24174 ,  Y10T428/24273 ,  Y10T428/24322 ,  Y10T428/2902 ,  Y10T428/2991 ,  Y10T428/31504 ,  Y10T428/31678

摘要： Methods, manufactures, machines and compositions are described for nanotransfer and nanoreplication using deterministically grown sacrificial nanotemplates. An apparatus, includes a substrate and a nanoconduit material coupled to a surface of the substrate. The substrate defines an aperture and the nanoconduit material defines a nanoconduit that is i) contiguous with the aperture and ii) aligned substantially non-parallel to a plane defined by the surface of the substrate.

摘要翻译： 使用确定性生长的牺牲纳米模板描述了用于纳米转移和纳米应用的方法，制造商，机器和组合物。 一种装置，包括耦合到衬底的表面的衬底和纳米管材料。 衬底限定孔径，并且纳米管材料限定纳米管，其是i）与孔相邻并且ii）基本上不平行于由衬底的表面限定的平面排列。

公开(公告)号：US07408186B2

公开(公告)日：2008-08-05

申请号：US11089099

申请日：2005-03-24

申请人： Vladimir I. Merkulov ,  Anatoli V. Melechko ,  Michael A. Guillorn ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

发明人： Vladimir I. Merkulov ,  Anatoli V. Melechko ,  Michael A. Guillorn ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： G01N33/5438 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00 ,  C01B32/162 ,  C01B2202/08 ,  D01F9/127 ,  Y10S977/843 ,  Y10S977/891 ,  Y10S977/943 ,  Y10T428/24628

摘要： Systems and methods are described for controlled alignment of catalyticaly grown nanostructures in a large-scale synthesis process. A composition includes an elongated nanostructure including a first segment defining a first axis and a second segment coupled to the first segment, the second segment defining a second axis that is substantially nonparallel to the first axis. A method includes: generating an electric field proximate an edge of a protruding section of an electrode, the electric field defining a vector; and forming an elongated nanostructure located at a position on a surface of a substrate, the position on the surface of the substrate proximate the edge of the protruding section of the electrode, at least one tangent to the elongated nanostructure i) substantially parallel to the vector defined by the electric field and ii) substantially non-parallel to a normal defined by the surface of the substrate.

摘要翻译： 描述了用于在大规模合成过程中催化生长的纳米结构的受控比对的系统和方法。 组合物包括细长纳米结构，其包括限定第一轴线的第一区段和联接到第一区段的第二段，第二区段限定基本上不平行于第一轴线的第二轴线。 一种方法包括：在电极的突出部分的边缘附近产生电场，所述电场限定矢量; 以及形成位于基底表面上的位置处的细长纳米结构，所述基底表面上靠近所述电极的突出部分的边缘的位置，至少一个细长纳米结构的切线i）基本上平行于所述载体 由电场限定，ii）基本上不平行于由衬底的表面限定的法线。

公开(公告)号：US06958572B2

公开(公告)日：2005-10-25

申请号：US10068795

申请日：2002-02-06

申请人： Vladimir I. Merkulov ,  Anatoil V. Melechko ,  Michael A. Guillorn ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

发明人： Vladimir I. Merkulov ,  Anatoil V. Melechko ,  Michael A. Guillorn ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： A61K9/14 ,  B82B1/00 ,  C01B31/02 ,  C23C16/26 ,  D01F9/127 ,  G01N33/543 ,  H01J1/304 ,  H01J1/62 ,  H01J37/32 ,  H01L21/44 ,  H01L21/8234 ,  H01L21/8244 ,  H01L29/06 ,  H01L31/0328 ,  H01L31/0336 ,  H01L31/072 ,  H01L31/109

CPC分类号： G01N33/5438 ,  B82Y30/00 ,  B82Y40/00 ,  C01B32/162 ,  C01B2202/08 ,  D01F9/127 ,  Y10S977/843 ,  Y10S977/891 ,  Y10S977/943 ,  Y10T428/24628

摘要： Systems and methods are described for controlled non-normal alignment of catalyticaly grown nanostructures in a large-scale synthesis process. A method includes: generating an electric field proximate an edge of a protruding section of an electrode, the electric field defining a vector; and forming an elongated nanostructure located at a position on a surface of a substrate, the position on the surface of the substrate proximate the edge of the protruding section of the electrode, at least one tangent to the elongated nanostructure i) substantially parallel to the vector defined by the electric field and ii) substantially non-parallel to a normal defined by the surface of the substrate.

摘要翻译： 描述了用于在大规模合成过程中催化生长的纳米结构的受控非正常比对的系统和方法。 一种方法包括：在电极的突出部分的边缘附近产生电场，所述电场限定矢量; 以及形成位于基底表面上的位置处的细长纳米结构，所述基底表面上靠近所述电极的突出部分的边缘的位置，至少一个细长纳米结构的切线i）基本上平行于所述载体 由电场限定，ii）基本上不平行于由衬底的表面限定的法线。

公开(公告)号：US06649431B2

公开(公告)日：2003-11-18

申请号：US09795660

申请日：2001-02-27

申请人： Vladimir I. Merkulov ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael A. Guillorn ,  Michael L. Simpson

发明人： Vladimir I. Merkulov ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael A. Guillorn ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： H01L2100

CPC分类号： H01J1/3044 ,  B82Y15/00 ,  H01J9/025 ,  H01J2201/30446 ,  Y10S977/939

摘要： Systems and methods are described for carbon tips with expanded bases. A method includes producing an expanded based carbon containing tip including: fabricating a carbon containing expanded base on a substrate; and then fabricating a carbon containing fiber on the expanded base. An apparatus includes a carbon containing expanded base coupled to a substrate; and a carbon containing fiber coupled to said carbon containing expanded base.

摘要翻译： 描述了具有扩展基底的碳尖端的系统和方法。 一种方法包括制备基于膨胀的含碳尖端，其包括：在基底上制造含碳膨胀的基底; 然后在膨胀的基底上制造含碳纤维。 一种装置包括：与基底耦合的含碳膨胀基底; 和与所述含碳膨胀基质偶联的含碳纤维。

公开(公告)号：US08003220B2

公开(公告)日：2011-08-23

申请号：US11985395

申请日：2007-11-13

申请人： Anatoli V. Melechko ,  Timothy E. McKnight ,  Michael A. Guillorn ,  Bojan Ilic ,  Vladimir I. Merkulov ,  Mitchel J. Doktycz ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

发明人： Anatoli V. Melechko ,  Timothy E. McKnight ,  Michael A. Guillorn ,  Bojan Ilic ,  Vladimir I. Merkulov ,  Mitchel J. Doktycz ,  Douglas H. Lowndes ,  Michael L. Simpson

IPC分类号： B32B9/00

CPC分类号： B01D67/0062 ,  B01D67/0069 ,  B01D67/0072 ,  B01D71/02 ,  B01D71/027 ,  B01D2323/24 ,  B01D2325/08 ,  B01J23/755 ,  B01J35/0013 ,  B01J35/006 ,  B01J37/0238 ,  B01J37/342 ,  B01L3/5027 ,  B01L2300/0663 ,  B01L2300/0896 ,  B81B2201/058 ,  B81B2203/0361 ,  B81C1/00119 ,  B82Y30/00 ,  Y10S977/70 ,  Y10S977/781 ,  Y10S977/784 ,  Y10T428/13 ,  Y10T428/1303 ,  Y10T428/1352 ,  Y10T428/1359 ,  Y10T428/139 ,  Y10T428/24174 ,  Y10T428/24273 ,  Y10T428/24322 ,  Y10T428/2902 ,  Y10T428/2991 ,  Y10T428/31504 ,  Y10T428/31678

摘要： Methods, manufactures, machines and compositions are described for nanotransfer and nanoreplication using deterministically grown sacrificial nanotemplates. An apparatus, includes a substrate and a nanoreplicant structure coupled to a surface of the substrate.

摘要翻译： 使用确定性生长的牺牲纳米模板描述了用于纳米转移和纳米应用的方法，制造商，机器和组合物。 一种装置，包括与衬底的表面耦合的衬底和纳米复合结构。