同位体をドープしたナノ材料、その製造方法及び標識方法

【課題】本発明は、同位体をドープしたナノ材料、その製造方法及び該同位体をドープしたナノ材料を利用する標識方法に関し、特に同位体をドープしたナノ構造体、その製造方法及び該同位体をドープしたナノ構造体を利用する標識方法に関する。
【解決手段】同位体をドープしたナノ構造体は、少なくとも一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントを含み、且つ該少なくとも一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントは少なくとも一種の元素の少なくとも両種の同位体からなり、該少なくとも両種の同位体は所定の質量比で均一に分散する。また、本発明は、前記同位体をドープしたナノ材料の製造方法及び該同位体をドープしたナノ材料を利用する標識方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同位体をドープしたナノ材料、その製造方法及び該同位体をドープしたナノ材料を利用する標識方法に関し、特に同位体をドープしたナノ構造体、その製造方法及び該同位体をドープしたナノ構造体を利用する標識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
同位体の標識方法はナノ材料の生長原理及びナノオーダーのヘテロ接合に対して重要な研究手段であり、ナノ材料の合成過程において、ある特定の元素（一般に、軽元素であり、例えば、炭素、ホウ素、窒素或いは酸素）の同位体の反応物を順序に所定の濃度（一般に、単物質或いは混合物で）によって反応させて、ｉｎｓｉｔｕで同位体標識を有したナノ材料が得られるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７０２９７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同位体をドープしたカーボンナノチューブ及びその製造方法は、特許文献１に開示されている。特許文献１において、同位体をドープしたカーボンナノチューブは、複数の同位体をドープしたカーボンナノチューブセグメントを含む。それぞれ前記複数の同位体をドープしたカーボンナノチューブセグメントは単一の同位体の炭素からなる。前記の方法により、三種の炭素同位体が標識されることが記載されている。しがしながら、前記各同位体をドープしたカーボンナノチューブセグメントが単一の同位体の炭素からなるので、標識構造体の種を制限する。
【０００５】
従って、異なる種の構造体を標識するために、同位体をドープしたナノ構造体、その製造方法及び標識方法を提供することが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
同位体をドープしたナノ構造体は、少なくとも一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントを含み、該少なくとも一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントは、少なくとも一種の元素の少なくとも二種の同位体からなり、且つ該少なくとも二種の同位体は所定の質量比で均一に分散する。
【０００７】
前記同位体をドープしたナノ構造体が一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントを含む場合、前記同位体をドープしたナノ構造体セグメントは一種の元素の少なくとも二種の同位体からなり、且つ該少なくとも二種の同位体は所定の質量比で均一に分散する。前記同位体をドープしたナノ構造体が多種の同位体をドープしたナノ構造体セグメントを含む場合、前記隣接二種のナノ構造体セグメントは異なる同位体からなり、又は異なる質量比の同じ同位体からなる。
【０００８】
前記一種の元素は、例えば、炭素、ホウ素、窒素又は酸素などの軽元素である。前記同位体をドープしたナノ構造体はナノワイヤ又はナノチューブである。前記ナノワイヤは炭素、窒化物又は酸化物からなる。前記窒化物は窒化ガリウム又は窒化ケイ素である。前記酸化物は酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化ケイ素、酸化スズ又は酸化鉄である。前記ナノチューブはカーボンナノチューブ、窒化物ナノチューブ又は酸化物ナノチューブである。前記窒化物ナノチューブは窒化ホウ素ナノチューブからなり、前記酸化物ナノチューブは酸化チタン、酸化鉄、五酸化バナジウムからなる。
【０００９】
前記同位体をドープしたナノ構造体の製造方法は、基板を提供して、該基板を反応室に置く第一ステップと、一種の元素の少なくとも二種の同位体を含む原料ガスを、同時に前記反応室に導入し、化学気相堆積法により、前記基板に少なくとも一つのナノ構造体セグメントを堆積し、一つの前記ナノ構造体セグメントが一種の元素の少なくとも二種の同位体を含み、前記少なくとも二種の同位体が所定の質量比で均一に分散する第二ステップと、を含む。
【００１０】
前記原料ガスは少なくとも二種の気体を含む。各々の前記二種の気体はそれぞれ前記元素の単一の同位体からなる前記少なくとも二種の気体をそれぞれ同時に、又は所定の質量比で混合した後、前記反応室に導入する。
【００１１】
前記同位体をドープしたナノ構造体により前記原料ガスを選択する。例えば、前記同位体をドープしたナノ構造体が窒素同位体をドープした窒化ガリウムナノワイヤである場合、前記原料ガスは窒素ガスとガリウムガスである。更に、窒化ガリウムナノワイヤは一つの窒化ガリウムナノワイヤセグメントからなり、該窒化ガリウムナノワイヤセグメントは二種の窒素同位体を含む。触媒が存在する場合、前記窒素ガスにおける二種の同位体の質量比を制御することにより、該窒素ガスとガリウムとを反応させ、窒化ガリウムナノワイヤが得られる。前記窒素ガスは、アンモニア、窒素ガス、又は他の窒素を含むガスである。前記窒素ガスにおける二種の同位体の質量比を制御することにより、同位体をドープした窒化ホウ素ナノチューブを得ることができる。前記酸素ガスにおける二種の同位体の質量比を制御することにより、該酸素ガスと亜鉛ガスとを反応させて、酸化亜鉛ナノワイヤが得られる。
【００１２】
前記同位体をドープしたナノ構造体を利用する標識方法は、複数の異なる未標識構造体と、複数の異なるラマン分光スペクトルのピーク値を有する同位体をドープしたナノ構造体と、を提供する第一ステップと、各々の前記同位体をドープしたナノ構造体を、別々に各前記複数の異なる未標識構造体の中に埋め込む第二ステップと、ラマン分光スペクトルによって、前記複数の同位体をドープしたナノ構造体を検知することにより、前記複数の異なる未標識構造体を検知する第三ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
従来の技術と比べると、本発明によるナノ構造体は、少なくとも一つのナノ構造体セグメントを含む。該少なくとも一つのナノ構造体セグメントは少なくとも一種の元素の少なくとも二種の同位体を含み、且つ該少なくとも二種の同位体は所定の質量比で均一に分散するので、多種のナノ構造体が得られる。更に、本発明の標識方法により、多種の物質が標識されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の同位体をドープしたカーボンナノチューブの模式図である。
【図２】図１中の同位体をドープしたカーボンナノチューブを製造する装置の模式図である。
【図３】本発明の実施例２の同位体をドープしたカーボンナノチューブの模式図である。
【図４】本発明の実施例３の同位体をドープしたカーボンナノチューブの模式図である。
【図５】本発明の同位体をドープしたカーボンナノチューブを標識する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照すると、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１を参照すると、本実施例の同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０は、一つのカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。前記カーボンナノチューブセグメントは、所定の質量比で分散した少なくとも二種の炭素同位体からなる。前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０の長さは１０μｍ〜１０００μｍである。前記炭素同位体は^１２Ｃ、^１３Ｃ、又は^１４Ｃである。本実施例において、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０は、^１２Ｃ、^１３Ｃ、及び^１４Ｃからなり、該三種の炭素同位体の質量比が７．２：６．５：５．６である。前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０の長さは１０μｍ〜５０μｍであり、その直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍである。
【００１７】
図２を参照すると、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０の製造方法には、化学気相堆積法が利用される。詳しくは、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０の製造方法は、カーボンナノチューブの製造装置１００と、三種の炭素同位体を含む原料ガスと、一つの表面に触媒層１３４が堆積された基板１３２と、を提供する第一ステップと、前記基板１３２を前記カーボンナノチューブの製造装置１００に置く第二ステップと、前記三種の炭素同位体を含む原料ガスを所定の質量比で同時に前記カーボンナノチューブの製造装置１００に導入し、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０を形成する第三ステップと、を含む。
【００１８】
第二ステップにおいて、前記カーボンナノチューブの製造装置１００は反応室１１０と、前記反応室１１０を加熱するための反応炉１０６と、ガス導入通路１１８と、前記三種の炭素同位体を含む原料ガスの導入通路１０２、１０３、１０４と、排気通路１１６と、バルブ１１２、１１３、１１４と、を含む。前記バルブ１１２、１１３、１１４は、それぞれ前記三種の炭素同位体を含む原料ガス導入通路１０２、１０３、１０４に設置される。
【００１９】
前記炭素同位体を含む原料ガスはメタン（ｍｅｔｈａｎｅ）、エチン（ｅｔｈｙｎｅ）、アレン（ａｌｌｅｎｅ）又は他の炭化水素であることができる。本実施例において、前記炭素同位体を含む原料ガスは、三種のエチレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ）であり、毎種の前記エチレンが一種の炭素同位体になる。即ち、前記第一種のエチレンは^１２Ｃからなり、前記第二種のエチレンは^１３Ｃからなり、前記第三種のエチレンは^１４Ｃからなる。
【００２０】
前記触媒層１３４として、鉄、ニッケル、コバルト又は他の適当な触媒も選ばれる。前記触媒層１３４は化学気相堆積法、熱堆積法、電子束堆積法又はスパッタリング法により形成することができる。本実施例において、前記触媒層１３４は厚さが５ｎｍの鉄触媒膜である。
【００２１】
第三ステップにおいて、前記排気通路１１６により前記反応室１１０の空気を排気して、前記反応室１１０を真空化させた後、前記ガス導入通路１１８により１気圧の保護ガスを導入するとともに、前記反応炉１０６により前記反応室１１０を７００℃まで加熱する。前記バルブ１１２、１１３及び１１４を同時に開けて、前記ガス導入通路１０２から流量が１２０ｓｃｃｍの^１２Ｃ、前記ガス導入通路１０３から流量が１００ｓｃｃｍの^１３Ｃ及び前記ガス導入通路１０４から流量が８０ｓｃｃｍの^１４Ｃを含むエチレンを導入して反応させる。これにより、前記触媒層１３４に^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの三種の同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０が形成される。前記保護ガスとして、ヘリウム、窒素、アルゴン、又は水素が選ばれる。本実施例において、前記保護ガスはアルゴンである。
【００２２】
前記炭素同位体を含む原料ガスは、所定の質量比の三種の同位体をドープした炭化水素の混合ガスである場合、前記ガス導入通路１０２、１０３又は１０４により該混合ガスを前記反応室１１０に導入して、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０を形成する。本実施例において、前記混合ガスは^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃからなり、^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が７．２：６．５：５．６である。前記混合ガスはガス導入通路１０２によって、前記反応室１１０に導入して、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ１０が形成される。
【００２３】
（実施例２）
図３を参照すると、同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０は第一カーボンナノチューブセグメント２１０と、第二カーボンナノチューブセグメント２２０及び第三カーボンナノチューブセグメント２３０と、を含む。前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０は、前記第一カーボンナノチューブセグメント２１０の長手方向に沿って、前記第一カーボンナノチューブセグメント２１０の上に積層される。前記第三カーボンナノチューブセグメント２３０は、前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０の長手方向に沿って、前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０の上に積層される。前記第一カーボンナノチューブセグメント２１０は^１２Ｃ及び^１４Ｃからなり、且つ^１２Ｃ及び^１４Ｃの質量比が８：７である。前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０は^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃからなり、且つ^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が８：８：７である。前記第三カーボンナノチューブセグメント２３０は^１２Ｃからなる。前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０の長さは、３０μｍ〜５０μｍの間である。
【００２４】
図２を参照すると、本実施例において、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０の製造方法は化学気相堆積法である。該製造方法は、カーボンナノチューブの製造装置１００と、三種の炭素同位体を含む原料ガスと、一つの表面に触媒層１３４が堆積された基板１３２と、を提供する第一ステップと、前記基板１３２を前記カーボンナノチューブの製造装置１００に置く第二ステップと、前記三種の同位体を含む原料ガスを前記カーボンナノチューブの製造装置１００に導入するとともに、該原料ガスの質量比を変化させることにより、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブセグメントを堆積して、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０が得られる第三ステップと、を含む。
【００２５】
前記第一ステップにおいて、前記三種の同位体を含む原料ガスは単一の同位体の炭素を含むガスである。
【００２６】
前記第三ステップは下記のサブステップを含む。
（１）排気通路１１６により反応室１１０の空気を排気して、前記反応室１１０を真空化させた後、前記ガス導入通路１１８により１気圧の保護ガスを導入するとともに、反応炉１０６によって、反応室１１０を７００℃まで加熱する。
（２）前記バルブ１１２及び１１４を同時に開けて、ガス導入通路１０２から流量が１２０ｓｃｃｍの^１２Ｃ及びガス導入通路１０４から流量が８０ｓｃｃｍの^１４Ｃを含むエチレンを導入して反応させる。これにより、基板１３２に^１２Ｃ及び^１４Ｃを含む第一カーボンナノチューブセグメント２１０を堆積する。
（３）前記第一カーボンナノチューブセグメント２１０は所定の長さを堆積した後、バルブ１１３を開けて、ガス導入通路１０３から流量が１１０ｓｃｃｍの^１３Ｃを含むエチレンを反応室１１０に導入して反応させる。これにより、^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの三種の同位体を含む第二カーボンナノチューブセグメント２２０が、前記第一カーボンナノチューブセグメント２１０の長手方向に沿って、前記第一カーボンナノチューブセグメント２１０の上に積層される。前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０における^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が８：８：７である。
（４）前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０は予定の長さを堆積した後、バルブ１１３と１１４を閉じ、ガス導入通路１０２から流量が１２０ｓｃｃｍの^１２Ｃを含むエチレンを導入して反応させる。これにより、^１２Ｃを含む前記第三カーボンナノチューブセグメント２３０が、前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０の長手方向に沿って、前記第二カーボンナノチューブセグメント２２０の上に積層される。
（５）前記第三カーボンナノチューブセグメント２３０は予定の長さを堆積した後、バルブ１１２を閉じ、前記反応室１１０を室温に冷却させ、前記基板１３２に前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０が得られる。
【００２７】
更に、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０の製造方法は化学気相堆積法である。該製造方法は、カーボンナノチューブの製造装置１００と、三種の同位体をドープした炭素を含む原料ガスと、一つの表面に触媒層１３４が堆積された基板１３２と、を提供する第一ステップと、前記基板１３２を前記カーボンナノチューブの製造装置１００に置く第二ステップと、前記所定の質量比を有する三種の同位体を含む原料ガスを、前記カーボンナノチューブの製造装置１００に導入した後、第一、第二及び第三カーボンナノチューブセグメントを堆積し、前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０が得られる第三ステップと、を含むこともできる。
前記第一ステップにおいて、前記第一種の炭素を含む原料ガスは^１２Ｃ及び^１３Ｃを含む混合ガスであり、且つ^１２Ｃ及び^１３Ｃの質量比が８：７である。前記第二種の炭素を含む原料ガスは^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃを含む混合ガスであり、且つ^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が８：８：７である。前記第三種の炭素を含む原料ガスは^１２Ｃを含むガスである。
【００２８】
（実施例３）
図４を参照すると、同位体をドープしたカーボンナノチューブ３０は、第一カーボンナノチューブセグメント３１０と、第二カーボンナノチューブセグメント３２０と、第三カーボンナノチューブセグメント３３０と、第四カーボンナノチューブセグメント３４０と、を含む。前記第二カーボンナノチューブセグメント３２０は、前記第一カーボンナノチューブセグメント３１０の長手方向に沿って、前記第一カーボンナノチューブセグメント３１０の上に積層される。前記第三カーボンナノチューブセグメント３３０は、前記第二カーボンナノチューブセグメント３２０の長手方向に沿って、前記第二カーボンナノチューブセグメント３２０の上に積層される。前記第四カーボンナノチューブセグメント３４０は、前記第三カーボンナノチューブセグメント３３０の長手方向に沿って、前記第三カーボンナノチューブセグメント３３０の上に積層される。前記第一カーボンナノチューブセグメント３１０は^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃからなり、且つ^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が７：７：６．５である。前記第二カーボンナノチューブセグメント３２０は^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃからなり、且つ^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が７．２：６．５：５．６である。前記第三カーボンナノチューブセグメント３３０は^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃからなり、且つ^１２Ｃ、^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が５．５：６．５：７である。前記第四カーボンナノチューブセグメント３４０は^１３Ｃ及び^１４Ｃからなり、且つ^１３Ｃ及び^１４Ｃの質量比が１：１である。前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ３０の長さは５０μｍ〜１００μｍの間である。
【００２９】
前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ３０の製造方法は前記同位体をドープしたカーボンナノチューブ２０の製造方法と同じである。即ち、三種の炭素同位体を含む原料ガスの質量比を変更することにより、前記四種の同位体をドープしたカーボンナノチューブセグメントが得られる。更に、前記三種の同位体を含む原料ガスを前記カーボンナノチューブの製造装置１００に導入するとともに、該原料ガスの流速を変更することにより、前記四種の同位体をドープしたカーボンナノチューブセグメントも得られる。
【００３０】
図５を参照すると、前記同位体をドープしたナノ構造体を利用する標識方法は、下記のステップを含む。
（１）複数の異なる未標識構造体と、複数の異なる同位体をドープしたナノ構造体と、を提供する。前記同位体をドープしたナノ構造体は、ナノ構造セグメントからなり、一定のラマン分光スペクトルのピーク値を有する。各々の前記同位体をドープしたナノ構造体は、少なくとも一種の元素の少なくとも二種の同位体を含み、且つ該二種の同位体が所定の質量比で均一に分散する。
（２）各々の前記複数の異なる同位体をドープしたナノ構造体を、別々に前記複数の異なる未標識構造体の中に埋め込む。
（３）ラマン分光スペクトルによって、前記複数のナノ構造体のラマンピーク値を検知する。
（４）検知された前記複数のナノ構造体のラマンピーク値により、前記複数の異なる未標識構造体が検知される。
【００３１】
前記未標識構造体は活性基であり、例えば、ヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓ）、カルボキシ基（ｃａｒｂｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓ）、アミノ基（ａｍｉｎｏｇｒｏｕｐｓ）、アシル基（ａｃｙｌｇｒｏｕｐｓ）、又はニトロ基（ｎｉｔｒｏｇｒｏｕｐｓ）である。詳しく、前記未標識構造体は、ＤＮＡ、タンパク質（ｐｒｏｔｅｉｎｓ）、グルコース（ｇｌｕｃｏｓｅｓ）、グルコン酸（ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄｓ）、スターチ（ｓｔａｒｃｈｅｓ）、ビオチン酵素（ｂｉｏｔｉｎｅｎｚｙｍｅｓ）、ソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌｓ）又は有機アミン（ｏｒｇａｎｉｃａｍｉｎｅｓ）である。前記未標識構造体の特性は、前記複数の異なる同位体をドープしたナノ構造体に影響されない。
【００３２】
図１、図３及び図４を参照すると、本実施例において、前記カーボンナノチューブ構造体１０、カーボンナノチューブ構造体２０及びカーボンナノチューブ構造体３０を利用することにより、グルコース（ｇｌｕｃｏｓｅｓ）、グルコン酸（ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄｓ）、及びソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌｓ）を標識することができる。その標識方法は、下記のセテップを含む。
（１）グルコース（ｇｌｕｃｏｓｅｓ）と、グルコン酸（ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄｓ）と、ソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌｓ）と、前記カーボンナノチューブ構造体１０と、前記カーボンナノチューブ構造体２０と、前記カーボンナノチューブ構造体３０と、を提供する。前記カーボンナノチューブ構造体１０のラマン分光スペクトルのピーク値はＬ１であり、前記カーボンナノチューブ構造体２０のラマン分光スペクトルのピーク値はＬ２であり、前記カーボンナノチューブ構造体３０のラマン分光スペクトルのピーク値はＬ３である。
（２）前記カーボンナノチューブ構造体１０を前記グルコン酸（ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄｓ）の中に埋め込み、前記カーボンナノチューブ構造体２０を前記グルコース（ｇｌｕｃｏｓｅｓ）の中に埋め込み、前記カーボンナノチューブ構造体３０をソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌｓ）の中に埋め込む。
（３）ラマン分光スペクトルによって、前記カーボンナノチューブを含む前記三種の未標識構造体のグルコース（ｇｌｕｃｏｓｅｓ）、グルコン酸（ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄｓ）及びソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌｓ）を検知する。それぞれ前記三種の未標識構造体のラマン分光スペクトルのピーク値はＬ１、Ｌ２及びＬ３である。
（４）検知された前記カーボンナノチューブ構造体のラマンピーク値により、三種の未標識構造体のグルコース（ｇｌｕｃｏｓｅｓ）、グルコン酸（ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄｓ）及びソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌｓ）が検知される。
【００３３】
前記同位体をドープしたナノ構造体は少なくとも一つのナノ構造体セグメントを含む。該ナノ構造体セグメントは少なくとも一種の元素の二種同位体からなり、且つ該二種の同位体が所定の質量比で均一に分散する。前記同位体の種類及び各同位体の質量比が異なるので、前記ナノ構造体の構造も異なる。従って、本発明の実施例は多種のナノ構造体が得られる。更に、本発明の実施例において、前記ナノ構造体の製造方法により、多種のナノ構造体も得られる。従って、本発明の実施例による製造された前記ナノ構造体は多種の未標識構造体を標識することができ、且つ前記未標識構造体の性能及び同じ環境に多種の未標識構造体の状態変化の研究を有利にする。
【符号の説明】
【００３４】
１０同位体をドープしたカーボンナノチューブ
１００カーボンナノチューブの製造装置
１０２ガス導入通路
１０３ガス導入通路
１０４ガス導入通路
１０６反応炉
１１０反応室
１１２バルブ
１１３バルブ
１１４バルブ
１１６排気通路
１１８ガス導入通路
１３２基板
１３４触媒層
２０同位体をドープしたカーボンナノチューブ
２１０第一カーボンナノチューブセグメント
２２０第二カーボンナノチューブセグメント
２３０第三カーボンナノチューブセグメント
３０同位体をドープしたカーボンナノチューブ
３１０第一カーボンナノチューブセグメント
３２０第二カーボンナノチューブセグメント
３３０第三カーボンナノチューブセグメント
３４０第四カーボンナノチューブセグメント

【特許請求の範囲】
【請求項１】
同位体をドープしたナノ構造体であって、
少なくとも一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントを含み、
前記少なくとも一つの同位体をドープしたナノ構造体セグメントは、少なくとも一種の元素の少なくとも二種の同位体からなり、該少なくとも二種の同位体は所定の質量比で均一に分散していることを特徴とするナノ構造体。
【請求項２】
基板を反応室に置く第一ステップと、
一種の元素の少なくとも二種の同位体を含む原料ガスを、同時に前記反応室に導入し、化学気相堆積法により、前記基板に少なくとも一つのナノ構造体セグメントを堆積し、一つの前記ナノ構造体セグメントが一種の元素の少なくとも二種の同位体を含み、前記少なくとも二種の同位体が所定の質量比で均一に分散する第二ステップと、
を含むことを特徴とする同位体をドープしたナノ構造体の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の同位体をドープしたナノ構造体を利用する標識方法であって、
複数の異なる未標識構造体と、複数の異なるラマン分光スペクトルのピーク値を有する前記同位体をドープしたナノ構造体と、を提供する第一ステップと、
各々の前記同位体をドープしたナノ構造体を、別々に各前記複数の異なる未標識構造体の中に埋め込む第二ステップと、
ラマン分光スペクトルによって、前記複数の同位体をドープしたナノ構造体を検知することにより、前記複数の異なる未標識構造体を検知する第三ステップと、
を含むことを特徴とする同位体をドープしたナノ構造体を利用する標識方法。

【図１】