ابزارهای سه‌بعدی نانومقیاس با معماری کنترل شده که مبتنی بر نانولوله‌های کربنی جهت‌گرفته به صورت عمودی هستند، برای بسیاری از کاربردهای الکترونیکی، همچون سیستم‌های نانوالکترومکانیکی (NEMS)، نشرکننده‌های زمینه و حسگرها امیدبخش هستند. با این حال به دلیل شرایط سخت سنتز نانولوله‌ها، تولید چنین ساختارهای کنترل‌شده‌ای، مخصوصاً با استفاده از راهکارهای ارزان و در مقیاس یک ویفر، بسیار سخت است.
حال محققان آزمایشگاه پیشران جت (JPL) در موسسه فناوری کالفرنیا راهکار بالا به پایین نانوساخت را با راهکار پایین به بالای سنتز لوله‌ها ترکیب کرده و ساختارهای کنترل شده متشکل از تنها یک نانولوله را ساخته‌اند.
تولید ساختارهای نانولوله‌ای منظم در مقیاس ویفر
ابزارهای سه‌بعدی نانومقیاس با معماری کنترل شده که مبتنی بر نانولوله‌های کربنی
جهت‌گرفته به صورت عمودی هستند، برای بسیاری از کاربردهای الکترونیکی، همچون سیستم‌های
نانوالکترومکانیکی (NEMS)، نشرکننده‌های زمینه و حسگرها امیدبخش هستند. با این حال
به دلیل شرایط سخت سنتز نانولوله‌ها، تولید چنین ساختارهای کنترل‌شده‌ای، مخصوصاً
با استفاده از راهکارهای ارزان و در مقیاس یک ویفر، بسیار سخت است.
حال محققان آزمایشگاه پیشران جت (JPL) در موسسه فناوری کالفرنیا راهکار بالا به
پایین نانوساخت را با راهکار پایین به بالای سنتز لوله‌ها ترکیب کرده و ساختارهای
کنترل شده متشکل از تنها یک نانولوله را ساخته‌اند. در مقاله‌ای که این محققان
اخیراً در مجله Nanotechnology منتشر کرده‌اند، یک راهکار ارزان و در مقیاس ویفر را
برای ایجاد لوله‌های منفرد مرتب توصیف کرده‌اند که به صورتی دقیق هم‌مرکز بوده و
درون یک نانوالکترود سه‌بعدی چندصد نانومتری با نسبت‌های ابعادی بالا جای گرفته‌اند.
در گذشته از لیتوگرافی الکترونی برای ایجاد جزیره‌های کاتالیزوری با قطر زیر چندصد
نانومتر استفاده می‌شد. سپس این نقاط کاتالیزوری منظم به عنوان بستری برای هسته‌زایی
نانولوله‌های منفرد عمل می‌کردند. با این حال لیتوگرافی الکترونی گران و کند بوده
ودر نتیجه انتقال ابزارهای نانومقیاس از آزمایشگاه به تولید صنعتی را با محدودیت
مواجه می‌کند.
محققان JPL به جای استفاده از لیتوگرافی الکترونی از مواد مقاوم در برابر تابش
ماورای بنفش دور که از طریق شیمیایی تقویت شده‌اند، همراه با لیتوگرافی نوری
مرحله به مرحله و تکراری استفاده نمودند. این روش یک راهکار ارزان و سریع برای
تولید نقاط کاتالیزوری زیرمیکرونی است. این نقاط نه تنها موجب هسته‌زایی
نانولوله‌ها شدند، بلکه نانولوله‌های تولید شده با نظم و دقتی بی‌سابقه درون یک
نانوالکترود از پیش موجود رشد کردند.
با وجودی که نانولوله‌ها ویژگی‌ها منحصر به فردی دارند، هنوز کنترل این ویژگی‌ها
دشوار است. این عدم کنترل ویژگی‌ها در مورد سایر فرایندهای پایین به بالا که در
آنها اتم‌ها و مولکول‌های منفرد خود را به ساختارهایی در مقیاس میکرو و بالاتر
آرایش می‌دهند، صادق است. به عنوان مثال، روش‌های معمول رشد نانولوله‌های کربنی
همچون رسوب‌دهی شیمیایی بخار (CVD) منجر به تولید نانولوله‌های بی‌نظمی می‌شوند
که برای برخی از کاربردها مناسب نیستند. گروه JPL از CVD بهبودیافته با پلاسما
استفاده نمودند. در این روش لوله‌هایی که میان دو الکترود نزدیک به هم تشکیل می‌شوند،
درون پلاسما و مطابق با میدان الکتریکی خود را جهت‌دهی می‌کنند.
