The aligned assembly of carbon nanotubes (CNTs) on substrate presents a significant bottleneck in the fabrication of high-performance thin film devices. Here, we report a direct printing method to prepare laterally aligned thick CNT patterns over large surface regions. In this method, CNT forests were grown selectively on specific regions of one substrate, and the forest patterns were transferred on another SiO2 substrate in a laterally aligned formation while keeping their original shapes. The degree of alignment was characterized via electrical measurement and polarized Raman spectroscopy. Furthermore, we demonstrated high-performance field-effect transistors and gas sensors using our method.

1.
S. J.
Tans
,
R. M.
Verschueren
, and
C.
Dekker
,
Nature (London)
393
,
49
(
1998
).
2.
R.
Martel
,
T.
Schmidt
,
H. R.
Shea
,
T.
Hertel
, and
Ph.
Avouris
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
2447
(
1998
).
3.
Y.
Cui
,
Q.
Wei
,
H.
Park
, and
C. M.
Lieber
,
Science
293
,
1289
(
2001
).
4.
S.
Ghosh
,
A. K.
Sood
, and
N.
Kumar
,
Science
299
,
1042
(
2003
).
5.
A.
Javey
,
J.
Guo
,
Q.
Wang
,
M.
Lundstrom
, and
H.
Dai
,
Nature (London)
424
,
654
(
2003
).
6.
Y.
Huang
,
X. F.
Duan
,
Q. Q.
Wei
, and
C. M.
Lieber
,
Science
291
,
630
(
2001
).
7.
R.
Krupke
,
F.
Hennrich
,
H.
Lohneysen
, and
M. M.
Kappes
,
Science
301
,
344
(
2003
).
8.
J.
Liu
,
M. J.
Casavant
,
M.
Cox
,
D. A.
Walters
,
P.
Boul
,
W.
Lu
,
A. J.
Limberg
,
K. A.
Smith
,
D. T.
Colbert
, and
R. E.
Smalley
,
Chem. Phys. Lett.
303
,
125
(
1999
).
9.
S. G.
Rao
,
L.
Huang
,
W.
Setyawan
, and
S.
Hong
,
Nature (London)
425
,
36
(
2003
).
10.
N.
Nuraje
,
I. A.
Banerjee
,
R. I.
MacCuspie
,
L.
Yu
, and
H.
Matsui
,
J. Am. Chem. Soc.
126
,
8088
(
2004
).
11.
M.
Lee
,
J.
Im
,
B. Y.
Lee
,
S.
Myung
,
J.
Kang
,
L.
Huang
,
Y. -K.
Kwon
, and
S.
Hong
,
Nat. Nanotechnol.
1
,
66
(
2006
).
12.
S.
Myung
,
M.
Lee
,
G. T.
Kim
,
J. S.
Ha
, and
S.
Hong
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
17
,
2361
(
2005
).
13.
S. Y.
Park
,
S. Y.
Park
,
S.
Namgung
,
B.
Kim
,
J.
Im
,
J. Y.
Kim
,
K.
Sun
,
K. B.
Lee
,
J. -M.
Nam
,
Y.
Park
, and
S.
Hong
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
19
,
2530
(
2007
).
14.
J.
Kang
,
J.
Lee
,
T. H.
Kim
,
J.
Park
,
M. -J.
Seong
, and
S.
Hong
,
Nanotechnology
19
,
135305
(
2008
).
15.
C.
Zhou
,
J.
Kong
,
E.
Yenilmez
, and
H.
Dai
,
Science
290
,
1552
(
2000
).
16.
S. J.
Kang
,
C.
Kocabas
,
H. -S.
Kim
,
Q.
Cao
,
M. A.
Meitl
,
D. -Y.
Khang
, and
J. A.
Rogers
,
Nano Lett.
7
,
3343
(
2007
).
17.
Z.
Fan
,
J. C.
Ho
,
Z. A.
Jacobson
,
R.
Yerushalmi
,
R. L.
Alley
,
H.
Razavi
, and
A.
Javey
,
Nano Lett.
8
,
20
(
2008
).
18.
I. H.
Lee
,
J.
Im
,
E. J.
Bae
,
K. -K.
Kim
,
E. H.
Lee
,
Y. H.
Lee
,
S.
Hong
, and
Y. -S.
Min
, “
Low temperature growth of single-walled carbon nanotube forest
” (unpublished).
19.
Y. -S.
Min
,
E. J.
Bae
,
B. S.
Oh
,
D.
Kang
, and
W.
Park
,
J. Am. Chem. Soc.
127
,
12498
(
2005
).
20.
See EPAPS Document No. E-APPLAB-94-038904 for supplementary experimental data. For more information on EPAPS, see http://www.aip.org/pubservs/epaps.html.
21.
C.
Kocabas
,
S. -H.
Hur
,
A.
Gaur
,
M. A.
Meitl
,
M.
Shim
, and
J. A.
Rogers
,
Small
1
,
1110
(
2005
).
22.
J.
Park
,
M. J.
Seong
,
J.
Im
,
M.
Lee
,
S.
Hong
,
H. C.
Cho
,
K. M.
Kim
, and
H.
Cheong
,
J. Korean Phys. Soc.
48
,
1347
(
2006
).
23.
H. H.
Gommans
,
J. W.
Alldredge
,
H.
Tashiro
,
J.
Park
,
J.
Magnuson
, and
A. G.
Rinzler
,
J. Appl. Phys.
88
,
2509
(
2000
).
24.
J.
Park
,
M. J.
Seong
,
J.
Im
,
M.
Lee
,
S.
Myung
,
S.
Hong
,
K. M.
Kim
, and
H.
Cheong
, “
Polarized Raman study of carbon nanotubes adsorbed onto line-patterned substrates
” (unpublished).
25.
J.
Im
,
L.
Huang
,
J.
Kang
,
M.
Lee
,
D. J.
Lee
,
S. G.
Rao
,
N. -K.
Lee
, and
S.
Hong
,
J. Chem. Phys.
124
,
224707
(
2006
).
26.
J.
Hilding
,
E. A.
Grulke
,
Z. G.
Zhang
, and
F.
Lockwood
,
J. Dispersion Sci. Technol.
24
,
1
(
2003
).
27.
C.
Kocabas
,
N.
Pimparkar
,
O.
Yesilyurt
,
S. J.
Kang
,
M. A.
Alam
, and
J. A.
Rogers
,
Nano Lett.
7
,
1195
(
2007
).
28.
V.
Skákalová
,
A. B.
Kaiser
,
Y. -S.
Woo
, and
S.
Roth
,
Phys. Rev. B
74
,
085403
(
2006
).
29.
V.
Derycke
,
R.
Martel
,
J.
Appenzeller
, and
Ph.
Avouris
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
2773
(
2002
).
30.
S. J.
Kang
,
C.
Kocabas
,
T.
Ozel
,
M.
Shim
,
N.
Pimparkar
,
M. A.
Alam
,
S. V.
Rotkin
, and
J. A.
Rogers
,
Nat. Nanotechnol.
2
,
230
(
2007
).
31.
P.
Qi
,
O.
Vermesh
,
M.
Grecu
,
A.
Javey
,
Q.
Wang
,
H.
Dai
,
S.
Peng
, and
K. J.
Cho
,
Nano Lett.
3
,
347
(
2003
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.