(57)【要約】【課題】  ウエット試料を確実に封入でき、ＴＥＭによる観察を可能にし得るカプセルを安価に提供する。【解決手段】  封入用カプセルに使用する構成部材は、基板１１の表面に単層または複数層に積層されたグラフェンにより形成されたグラフェン膜１５と、グラフェン膜の裏面側の一部が露出するように基板を裏面から部分的に除去して形成された凹部１６とを備える。封入用カプセルは、二つの構成部材のうち、少なくとも一方の凹部にウエット試料を充填し、他方の構成部材によって凹部を閉鎖するとともに、両構成部材の各グラフェン膜が相互に対向するように配置した状態で一体化する。製造方法は、基板表面に金属触媒膜を積層する工程と、金属触媒膜の表面にグラフェンを単層または複数層に成長形成してグラフェン膜を積層する工程と、グラフェン膜の裏面を露出させる工程とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に単層または複数層に積層されたグラフェンにより形成されたグラフェン膜と、このグラフェン膜の裏面側の一部が露出するように前記基板を裏面から部分的に除去して形成された凹部とを備えることを特徴とするウエット試料の封入用カプセルの構成部材。
【請求項２】
前記グラフェン膜は、前記基板の表面に積層された金属触媒膜上で成長させた単層または複数層のグラフェンによって形成され、前記凹部は、前記グラフェン膜を露出させるために前記金属触媒膜の一部を除去して形成されている請求項１に記載のウエット試料の封入用カプセルの構成部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の構成部材を二つ用いて構成されるウエット試料の封入用カプセルであって、少なくとも一方の前記構成部材の凹部にウエット試料を充填し、他方の前記構成部材によって一方の構成部材の凹部を閉鎖するとともに、両構成部材の各グラフェン膜が相互に対向するように配置した状態で、両構成部材を一体化させてなることを特徴とするウエット試料の封入用カプセル。
【請求項４】
前記両構成部材は、該構成部材に形成された凹部を相互に対向する状態に配置され、両方の凹部によってウエット試料を封入してなることを特徴とする請求項３に記載のウエット試料の封入用カプセル。
【請求項５】
基板の表面を端縁から適宜長さの範囲について部分的に除去して形成された２本の流路構成部と、この２本の流路構成部が一部で連続するように基板の表面を除去して形成された連続部と、この連続部の一部に単層または複数層に積層されたグラフェンにより形成されたグラフェン膜と、このグラフェン膜の裏面側の一部が露出するように前記基板を裏面から部分的に除去された凹部とを備えることを特徴とするウエット試料の封入用カプセルの構成部材。
【請求項６】
前記流路構成部は、２本が相互に平行となるように形成されている請求項５に記載のウエット試料の封入用カプセルの構成部材。
【請求項７】
前記グラフェン膜は、前記基板の表面に積層された金属触媒膜上で成長させた単層または複数層のグラフェンによって形成され、前記凹部は、前記グラフェン膜を露出させるために前記金属触媒膜の一部を除去して形成されている請求項５または６に記載のウエット試料の封入用カプセルの構成部材。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の構成部材を二つ用いて構成されるウエット試料の封入用カプセルであって、前記両構成部材の流路構成部を合致させて流路を構成するとともに、前記グラフェン膜が相互に対向するように配置した状態で、両構成部材を一体化させてなることを特徴とするウエット試料の封入用カプセル。
【請求項９】
前記流路構成部によって構成される流路の一方には、ウエット試料を供給する供給側チューブの先端を挿入し、該流路の他方には、ウエット試料を排出する排出側チューブの先端を挿入し、前記両チューブとともに二つの前記構成部材を一体化してなる請求項６に記載のウエット試料の封入用カプセル。
【請求項１０】
基板の表面に金属触媒膜を積層する触媒積層工程と、
前記金属触媒膜の表面にグラフェンを単層または複数層に成長形成してグラフェン膜を積層するグラフェン成長工程と、
前記グラフェン膜の裏面を露出するために前記基板の裏面側の一部をエッチングするグラフェン膜裏面露出工程と
を含むことを特徴とするウエット試料の封入用カプセルの構成部材の製造方法。
【請求項１１】
基板の表面を部分的にエッチングして二つの流路構成部を形成する流路構成工程と、
前記二つの流路構成部の一部を連続させるべき領域の表面を低くして連続部を形成する連続部形成工程と、
前記連続部の表面に金属触媒膜を積層する触媒膜積層工程と、
前記金属触媒膜の表面にグラフェンを成長させてグラフェン膜を形成するグラフェン膜形成工程と、
前記グラフェン膜の裏面を露出するために前記基板の裏面側の一部をエッチングするグラフェン膜裏面露出工程と
を含むことを特徴とするウエット試料の封入用カプセルの構成部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状の試料または液体を含有し若しくは液体に内包される試料などのいわゆるウエット試料を封入するためのカプセル、そのカプセルを構成するための構成部材、および、これらの製造方法に関し、特に、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型電子顕微鏡における試料の観察は、真空環境下による制限を受けることから、ウエット試料を観察する場合にあっては、脱水し、凍結処理し、または樹脂等により密封化処理をするなど、前処理を必要としていた。これは、真空状態において試料から気体が発生する場合には、電子ビームが試料を透過せず、回折を行うことができないことが原因となるためであった。
【０００３】
そこで、従来は、窒化ケイ素による微細なチューブを構成し、このチューブ内にウエット試料を通液することにより、真空環境下における液体の影響を排除してなる装置が開発されている（非特許文献１参照）。また、グラフェンによってウエット試料を包み込む方法が提案されている（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｋ．Ｌ．Ｋｌｅｉｎ，  Ｉ．Ｍ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ  ａｎｄ  Ｎ．ｄｅ  Ｊｏｎｇｅ，  “Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｗｉｔｈ  ａ  ｌｉｑｕｉｄ  ｆｌｏｗ  ｃｅｌｌ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，  ｖｏｌ．２４２，  Ｐｔ２，  ２０１１，  ｐｐ．１１７−１２３（２０１０）．
【非特許文献２】Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ  Ｃｏｌｌｉｅｘ，  “Ｗａｔｃｈｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｉｎ  Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｃｅｌｌｓ”，  ６，  Ａｐｒｉｌ，  ２０１２，  ｖｏｌ．３３６，  ＳＣＩＥＮＣＥ，  ｐｐ．４４−４５．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前掲の非特許文献１に開示される技術は、窒化ケイ素チューブによって、真空状態の外部環境から、ウエット試料を通液する内部環境を隔離するものであり、ウエット試料が当該チューブ内を通液する限り、当該ウエット試料が真空環境による影響を受けない構成となっている。しかしながら、窒化ケイ素により真空環境からウエット試料を隔離するためには、十分な強度を得るために、適当な肉厚を確保しなければならず、そのため、電子顕微鏡による分解能が低下せざるを得なかった。
【０００６】
そこで、前掲の非特許文献２に開示されるグラフェンによりウエット試料を包み込むことが提案されたものであるが、この技術は、二層のグラフェン膜の中間にウエット試料を注入するものであり、二層のグラフェン膜の中間に注入された試料は、グラフェン膜によって周辺環境から隔離されるものである。この技術によれば、非常に薄いグラフェンによって包み込まれたウエット試料を高い分解能によってＴＥＭ観察することが可能となるものであった。
【０００７】
しかしながら、上記の技術は、グラフェンを成長させて得られたグラフェン膜二層を貼り合わせ、そのグラフェン膜層に対してウエット試料の液滴をたらすことによって、グラフェン膜の周囲から二層間に液滴の一部を吸い取らせるものであるため、液滴の吸い取り状態を制御することができず、吸い取られた（包み込まれた）ウエット試料の位置や量などが安定しないものとなっていた。また、粘性を有するウエット試料、または細胞などのようにある程度の大きさを有するウエット試料を二層間に吸い取らせることは困難であるという問題点があった。
【０００８】
なお、前掲の非特許文献１は、窒化ケイ素によるチューブの一部（電子ビーム透過部分）を真空環境内において露出させる構成であることから、ウエット試料をチューブに供給するための手段（および排出するための手段）がチューブと一体的に構成されなければならず、しかも非常に微細な構造を要することから、その装置には高額な製造コストを要することとなり、結果的に高価な装置となっていた。
【０００９】
本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、ウエット試料を確実に封入でき、ＴＥＭによる観察を可能にし得るカプセルを安価に提供するとともに、そのための構成部材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明者らは、鋭意研究した結果、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム：Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術によって微細なカプセル構成部材を製造し得る方法を開発し、また、グラフェン膜によって真空状態の外部環境から内部環境を隔離させるとともに、確実にウエット試料を封入できるカプセルを製造し得ることを見出し、以下の各発明を完成させることに至ったものである。
【００１１】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材にかかる第１の発明は、基板の表面に単層または複数層に積層されたグラフェンにより形成されたグラフェン膜と、このグラフェン膜の裏面側の一部が露出するように前記基板を裏面から部分的に除去して形成された凹部とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材にかかる第２の発明は、構成部材にかかる第１の発明において、前記グラフェン膜が、前記基板の表面に積層された金属触媒膜上で成長させた単層または複数層のグラフェンによって形成されたものであり、前記凹部が、前記グラフェン膜を露出させるために前記金属触媒膜の一部を除去して形成されたものである。
【００１３】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材にかかる第３の発明は、基板の表面を端縁から適宜長さの範囲について部分的に除去して形成された２本の流路構成部と、この２本の流路構成部が一部で連続するように基板の表面を除去して形成された連続部と、この連続部の一部に単層または複数層に積層されたグラフェンにより形成されたグラフェン膜と、このグラフェン膜の裏面側の一部が露出するように前記基板を裏面から部分的に除去された凹部とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材にかかる第４の発明は、構成部材にかかる第３の発明において、２本の前記流路構成部が、相互に平行となるように形成されているものである。
【００１５】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材にかかる第５の発明は、構成部材にかかる第３または第４の発明において、前記グラフェン膜が、前記基板の表面に積層された金属触媒膜上で成長させた単層または複数層のグラフェンによって形成されたものであり、前記凹部が、前記グラフェン膜を露出させるために前記金属触媒膜の一部を除去して形成されたものである。
【００１６】
ウエット試料の封入用カプセルにかかる第１の発明は、構成部材にかかる第１または第２の発明を二つ用いて構成されるウエット試料の封入用カプセルであって、少なくとも一方の前記構成部材の凹部にウエット試料を充填し、他方の前記構成部材によって一方の構成部材の凹部を閉鎖するとともに、両構成部材の各グラフェン膜が相互に対向するように配置した状態で、両構成部材を一体化させてなることを特徴とするものである。
【００１７】
ウエット試料の封入用カプセルにかかる第２の発明は、第１の発明において、前記両構成部材が、該構成部材に形成された凹部を相互に対向する状態に配置され、両方の凹部によってウエット試料を封入してなることを特徴とするものである。
【００１８】
ウエット試料の封入用カプセルにかかる第３の発明は、構成部材にかかる第３ないし第５の発明のいずれかを二つ用いて構成されるウエット試料の封入用カプセルであって、前記両構成部材の流路構成部を合致させて流路を構成するとともに、前記グラフェン膜が相互に対向するように配置した状態で、両構成部材を一体化させてなることを特徴とするものである。
【００１９】
ウエット試料の封入用カプセルにかかる第４の発明は、第３の発明において、前記流路構成部によって構成される流路の一方に、ウエット試料を供給する供給側チューブの先端が挿入され、該流路の他方に、ウエット試料を排出する排出側チューブの先端が挿入され、前記両チューブとともに二つの前記構成部材を一体化しているものである。
【００２０】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材の製造方法にかかる第１の発明は、基板の表面に金属触媒膜を積層する触媒積層工程と、前記金属触媒膜の表面にグラフェンを単層または複数層に成長形成してグラフェン膜を積層するグラフェン成長工程と、前記グラフェン膜の裏面を露出するために前記基板の裏面側の一部をエッチングするグラフェン膜裏面露出工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２１】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材の製造方法にかかる第２の発明は、基板の表面を部分的にエッチングして二つの流路構成部を形成する流路構成工程と、前記二つの流路構成部の一部を連続させるべき領域の表面を低くして連続部を形成する連続部形成工程と、前記連続部の表面に金属触媒膜を積層する触媒膜積層工程と、前記金属触媒膜の表面にグラフェンを成長させてグラフェン膜を形成するグラフェン膜形成工程と、前記グラフェン膜の裏面を露出するために前記基板の裏面側の一部をエッチングするグラフェン膜裏面露出工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
ウエット試料の封入用カプセルの構成部材にかかる本発明によれば、この構成部材を使用することによって内部に中空部を有するカプセルを構成することが可能となる。これにより、当該中空部を利用することによってウエット試料を封入することが可能となり、カプセルを構成した場合、そのカプセル内の所定位置においてウエット試料を確実に保持させることができる。また、構成部材の表面側と裏面側とは、グラフェン膜のみによって隔離されることとなり、ＴＥＭ観察に供する場合においては、電子ビームの透過を良好な状態とすることができる。
【００２３】
また、ウエット試料の封入用カプセルにかかる本発明によれば、グラフェン膜で挟まれた空間にウエット試料を設置することができ、ＴＥＭ観察時における電子ビームの透過を良好にすることができるため、解析度の高い観察を可能にするものである。また、カプセルの内部と外部との境界はグラフェン膜が配置されることから、真空環境下においても境界面が変形するなどの状態を抑制することができる。そして、流路を構成したカプセルにかかる第３の発明によれば、当該流路を使用してウエット試料の供給および排出を可能にし、また、複数の試料をカプセル内で混合させることも可能となる。さらに、流路にチューブを挿入した構成のカプセルにかかる第４の発明によれば、当該流路にチューブを設置することによって、カプセルの内部空間と外部とを当該チューブによって連続させることが可能となり、例えば、ＴＥＭ観察中にカプセル内部にウエット試料を供給し、または、薬液等をウエット試料に供給するなど、条件を変化させつつＴＥＭ観察することも可能となる。
【００２４】
さらに、ウエット試料の封入用カプセルに使用する構成部材の製造方法にかかる本発明によれば、ＭＥＭＳ技術により微細な空間または流路等を形成することが可能であるから、比較的安価な構成部材を提供することができ、このような構成部材を使用することによって安価なカプセルを提供することができる。なお、構成部材の貼り合わせには、例えば、シール効果を有するエポキシ系の接着剤を使用することができ、市販されているものの中から選択されることとなるため、構成部材を安価に製造することにより、カプセル全体の製造コストを低額に抑えることが可能となる。流路にチューブを設置する場合においても、前述のように、シール効果を有する接着剤の使用により、流路とチューブとの間に生じ得る間隙を封止することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は、封入用カプセルの構成部材にかかる第１の実施形態を示す説明図である。（ｂ）は、ＩＢ−ＩＢ断面における切断部端面図である。
【図２】封入用カプセルにかかる第１の実施形態を示す説明図である。
【図３】封入用カプセルの構成部材にかかる第２の実施形態を示す説明図である。
【図４】（ａ）はＩＶＡ−ＩＶＡ断面における切断部端面図であり、（ｂ）は封入用カプセルにかかる第２の実施形態を示す説明図である。
【図５】封入用カプセルの実施形態について使用態様を示す説明図である。
【図６】封入用カプセルの実施形態について使用態様を示す説明図である。
【図７】封入用カプセルの構成部材の製造方法にかかる第１の実施形態を示す説明図である。
【図８】封入用カプセルの構成部材の製造方法にかかる第２の実施形態の前半の工程を示す説明図である。
【図９】封入用カプセルの構成部材の製造方法にかかる第２の実施形態の後半の工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。説明の便宜上、ウエット試料の封入用カプセルの構成部材かかる実施形態を説明した後、当該構成部材を使用する封入用カプセルにかかる実施形態を説明し、最後に個々の製造方法について説明することとする。
【００２７】
〔構成部材にかかる第１の実施形態〕
図１は、ウエット試料の封入用カプセルの構成部材（以下、単に「構成部材」と称する場合がある）にかかる第１の実施形態を示すものである。図１（ａ）は構成部材の斜視図であり、図１（ｂ）はＩＢ−ＩＢ断面における切断部端面図である。これらの図に示されているように、本実施形態の構成部材１は、基板１１の両面に積層された保護層１２，１３の片側（図中下側）１０ａの表面に金属触媒膜１４が積層され、さらに、その表面にグラフェン膜１５が積層されている。また、上記保護層１２，１３の他方（図中上側）１０ｂの表面には、保護層１３の一部が除去されるとともに、基板１１が部分的に除去され、さらに、他方の保護層１２および金属触媒膜１４が除去されるように凹部１６が形成され、グラフェン膜１５の裏面側１５ｂが露出するように構成されている。その結果、構成部材１の表裏の間は、グラフェン膜１５のみによって区切られた状態となり、グラフェン膜１５の表面側１５ａが外方に露出し、裏面側１５ｂが内方に露出している。
【００２８】
グラフェン膜１５は、基板１１の表面１０ａに転写する方法もあり得るが、基板１１との一体性および積層工程の容易性から、金属触媒膜１４を積層したうえで、グラフェンを成長形成することによって成膜された構成としている。なお、グラフェン膜１５は、グラフェンが単層の場合と複数層の場合とがあり得る。これは、グラフェン膜１５の全体が一様に同じ状態で成長する場合にほか、部分的に単層〜複数層が混在する場合もあり得る。そこで、複数層のグラフェンを成長させることにより、成長率の小さい部分においても少なくとも単層のグラフェンを形成させることができるのである。そして、単層〜３層の範囲内となるようにグラフェンを成長させることによって、基板１１の表面（金属触媒膜１４の表面）のほぼ全体にグラフェンが成長され、グラフェン膜１５を形成させることができるものである。
【００２９】
ここで、基板１１としてはシリコン基板を使用することができ、保護層１２，１３は酸化シリコン膜によって構成することができる。この酸化シリコン膜による保護層１２，１３は、エッチングにより基板１１を除去する際に、エッチングすべき領域以外の面を保護するために設けられている。そして、この保護層１２，１３は、エッチング終了後に除去してもよいが、本発明の趣旨によれば、これを除去することなく、これに重ねて成膜することができる。そこで、本発明では、単に基板の表面または裏面に積層されると表現する場合においては、上記保護層１２，１３を除去した状態で直接基板に積層する場合のほか、当該保護層１２，１３を残存させた状態において積層される場合をも含むことを意味するものである。
【００３０】
また、基板１１として、面方位（１００）のシリコン基板を使用することにより、凹部１６を形成する際、異方性エッチングによって（１１１）に沿ったエッチング面が形成され、角錐状の凹部１６を形成することが可能となる。このように、凹部１６を角錐状に形成することにより、封入すべきウエット試料が供給される際、その底面に位置するグラフェン膜１５へ案内させることができ、ウエット試料の封入位置を特定することができる。
【００３１】
〔カプセルにかかる第１の実施形態〕
図２は、上述した構成部材にかかる第１の実施形態を使用したウエット試料の封入用カプセル（以下、単に「カプセル」と称する場合がある）の実施形態を示す図である。図２（ａ）は、同じ構造の二つの構成部材１Ａ，１Ｂを同じ向きとして積層した状態を示し、図２（ｂ）は、片方の構成部材１Ｂを反転させて積層した状態を示している。なお、いずれの状態による積層においても、特に図示していないが、両構成部材１Ａ，１Ｂの当接部分は、その外周全体に樹脂製シール剤（エポキシ樹脂等の接着力あるシール剤）が塗布され、両者を強固に接着しつつ、当接部分における緊密性を確保しているものである。
【００３２】
そこで、まず、図２（ａ）に示されるカプセル１０１について説明する。同図に示されているように、このカプセル１０１は、二つの構成部材１Ａ，１Ｂが、同じ構造の構成部材１Ａ，１Ｂを同じ向きで、厚さ方向に積層したものである。すなわち、一方の構成部材（第１の構成部材）１Ａの凹部１６Ａの開口を、他方の構成部材（第２の構成部材）１Ｂのグラフェン膜１５Ｂで閉鎖するように積層されているのである。このような積層状態において両構成部材１Ａ，１Ｂを一体化することにより、第１の構成部材１Ａに形成された凹部１６Ａが、当該構成部材１Ａのグラフェン膜１５Ａと、第２の構成部材１Ｂのグラフェン膜１５Ｂとで密閉されることとなる。また、積層される二つの構成部材１Ａ，１Ｂは同じ構造であることから、積層された両者１Ａ，１Ｂに形成される両グラフェン膜１５Ａ，１５Ｂは、当該凹部１６Ａを挟んで相互が対向した状態となり、しかも、一体化された状態のカプセル１０１の厚さ方向に、二つのグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂが並んで配置された状態となっている。
【００３３】
上記のような構成から、両構成部材１Ａ，１Ｂを一体化した状態においては、第１の構成部材１Ａに形成される凹部１６Ａは中空状態となり、この中空部分にウエット試料を封入させることができることとなる。従って、現実に使用する場合は、上記凹部１６Ａにウエット試料を入れた状態で両構成部材１Ａ，１Ｂが一体化されることとなる。また、この中空部分は二つのグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂによって外部から隔離されることとなり、ウエット試料を外部へ漏洩させないように封入することができるものである。さらに、ＴＥＭ観察に供する場合においては、上記二つのグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂは、対向した位置に配置されていることから、片方のグラフェン膜（例えば、第２の構成部材１Ｂのグラフェン膜１５Ｂ）の外方から電子ビームを照射した場合、このグラフェン膜１５Ｂを透過した電子ビームは、ウエット試料に照射され、さらに、透過した電子ビームは、反対側のグラフェン膜（例えば、第１の構成部材１Ａのグラフェン膜１５Ａ）を透過して外方に放出することとなる。
【００３４】
なお、上記構成の場合には、第２の構成部材１Ｂに形成した凹部１６Ｂはウエット試料の封入には寄与しないものであるが、当該凹部１６Ｂが開口した状態で形成されていることから、この凹部１６Ｂを、ＴＥＭ観察時の電子ビームの照射位置の目印として利用し、さらには、微細な外部環境変更材料（磁性体など）をウエット試料に接近させた際のウエット試料の観察などに利用することもできる。なお、密閉された凹部１６Ａを挟んで両グラフェン膜１５Ａ，１５Ｂが配置されることから、両グラフェン膜１５Ａ，１５Ｂの距離を接近させた状態とすることができる。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示されるカプセル１０２について説明する。同図に示されているように、このカプセル１０２は、同じ構造の二つの構成部材１Ａ，１Ｂのうち、一つの構成部材（第１の構成部材に対して第２の構成部材）１Ｂを反転させて、厚さ方向に積層したものである。このような構成においては、二つの構成部材１Ａ，１Ｂに形成した凹部１６Ａ，１６Ｂが連続した状態で、一つの大きい中空部を構成することとなり、この両凹部１６Ａ，１６Ｂを同時に、両構成部材１Ａ，１Ｂのグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂによってその全体が閉鎖されることとなるものである。この構成によれば、各構成部材１Ａ，１Ｂが薄肉に構成され、それぞれの凹部１６Ａ，１６Ｂが比較的小さく形成される場合であっても、二つが総合されて比較的大きい中空領域を形成することが可能となり、ウエット試料を封入するための容積を大きくすることができる。
【００３６】
この場合においても、中空部分は、両方の構成部材１Ａ，１Ｂのグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂによって外部から隔離されることとなる。また、両構成部材１Ａ，１Ｂは同じ構造であることから、一体化されたカプセル１０２の厚さ方向の両側に、対向する状態でグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂを配置することができる。また、このグラフェン膜１５Ａ，１５Ｂが、凹部１６Ａ，１６Ｂの側に露出する位置を対称とする（例えば、平面視において中央に配置する）ことにより、一体化したときの両グラフェン膜１５Ａ，１５Ｂはカプセル１０２の厚さ方向に並んだ状態で配置することができることとなり、前述のように、ＴＥＭ観察時における電子ビームの透過が可能となる。
【００３７】
〔構成部材にかかる第２の実施形態〕
次に、構成部材にかかる第２の実施形態について説明する。図３は、構成部材の第２の実施形態を示す図である。図３（ａ）は、表面側を上向きとし、図３（ｂ）は、裏面側を上向きとした状態を示している。
【００３８】
まず、図３（ａ）に示されているように、本実施形態の構成部材２は、基板２１の両面に保護層２２，２３が積層された状態において、その表面２０ａに二本の流路構成部２７，２８が形成され、また、この両流路構成部２７，２８を連続させる連続部２９が形成されている。さらに、流路構成部２７，２８および連続部２９を含む表面２０ａには、金属触媒膜２４が積層され、その表面にグラフェン膜２５が積層されている。
【００３９】
流路構成部２７，２８は、基板２１の端縁２０ｃから反対端縁２０ｄに向かう方向Ｘに沿って長尺に形成され、本実施形態では、流路構成部２７，２８の長手方向を、ともに当該方向Ｘに平行な状態としている。また、両流路構成部２７，２８は、片方の端縁２０ｃにおいて開口しており、他方の端縁２０ｄには到達しない（開口しない）状態の長さで設けられている。このとき形成される開口部２７ａ，２８ａは、カプセル構成時（後述）において当該カプセルの外部との通液等を可能にするためのものである。
【００４０】
なお、図３（ａ）には、流路構成部２７，２８を開口部２７ａ，２８ａから離れたところで、幅狭に形成しており、そのため、幅方向内向きに突出する部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が形成されているが、これは、カプセル構成時において、外部との通液等のためにチューブを挿入する際のストッパとして機能させるためのものである。従って、この種のストッパＳ１〜Ｓ４が不要である場合には、流路構成部２７，２８の幅を均一な状態で構成してもよい。また、この突出部分Ｓ１〜Ｓ４をストッパとして機能させるためには、その形状は構成可能な形状に適宜変更可能であり、従ってテーパ状に形成してもよいものである。
【００４１】
連続部２９は、上記流路構成部２７，２８の一部が連続するように設けられるものであり、その連続部２９が形成される領域では、前記保護層２２が他の領域に比較して薄肉に形成されている。そして、流路構成部２７，２８および周辺領域を含む表面２０ａの全体に、金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５が形成される結果、連続部２９の表面は、周辺領域より低位で、かつ、流路構成部２７，２８よりも浅い状態で形成されている。この連続部２９深さは保護層２２の膜厚によって決定されることとなるから、当該保護層２２の膜厚を調整することにより適宜変更が可能である。
【００４２】
ところで、図３（ｂ）に示されているように、本実施形態の裏面２０ｂには、凹部２６が形成されている。この凹部２６は、前記連続部２９に形成したグラフェン膜２５を裏面２０ｂの側に露出させるためのものである。すなわち、表面２０ａの側（図３（ａ）参照）には保護層２２および金属触媒膜２４が存在しているが、裏面２０ｂの側では、凹部２６の底面はグラフェン膜２５の裏面側が露出した状態となっている。
【００４３】
この状態の詳細を図４（ａ）に示している。この図は、図３（ａ）のＩＶＡ−ＩＶＡ断面における切断部端面図である。この図に示されるように、グラフェン膜２５の表面側２５ａは構成部材２の表面２０ａにおいて露出し、グラフェン膜２５の裏面側２５ｂは、構成部材２の裏面２０ｂにおいて露出しているのである。従って、本実施形態の構成部材２０では、表面２０ａの側と裏面２０ｂの側とは、グラフェン膜２５によって隔離される状態となっているのである。なお、本実施形態における凹部２６についても、基板２１として、面方位（１００）のシリコン基板を使用することにより、異方性エッチングによって（１１１）に沿ったエッチング面が形成されることとなり、結果的に凹部２６を角錐状に形成することが可能である。
【００４４】
〔カプセルにかかる第２の実施形態〕
カプセルにかかる第２の実施形態を図４（ｂ）に示す。本実施形態は、上述の構成部材にかかる第２の実施形態を使用するものであって、同じ構成の二つの構成部材２Ａ，２Ｂを積層した状態で一体化してなるものである。この一体化には、第１の実施形態と同様に接着性を有するシール剤が使用されるが、両構成部材２Ａ，２Ｂが張り合わされる境界部分については、さらに外部からシール剤を塗布して気密性よく間隙を閉鎖させることができる。なお、流路構成部の開口部については後述する。
【００４５】
ここで、一体化されてなる本実施形態のカプセル２００は、両構成部材２Ａ，２Ｂのうち、一方の構成部材（第１の構成部材）２Ａの表面（流路構成部が形成されている面２０ａ（図４（ａ）参照））に他方の構成部材（第２の構成部材）２Ｂの表面（同様に流路構成部が形成されている面２０ａ（図４（ａ）参照））を対向させるように、第２の構成部材２Ｂを反転させて積層している。このような状態で積層され一体化されることによって、両構成部材２Ａ，２Ｂに形成される両グラフェン膜２５Ａ，２５Ｂは、それぞれ表面側が相互に対向するように配置され、また、流路構成部２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂも対向する状態となる。
【００４６】
このように、流路構成部２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂがそれぞれ対向して一体となることによって、流路Ｒ１，Ｒ２が二つ形成されることとなる。また、グラフェン膜２５Ａ，２５Ｂは、周辺領域よりも低位に配置されていることから、両グラフェン膜２５Ａ，２５Ｂの対向する面の間には、間隙が形成されることとなり、これが連続流通部Ｒ３として機能することとなる。すなわち、カプセル２００の内部に形成される二つの流路Ｒ１，Ｒ２は、その一部が連続流通部Ｒ３によって連続され、一方の流路Ｒ１からウエット試料を流入させる場合、このウエット試料を連続流通部Ｒ３に到達させることができ、さらに、この連続流通部Ｒ３を通過したウエット試料を他方の流路Ｒ２から排出させることが可能となるのである。これにより、カプセル２００の内部に連続してウエット試料を供給することができる経路を形成し得るのである。
【００４７】
また、両構成部材２Ａ，２Ｂの凹部２６Ａ，２６Ｂは、それぞれのグラフェン膜２５Ａ，２５Ｂの裏面側を露出させていることから、カプセル２００の両面において当該グラフェン膜２５Ａ，２５Ｂの裏面が露出しており、その表面側（カプセル２００の内部側）には、連続流通部Ｒ３が形成される構成となっている。
【００４８】
本実施形態は上記のような構成であるから、二つの構成部材２Ａ，２Ｂに形成される二つのグラフェン膜２５Ａ，２５Ｂによって連続流通部Ｒ３が構成されていることにより、当該連続流通部Ｒ３が形成される領域は、当該二つのグラフェン膜２５Ａ，２５Ｂによって外部から隔離されることとなる。また、この連続流通部Ｒ３は二つの流路Ｒ１，Ｒ２に連続していることから、流路Ｒ１，Ｒ２の開口部を閉鎖することにより、内部空間を密閉することができる。
【００４９】
このような構成により、本実施形態をＴＥＭ観察に使用する場合には、順次異なるウエット試料を供給しつつ連続した観察を行うことができるほか、予め供給したウエット試料に対し、特定の薬液を投与しつつ、その変化を観察することも可能となる。また、流路Ｒ１，Ｒ２を利用してウエット試料を供給した後に、流路Ｒ１，Ｒ２の開口部を閉鎖することにより、密閉された空間内にウエット試料を封入することができ、この状態でＴＥＭ観察に供することも可能となる。
【００５０】
また、二つのグラフェン膜２５Ａ，２５Ｂは、対向した位置に配置されていることから、ＴＥＭ観察に際して、片方のグラフェン膜（例えば、２５Ｂ）の外方から電子ビームを照射した場合、このグラフェン膜２５Ｂを透過した電子ビームは、ウエット試料に照射され、さらに、透過した電子ビームは、反対側のグラフェン膜（例えば、グラフェン膜２５Ａ）を透過して外方に放出することとなる。
【００５１】
〔カプセルにかかる第３の実施形態〕
次に、カプセルにかかる第３の実施形態について説明する。図５は第３の実施形態を示す図である。この図に示されるように、本実施形態のカプセル３００は、前記第２の実施形態と同様に、同種の二つの構成部材２Ａ，２Ｂを積層した状態で一体化してなり、さらに、その流路Ｒ１，Ｒ２にチューブＣ１，Ｃ２を挿入したものである。このように、流路Ｒ１，Ｒ２の開口部分は、チューブＣ１，Ｃ２を装着することにより、また、そのチューブＣ１，Ｃ２と流路Ｒ１，Ｒ２に生ずる微細な間隙をシール剤等で閉塞することにより、流路Ｒ１，Ｒ２および連続流通部Ｒ３（図４（ｂ）参照）は、チューブＣ１，Ｃ２を介して外部と連通することとなる。なお、シール剤は、前記チューブＣ１，Ｃ２と流路Ｒ１，Ｒ２との間隙を閉塞するために使用するほか、前記二つの構成部材２Ａ，２Ｂを一体化する際にも使用し、さらに、両構成部材２Ａ，２Ｂが張り合わされる境界部分についても、外部から塗布して気密性よく間隙を閉鎖するためにも使用される。このように、カプセル３００の周辺外部とは隔離されることとなることとなるから、カプセル３００の内部空間は周辺外部と隔離しつつ、上記チューブＣ１，Ｃ２を介することによってウエット試料を内部に供給することができ、また、内部のウエット試料の排出を可能にすることができる。なお、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、二つの構成部材２Ａ，２Ｂの凹部２６Ａ，２６Ｂ（図５中に２６Ａは表示していない）は、それぞれのグラフェン膜の裏面側を露出させる状態となっており、カプセル３００の内部側には、連続流通部が形成される状態となっている。
【００５２】
ところで、本実施形態をＴＥＭ観察に供する場合には、使用されるチューブＣ１，Ｃ２は、一部が真空環境下に配置されることとなることから、適宜な剛性を有するものが使用される。例えば、ヴィクトレックス・ピーエルシー社製のＰＥＥＫ（登録商標）Ｔｕｂｉｎｇを使用することができる。チューブＣ１，Ｃ２のサイズは、カプセル３００の大きさ、特に流路Ｒ１，Ｒ２の大きさによって適宜選択されるが、その概略を示せば、カプセル３００が縦横４ｍｍ、厚さ４００μｍの四角柱状である場合、管径３６０μｍ程度を使用することができる。
【００５３】
また、流路Ｒ１，Ｒ２とチューブＣ１，Ｃ２との間に間隙を生ずる場合は、シール剤を使用して当該間隙を閉塞することができる。このシール剤は、構成部材２Ａ，２Ｂを一体化する際に、その当接境界部分に使用されるものと同じものが使用される。すなわち、両者の一体化とともに、チューブＣ１，Ｃ２の一体化を同時に行うのである。ここで使用されるシール剤は、構成部材２Ａ，２Ｂが強固に固着され、また、チューブＣ１，Ｃ２が固着されるように、接着力を有するものが使用される。例えば、アジレント・テクノロジーズ・インコーポレイテッド社製のＴＯＲＲ  ＳＥＡＬ（登録商標）を使用することができる。
【００５４】
〔カプセルの使用態様〕
次に、チューブＣ１，Ｃ２を含むカプセル３００をＴＥＭホルダに設置する状態を説明する。図６は、設置状態の概略を示す図である。この図に示されているように、チューブＣ１，Ｃ２はＴＥＭホルダＴＨの内部に埋設され、その先端付近において外部に突出し、さらに、先端がカプセル３００に連結されている。ＴＥＭホルダＴＨの先端周辺は真空領域Ｖに設置されることから、チューブＣ１，Ｃ２がＴＥＭホルダＴＭから突出する部分にリング状のシール部材ＳＲが介在されている。カプセル３００は、電子ビーム（矢印）が照射される位置に、グラフェン膜露出領域（凹部２６Ａ，２６Ｂが形成される部分）を設置し、その内部に供給されるウエット試料に電子ビームを照射させることとなる。
【００５５】
このような使用態様により、真空領域Ｖに設置されたカプセル３００に対し、外部からウエット試料を供給し、また、カプセル３００からウエット試料を排出させつつＴＥＭ観察を可能にすることができる。また、カプセル３００の内部に残置させたウエット試料に対して薬液等を供給して、その変化を観察することも可能となる。なお、供給側のチューブＣ１を介してカプセル３００にウエット試料や薬液等を供給する際、排出側のチューブＣ２は、これらの内部に充満する空気を排気して供給を容易にする機能をも兼ねている。
【００５６】
〔製造方法にかかる第１の実施形態〕
まず、前述した構成部材にかかる第１の実施形態の製造方法について説明する。図７は、図１（ｂ）に示した切断部端面図によって製造過程を示している。この図に示されているように、基板１１の両面に保護層１２，１３を積層する（図７（ａ））。基板１１は、例えばシリコン基板を使用することができ、保護層１２，１３は、熱酸化によりシリコン酸化膜を形成することができる。この保護層１２，１３は、基板１１に凹部１６を形成する際の保護を目的としている。
【００５７】
次に、裏面１０ｂに凹部１６を形成するための工程を行う（図７（ｂ）,（ｃ））。凹部１６は、基板１１をエッチングして形成するが、まず、凹部１６を形成すべき領域の保護層１３をエッチングによって除去し（図７（ｂ））、さらに、基板１１をエッチングして当該領域の基板１１に凹部１６を形成する。保護層１３のエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によることができ、基板１１のエッチングは、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）を使用するウエットエッチング法によることができる。このとき、基板１１を面方位（１００）のシリコン基板を使用することにより、結晶異方性エッチングを行うことによって（１１１）面に沿ったエッチング面を形成させ、角錐状の凹部２６を形成することができる。
【００５８】
次に、図７（ｄ）に示すように、基板１１（保護層１２，１３を含む）の表裏を反転させ、その表面１０ａの側（保護層１２の表面）に金属触媒膜１４を積層する（触媒積層工程）。この触媒積層工程で積層される金属触媒としては、ニッケルや銅などのように、表面に三角格子を持つものが使用される。この種の金属により触媒能を得ることができる。金属触媒の積層は、例えば、蒸着法またはスパッタ法を使用することができる。さらに、金属触媒膜１４の表面に当該金属を触媒としてグラフェンを成長形成させ（図７（ｅ））、グラフェン膜１５を積層する（グラフェン成長工程）。グラフェンの成長には、化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によることができる。具体的には、炭化水素ガスを使用し、これを熱分解および触媒による分解によって得られる炭素原子をエピタキシャル成長させる方法（熱分解ＣＶＤ法）により、グラフェンを単層から複数層（３層程度）に成長形成させることができる。炭化水素ガスとしては、メタン、アセチレン、アルコールなどがあり、金属触媒膜１４を１０００°Ｃ程度に加熱することにより熱分解能を得ることができる。なお、保護層１２を除去せずに金属触媒膜１４を積層するのは、当該金属触媒膜１４が基板１１から剥離することを防止するためである。すなわち、基板１１がシリコン基板であり、金属触媒膜１４がニッケルの場合には、基板１１から金属触媒膜１４が剥離する場合もあり得るが、シリコン酸化膜による保護層１２に金属触媒膜１４を積層することにより、金属触媒膜１４が容易に剥離しないようにすることができるのである。
【００５９】
最後に、図７（ｆ）に示されるように、基板１１（保護層１２，１３を含む）の表裏を再度反転させ、裏面１０ｂの側において、凹部１６の底部に残存する保護層１２の一部および金属触媒層１４の一部をエッチングによって除去する（グラフェン膜裏面露出工程）。保護層１２のエッチングには、例えば、前記と同様に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によることができるほか、希フッ酸（ＤＨＦ）によるウエットエッチング法によることができる。また、金属触媒膜１４のエッチングには、例えば、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）の水溶液を使用したウエットエッチングによることができる。
【００６０】
このようにして凹部１６の底部に残存されていた保護層１２および前工程で積層された金属触媒膜１４を除去することによって、グラフェン膜１５の裏面側が凹部１６の底部において露出することとなり、構成部材１が製造されることとなる。なお、本実施形態で使用される基板１１としては、縦横が４ｍｍで厚さが２００〜３００μｍの微細な四角柱状のものを予定していることから、基本的にＭＥＭＳ技術が用いられている。また、逐次説明していないが、積層時およびエッチング時において、その対象としない領域は、フォトリソグラフィまたはマスキング等により被覆したうえで、選択的に蒸着等およびエッチングが行われるものである。
【００６１】
〔カプセルの製造方法〕
上記のようにして製造された構成部材１は、これらを２個使用し、図２に示したように、厚さ方向に積層させ、両者の境界部分には、接着力を有するシール剤が塗布されることによって一体化することができ、これによりカプセルを製造することができる。なお、シール剤としては、例えば、前述したアジレント・テクノロジーズ・インコーポレイテッド社製のＴＯＲＲ  ＳＥＡＬ（登録商標）などを使用することができる。
【００６２】
〔製造方法にかかる第２の実施形態〕
次に、前述した構成部材にかかる第２の実施形態の製造方法について説明する。この製造過程のうち前半の工程を図８に、後半の工程を図９に示す。本実施形態では、基本的な工程としては、第１の実施形態と同様であるが、流路構成部２７，２８および連続部２９を構成する工程が相違している。そこで、まず、図８（ａ）に示すように、基板２１の両面に保護層２２，２３を積層する。本実施形態においても、基板２１としては、例えば、シリコン基板を使用することができ、この場合、保護層２２，２３は、熱酸化によりシリコン酸化膜を成膜することにより形成することができる。
【００６３】
次に、図８（ｂ）に示すように、基板２１の表面２０ａの側の保護層２２を部分的にエッチングし、さらに基板２１をエッチングすることにより流路構成部の基礎部分２７ａ，２８ａを形成する（流路構成工程）。保護層２２のエッチングには、第１の実施形態と同様に、例えば、ＲＩＥ法によることができ、また、基板２１のエッチングには、例えば、誘導結合型プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  ＲＩＥ）法により矩形にエッチングすることができる。
【００６４】
次に、図８（ｃ）および（ｄ）に示すように、裏面２０ｂに凹部２６を形成する。このとき、基板２１の表裏２０ａ，２０ｂを反転させ、保護層２３の一部をエッチングによって除去し、当該部分から結晶異方性エッチングにより角錐状の凹部２６を形成するものである。この形成工程は第１の実施形態と同様である。
【００６５】
そして、図８（ｅ）に示すように、再び基板２１の表裏２０ａ，２０ｂを反転させ、保護層２２の一部（連続部を形成すべき領域）の表面を除去し、当該保護層２１を部分的に薄膜化し連続部の基礎部分２９ａを形成する（連続部形成工程）。このとき、フォトリソグラフィにより除去する領域以外をフォトレジストで被覆し、当該除去領域をＲＩＥ法によりエッチングすることで、保護膜（シリコン酸化膜）２２を薄膜化することができる。このように、連続部の基礎部分２９ａを薄膜化することにより、その表面の高さは周辺領域よりも低位となることから、両流路構成部の基礎部分２７ａ，２８ａに連続する部分を形成することができるのである。
【００６６】
その後、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、基板２１の表面２０ａの側に露出される表面に金属触媒膜２４を積層し（触媒膜積層工程）、さらに、その表面にグラフェン膜２５を形成する（グラフェン膜形成工程）。金属触媒膜２４の積層には、蒸着法またはスパッタ法によることができ、使用する金属としては、第１の実施形態と同様にニッケルや銅などが使用される。グラフェンの成長形成についても、前述と同様に熱分解ＣＶＤ法によって行うことができる。なお、金属触媒膜２４を薄膜化した保護層２２に積層することによって、少なくとも連続部の基礎部分２９ａにおける金属触媒膜２４の剥離を防止している。流路構成部の基礎部分２７ａ，２８ａの表面には保護膜を形成させていないが、これは、剥離可能にする意味ではない。すなわち、製造後（特に、カプセル構成の状態）において、連続部の基礎部分２９は、表裏を隔てるグラフェン膜を支持するための機能を発揮させる必要があることから、外力による剥離を防止するために、特に強力に積層させる必要があるためである。従って、流路構成部の基礎部分２７ａ，２８ａのように、外力が作用する可能性の低い個所については、特に、保護膜を形成させていないのである。
【００６７】
このように、基板２１の表面２０ａの側の表面全体に金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５を積層することにより、流路構成部の基礎部分２７ａ，２８ａ（図８（ｅ）参照）の底面にも金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５が積層され、最終的な流路構成部２７，２８が形成される（図９（ｂ）参照）。また、連続部の基礎部分２９ａ（図８（ｅ）参照）についても最終的な連続部２９が形成されることとなる（図９（ｂ）参照）。ここで、連続部２９は、その基礎部分２９ａが周辺領域よりも低位に構成されていたため（図８（ｅ）参照）、周縁領域とともに連続部の基礎部分２９ａの表面に金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５が積層されることによって、各領域表面の相対的な高さの差は維持されることとなる（図９（ｂ）参照）。
【００６８】
最後に、図９（ｃ）および（ｄ）に示すように、基板２１の表裏２０ａ，２０ｂを再度反転させたうえで、裏面２０ｂに形成した凹部２６の底部に残存する保護層２２と金属触媒膜２４とを除去し、グラフェン膜２５の裏面側を露出させることとなる（グラフェン膜裏面露出工程）。この除去の方法は、前述の第１の実施形態と同様である。以上のようにして、第２の実施形態の構成部材２を製造することができるのである。
【００６９】
〔カプセルの製造方法〕
上記のようにして製造された構成部材２は、これらを２個使用し、図４（ｂ）に示したように、対称な状態で対向させつつ厚さ方向に積層させ、シール剤を両者の境界部分に塗布して一体化させことができる。このとき、内部には適宜空間（流路Ｒ１，Ｒ２および連続流通部Ｒ３）が形成されたカプセル状に構成することができるものである。なお、前記カプセル状に構成することによって形成される流路Ｒ１，Ｒ２には、図５に示したように、チューブの先端を挿入した状態としてもよい。また、一体化のために使用するシール剤としては、前述したものと同様のシール剤を使用することができる。
【００７０】
〔その他の態様〕
本発明の実施形態は、上記に示したとおりであるが、上記実施形態は一例であって、本発明がこれらに限定される趣旨ではない。従って、これらを適宜変形する実施形態とすることは可能である。例えば、構成部材にかかる第２の実施形態において、基板２１の表面２０ａの側には、その表面全体に金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５が積層されているが、当該構成部材２を使用して構成されるカプセル２００の構造上、連続部２９の表面にのみグラフェン膜２５が形成されれば、外部との隔離を可能にすることができる。従って、上記第２の実施形態において、金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５は、連続部２９にのみ積層するような構成としてもよい。
【００７１】
上記のような構成とする場合には、製造方法にかかる第２の実施形態において、連続部の基礎部分２９ａのみに金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５を積層させることとなる。このとき少なくとも金属触媒膜２４を成膜する際に、当該基礎部分２９ａを除く領域には適宜材料によりマスキング等を行うこととなる。さらに、金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５が積層された連続部２９の表面の高さが周辺領域よりも低位となるように、予め保護層２２のエッチングの程度を調整し、また、金属触媒膜２４およびグラフェン膜２５の膜厚が調整されることとなる。
【００７２】
また、構成部材にかかる実施形態において、凹部１６，２６を異方性エッチングによって角錐状に形成したものを例示したが、この凹部１６，２６を設ける趣旨は、グラフェン膜の裏面側を露出させ、作製されるカプセルの内部と外部とをグラフェン膜によって隔離するためである。従って、エッチングにより形成される形状は、角錐状に限定されるものではなく、他の形状にエッチングしたものであってもよい。ただし、グラフェン膜の露出面積を最小限にすることによって、剛性を維持するなどの目的で、凹部の開口部断面積よりも底面部断面積を小さくする場合には、異方性エッチングによることが好適である。
【００７３】
さらに、使用する材料、加工条件等についても例示したが、他の材料を使用し、また、他の条件により加工することができることは言うまでもない。すなわち、表面に特定の材料を積層する場合には、所定材料を堆積させる方法を適宜選択して利用することができ、エッチング方法についても、個々に示したエッチング方法に限定されず他の方法を使用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１，２，３  構成部材
１０ａ，２０ａ  基板表面
１０ｂ，２０ｂ  基板裏面
１１，２１  基板
１２，１３，２２，２３  保護層
１４，２４  金属触媒膜
１５，２５  グラフェン膜
１６，２６  凹部
２７，２８  流路構成部
２９  連続部
１００，２００，３００  カプセル
Ｒ１，Ｒ２  流路
Ｒ３  連続流通部
Ｃ１，Ｃ２  チューブ
ＴＨ  ＴＥＭホルダ
ＳＲ  シール部
Ｖ  真空領域
【図１】
2014229401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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