(57)【要約】  本発明は、負性微分抵抗を有する、０、１、２、及び３次元のナノ構造、及びこれらのナノ構造を作るための方法である。本発明によるナノ構造は、特にナノエレクトロニクスの分野において用いられる。このナノ構造は、炭化ケイ素基板（３０）の表面上の、少なくとも１つの構造（３２）、又は上記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数であって、上記構造が、量子接続パッドと、原子セグメントと、原子ラインと、集合体とから選択されるような、少なくとも１つの構造（３２）、又は上記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数と、少なくとも１つの金属堆積（３４）であって、この金属堆積が、上記少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の上記少なくとも１つの複数、又は少なくとも２つのこれら０、１、２、又は３次元の構造の組合せの構造を覆う、少なくとも１つの金属堆積（３４）とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負性微分抵抗を有するナノ構造において、該ナノ構造が、
−  炭化ケイ素基板（２、２４、３０）の表面上の、少なくとも１つの構造（４、８、１２、２６、３２）、又は該少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数であって、該構造が、量子ドットと、原子セグメントと、原子ラインと、クラスタとから選択されるような、少なくとも１つの構造（４、８、１２、２６、３２）、又は該少なくとも１つの構造の該少なくとも１つの複数と、
−  少なくとも１つの金属堆積（６、１４、２８、３４）であって、該金属堆積が、該少なくとも１つの構造、又は該少なくとも１つの構造の該少なくとも１つの複数、又は２つ以上の該構造の組合せの構造を覆う、少なくとも１つの金属堆積（６、１４、２８、３４）とを含むことを特徴とする、負性微分抵抗を有するナノ構造。
【請求項２】
各構造が量子ドット（２６、３２）である、請求項１によるナノ構造。
【請求項３】
各構造が原子ライン（４、８、１２）である、請求項１によるナノ構造。
【請求項４】
各構造が原子セグメントである、請求項１によるナノ構造。
【請求項５】
該金属堆積（６、１４、２８、３４）が、１単原子層から５単原子層の範囲の厚さを有する、請求項１から４までのうちのいずれかによるナノ構造。
【請求項６】
該構造がケイ素から構成される、請求項１から５までのうちのいずれかによるナノ構造。
【請求項７】
該構造が炭素から構成される、請求項１から５までのうちのいずれかによるナノ構造。
【請求項８】
該炭化ケイ素が、立方構造を有する、請求項１から７までのうちのいずれかによるナノ構造。
【請求項９】
該表面が、立方炭化ケイ素基板の（１００）表面である、請求項８によるナノ構造。
【請求項１０】
該金属が、ｄ帯が充満状態である金属と、アルカリ金属と、遷移金属と、アルカリ土類金属と、希土とから選択される、請求項１から９までのうちのいずれかによるナノ構造。
【請求項１１】
該金属が銀である、請求項１０によるナノ構造。
【請求項１２】
負性微分抵抗を有するナノ構造を作るための方法において、該方法が、
−  炭化ケイ素基板（２、２４、３０）の表面上に、少なくとも１つの構造（４、８、１２、２６、３２）、又は該少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数が形成されるステップであって、該構造が、量子ドットと、原子セグメントと、原子ラインと、クラスタとから選択されるような、少なくとも１つの構造（４、８、１２、２６、３２）、又は該少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数が形成されるステップと、
−  金属（６、１４、２８、３４）が該表面上に堆積されるステップであって、該堆積は、該金属が、該少なくとも１つの構造、又は該少なくとも１つの構造の該少なくとも１つの複数、又は２つ以上の該構造の組合せの構造を覆うまで行われる、金属（６、１４、２８、３４）が該表面上に堆積されるステップとを含むことを特徴とする、負性微分抵抗を有するナノ構造を作るための方法。
【請求項１３】
各構造が量子ドット（２６、３２）である、請求項１２による方法。  
【請求項１４】
各構造が原子ライン（４、８、１２）である、請求項１２による方法。  
【請求項１５】
各構造が原子セグメントである、請求項１２による方法。  
【請求項１６】
該金属堆積の厚さが、この金属の１単原子層から５単原子層に相当する、請求項１２から１５までのうちのいずれかによる方法。
【請求項１７】
該構造がケイ素から構成される、請求項１２から１６までのうちのいずれかによる方法。
【請求項１８】
該構造が炭素から構成される、請求項１２から１６までのうちのいずれかによる方法。
【請求項１９】
該炭化ケイ素が、立方構造を有する、請求項１２から１８までのうちのいずれかによる方法。
【請求項２０】
該表面が、立方炭化ケイ素基板の（１００）表面である、請求項１９による方法。
【請求項２１】
該金属が、ｄ帯が充満状態である金属と、アルカリ金属と、遷移金属と、アルカリ土類金属と、希土とから選択される、請求項１２から２０までのうちのいずれかによる方法。
【請求項２２】
該金属が銀である、請求項２１による方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
技術分野
本発明は、負性微分抵抗（ＮＤＲ）を有するナノ構造及びこれらのナノ構造を作るための方法に関する。
【０００２】
本発明は、ナノエレクトロニクスの分野に特に適合する。本発明は特に、１次元のエサキダイオードのように挙動する構造を原子スケールで得るのを可能にする。
【０００３】
従来技術
在来型のトンネルダイオード、すなわちエサキダイオードは概して、電子の減少したｐ型の半導体材料と電子の強化されたｎ型の半導体材料とから構成される。ＳＣＲと称される空間電荷領域がこれら両方の材料の間の接合部に生じる。
【０００４】
トンネル効果を得るためには、次の条件が満足される必要があることが認識されている。すなわち、（ａ）フェルミ準位が、ｐ側の価電子帯内に、そしてｎ側の伝導帯内に存在すべきである、（ｂ）トンネル効果による通り抜け確率が十分であるように空間電荷領域の厚さが十分に小さくあるべきである、そして（ｃ）伝導帯と価電子帯とにおいてそれぞれに、同一のエネルギーで電子及び正孔が利用可能でなければならない、という条件である。
【０００５】
エサキ・ダイオードはこうして、負性微分抵抗、又はＮＤＲを有する。すなわち、Ｉ（Ｖ）特性の一定の範囲にわたって、電圧の増加に伴い電流減少効果が観察される。
【０００６】
トンネルダイオードは、例えば半導体化合物ＩＩＩ−Ｖから、２つの層を有するヘテロ構造を形成することにより得られる。これらの化合物は、例えばＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、及びＧａＡｌＡｓから選択される。
【０００７】
トンネルダイオードについては、次の文献を参照するとよい。
［１］Ｌｅｏ  Ｅｓａｋｉ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  １０９、６０３（１９５８）
更には、次の文献が参考になる。
［２］Ｌｙｏ  ａｎｄ  Ａｖｏｕｒｉｓ、Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４５、１３６９（１９８９）
【０００８】
この文献［２］は、特定の表面上に局地化された箇所から構成される構造について開示している。これらの箇所は、トンネル効果顕微鏡の先端部によって形成され、負性微分抵抗を有する。用いられるこの特定の表面は、５００℃よりも上の温度でケイ素の（１１１）表面をデカボランに曝すことによって製造される。この表面はそれからアニール処理される。
【０００９】
文献［２］の著者は、ホウ素原子で覆われた領域に対して電子状態密度がより大きいドットの存在を報告している。これらの領域は負性微分抵抗を有する。
【００１０】
次の文献もまた参考になる。
［３］ＵＳ  ２００４／０１３２２４２  “１次元ナノ構造の生産のための方法及び該方法に基づいて得られるナノ構造”（ＦＲ  ２  ８２３  ７３９に対応）。
【００１１】
この文献は、平面状の１次元ナノ構造を作るための方法について開示している。これらのナノ構造は、平行の原子ラインを炭化ケイ素基板の表面上に形成することによって、そしてこれらの原子ライン上ではなく、原子ライン間の箇所での材料の堆積及び選択的吸収によって得られる。
【００１２】
こうして得られる帯域は用いられる材料に依り、ＮＯ、ＮＨ３、又は硫黄で不動態化され、又はカリウムのような金属で導電性にされる。
【００１３】
この文献はまた、１次元ナノ構造に関する。しかし、この文献は原子スケールでエサキダイオードのように挙動する構造を得るための方法を開示していない。
【００１４】
発明の説明
本発明は、ナノエレクトロニクスの分野において顕著な関心を持たれている負性微分抵抗を有するナノ構造に関し、またこれらのナノ構造を作るための方法に関する。
【００１５】
本発明者は、次のことを驚きと共に発見した。それは、負性微分抵抗を有するナノ構造が、炭化ケイ素基板の表面上に、ある種の構造、特に量子ドット(ナノクリスタルとも称される)、又は平行の原子ラインを形成することによって、そして金属を、少なくとも上記の構造を覆うまでこの表面上に堆積させることによって得られる、ということである。
【００１６】
本発明では、こうして、原子スケールで点状の又は１次元のエサキダイオードのように挙動する構造を作ることが可能である。
【００１７】
具体的には、本発明の目的は、負性微分抵抗を有するナノ構造において、上記ナノ構造が、
−  炭化ケイ素基板の表面上の、少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数であって、上記構造が、量子ドット(０次元)と、原子セグメント(１次元)と、原子ライン(１次元)と、クラスタ（２次元又は３次元）とから選択される、少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数と、
−  少なくとも１つの金属堆積であって、上記金属堆積が、上記少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の上記少なくとも１つの複数、又は２つ以上の上記構造の組合せの構造を覆う、少なくとも１つの金属堆積とを含むことを特徴とする、負性微分抵抗を有するナノ構造である。
【００１８】
特に、各構造は量子ドット、又は原子ラインでもよい。
【００１９】
本発明者による「量子ドット」は、１つから５０までの原子の群を意味する。これらは特に、ＳｉＣ表面上のケイ素原子又は銀原子又は２量体のような絶縁分離された原子である。
【００２０】
本発明者による「原子セグメント」は、幅方向に１つから４つの原子と長さ方向に約１００の原子を含む短い原子ラインを意味する。
【００２１】
本発明者による「クラスタ」は、ＳｉＣ表面上のケイ素原子又は銀原子又は２量体のような５０を超える数の原子群(２又は３次元)を意味する。
【００２２】
好ましくは、上記金属堆積は１から５単原子層の範囲の厚さを有する。
【００２３】
本発明の特定の一実施例によれば、上記構造はケイ素から構成される。
【００２４】
別の特定の一実施例によれば、上記構造は炭素から構成される。
【００２５】
好ましくは、上記炭化ケイ素（ＳｉＣ）は立方構造を有する。
【００２６】
本発明の推奨実施例によれば、上記表面は立方炭化ケイ素基板の（１００）表面である。
【００２７】
上記金属は好ましくは、ｄ帯が充満状態である金属（例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ）と、アルカリ金属と、遷移金属と、アルカリ土類金属と、希土とから選択される。
【００２８】
本発明の推奨実施例によれば、上記金属は銀である。
【００２９】
本発明は更に、負性微分抵抗を有するナノ構造を作るための方法に関し、該方法が、
−  炭化ケイ素基板の表面上に、少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数が形成されるステップであって、上記構造が、量子ドットと、原子セグメントと、原子ラインと、クラスタとから選択される、少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の少なくとも１つの複数が形成されるステップと、
−  金属が上記表面上に堆積されるステップであって、上記堆積は、上記少なくとも１つの構造、又は上記少なくとも１つの構造の上記少なくとも１つの複数、又は２つ以上の上記構造の組合せの構造を上記金属が覆うまで行われる、金属が上記表面上に堆積されるステップとを含むことを特徴とする。
【００３０】
特に、各構造は量子ドット、又は原子ラインでもよい。
【００３１】
好ましくは、上記金属堆積の厚さは、この金属の１から５単原子層に相当する。
【００３２】
本発明の目的である上記方法の特定の実施例によれば、上記構造はケイ素から構成される。
【００３３】
別の特定の実施例によれば、上記構造は炭素から構成される。
【００３４】
好ましくは、上記炭化ケイ素は立方（ポリタイプ３Ｃ（又はβ）型）構造を有する。
【００３５】
本発明の推奨実施例によれば、上記表面は立方炭化ケイ素基板の（１００）表面である。
【００３６】
量子ドット又は原子ラインのような上記構造の密度は、例えば絶縁分離された量子ドット又は絶縁分離された原子ラインから、表面上に種々の仕方で分布された超格子構造までを含む絶縁分離された構造、例えば圧倒的に平行の原子ライン、を作ることができるように、必要に基づきそして次の文献から知られる方法により、制御され調整される。
［４］ＦＲ  ２  ７５７  １８３  Ａ  （また、「Ｓｏｕｋｉａｓｓｉａｎ  ｅｔ  ａｌ．、  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ７９、２４９８、１９９７」を参照されたい）。  
【００３７】
より特定的には、量子ドットの場合に、表面上での密度の制御及び調整は、アニール温度及び時間を使って、自己組織化によって達成される。量子ドットの置換は、存在する結晶配置次第で行われる。
【００３８】
これは、特にβ−ＳｉＣ（１００）４×２の表面を使用するときには、基板によって定義される原子ラインに沿っての置換である。
【００３９】
一般に、β−ＳｉＣ基板の表面上でケイ素の量子ドット、すなわち２量体を得るためには、この基板の表面を８００℃を超える温度に昇温させる必要がある。予め形成されたケイ素原子ラインが２量体ごとに順次分解を開始し、他方セグメントをそしてＳｉラインの空格子点また２量体を残し、これらによって量子ドットが形成される。
【００４０】
温度がより高いほどこの現象はより早く進行する。したがって、この種類の化合物では８００℃と１２００℃との間で、そして全ての場合に表面を破壊する温度よりも低い温度で作業するのが望ましい。この主題については、次の文献を参照されたい。
［５］Ａｒｉｓｔｏｖ  ｅｔ  ａｌ．、  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ４４０  （１９９９）、Ｌ８２５−Ｌ８３０
【００４１】
量子ドットはまた、温度を調節することによっても置換される。
【００４２】
堆積金属は好ましくは、ｄ帯が充満状態である金属、リチウム又はルビジウムのようなアルカリ金属、白金又はパラジウムのような遷移金属、アルカリ土類金属、及び希土から選択される。
【００４３】
堆積金属が銀、金、銅、インジウム、ガリウム、スズ、鉛、タングステン、モリブデン、ニオビウム、及びアルミニウムから選択されると有利である。優先的には、この金属は銀である。
【００４４】
説明から分かるように、金属堆積の厚さは好ましくは、数単原子層に相当する。特に、銀に対しては２単原子層から３単原子層に相当することが好ましく、原子が大きな半径を有する金属、例えばセシウム、に対して１単原子層から２単原子層に相当することが好ましい。
【００４５】
本発明による負性微分抵抗を有する１次元のナノ構造は、非常に高速な切替えの分野及び非常に高い周波数で作動する原子スケールでの発振及びデバイスの分野において大変興味深い。得られた構造は、すなわち非常に活性的な部材であり、これには前例がない。
【００４６】
本発明は、純粋に表示のためにのみ与えられたもので決して制限をもたらすものではない例示実施例についての説明を、添付図面を参照して読めば、本発明が更によく理解されよう。
【実施例】
【００４７】
特定の実施例の詳細な説明
以下に本発明によりナノ構造を作るための例を、純粋に表示のためにのみ与えられたもので決して制限をもたらすものではない例として提示する。
【００４８】
まず、原子ラインが設けられたβ−ＳｉＣ（１００）表面を作る。
【００４９】
より具体的には、この関連例において、再構築されたｃ（４×２）表面上にあるＳｉの原子ラインで覆われるβ−ＳｉＣ（１００）表面が作られる。
【００５０】
原子ラインの全般的な製造については、次の文献を参照されたい。
［６］ＵＳ  ６、２７４、２３４「非常に長く安定性の高い原子ワイヤー、これらのワイヤーの作成方法及びナノエレクトロニクスへの応用」（ＷＯ  ９８／２７５７８  に対応）。  
【００５１】
上記例で取られた手順を下に示す。
ａ）立方炭化ケイ素（３Ｃ−ＳｉＣ）試料が、内部圧力が５×１０−９Ｐａよりも低い格納体の中に置かれ、この試料中に電流を直接通すことにより６５０℃で数時間加熱され、それから１１００℃で１分間ずつ数回加熱される。
ｂ）１３００℃に加熱されたケイ素源を用いて、いくつかのケイ素単原子層が上記立方炭化ケイ素の表面（１００）上に堆積される。
ｃ）熱的アニールによって、堆積されたケイ素の一部分が、制御された仕方で蒸発し、この蒸発は、上記表面が原子スケールで対称３×２の組織（再構築）を有するまで行われる。上記表面のこの対称性は電子回折によって点検される。
【００５２】
この３×２の表面は、完全にケイ素原子から構成される表面上にある、極めて濃密なケイ素原子ラインから構成される。新たなアニールで、これらのラインの密度は制御された仕方で減少し、例えば３×２又は５×２の密度が、或いは８×２の密度でさえもが達成される。
【００５３】
このようにして得られた表面上に、次に銀が堆積される。手順を下に示す。
【００５４】
第１のステップにおいて、銀源が用意され較正される。これをするために、銀原子の源が超真空室に置かれて、注意深く脱気される。銀の単原子層の蒸発に要する時間中にこの超真空室内の圧力が２×１０−９Ｐａを超えないならば銀源が十分に脱気されたと考えられる。
【００５５】
その次のステップは、前に得られた表面上に銀原子を堆積させることから構成される。取るべき手順は下記のとおりである。
【００５６】
ケイ素の原子ラインを含むＳｉＣ表面が次に上記超真空室に導入され、銀源から約３ｃｍの位置に置かれる。それから銀源が、ジュール効果によるような適切な手段によって加熱される。すると銀原子が銀源から蒸発し、ＳｉＣの表面に蒸着される。
【００５７】
銀堆積の厚さが水晶膜厚計を用いて点検される。銀のコア・レベルからのＸＰＳ信号もまた追跡される。
【００５８】
銀原子は、ケイ素原子ラインを覆うように堆積される。堆積されるべき銀の量は、約３単原子層に相当する。
【００５９】
より正確な制御を堆積に対して行うためには、エレクトロニクス分野で通常に行われているように１つ以上のマスクを用いることが可能である。これらのマスクは、例えばＳｉＯ２  からなる。
【００６０】
この考慮対象例において、銀は、この表面のケイ素原子と、この表面上に形成された原子ラインとをこの銀が完全に覆うように堆積される。この場合に、形成された表面はｃ−４×２型の再構築が得られる。
【００６１】
得られたナノ構造は負性微分抵抗（ＮＤＲ）を有する。この負性微分抵抗を立証するために、ＳＴＳすなわち走査型トンネルスペクトル分析によって得られる表面の応答が調査される。銀で覆われたＳｉの原子ラインから、負性微分抵抗を示す応答Ｉ（Ｖ）が得られる。これは、同じく銀（２×３）で覆われているが原子ライン間に位置するような表面の場合にはあたらない。
【００６２】
図１に、覆われた原子ラインについての等分目盛で絶対値で表わしたＩ（Ｖ）スペクトル分析曲線を示す。負性微分抵抗は、点線でその範囲を定めた図１のＩ部分の拡大図である図２において、よりよく立証される。
【００６３】
したがって、負性微分抵抗を有する圧倒的に平行の原子ラインの超格子が作られた。これらの原子ラインは、原子スケールで１次元のエサキダイオードとして挙動する。
【００６４】
図１のＩ（Ｖ）曲線が、用いられている顕微鏡の先端部と調査されている試料との間をトンネル効果によって通る電流の強度Ｉの、この先端部とこの試料との間の電圧Ｖに依る変化を表わすことを指摘したい。
【００６５】
顕微鏡の先端部は試料を走査することができ、一般的な応答は原子ラインの各交差部に現れる。
【００６６】
図３〜図５は、立方構造を有する炭化ケイ素による基板２の（１００）表面上に形成された本発明による例示ＮＤＲナノ構造の略断面図である。
【００６７】
図３のナノ構造は、基板２の表面上のケイ素の単一の原子ライン４から成る。この例においては、原子ライン４は銀の層６によって覆われ、その厚さは数個の銀の単原子層、好ましくは３単原子層に相当する。
【００６８】
図４のナノ構造は、基板２の（１００）表面上に形成された、いくつかの平行なケイ素の原子ライン８から成る。この例においては、銀層６が各原子ライン８をそして同じく（１００）表面のこれらの原子ラインの間から成る部分を覆う。
【００６９】
図５のナノ構造は、相互に平行であるケイ素原子ラインのいくつかの集合１０から成る。これらの集合は、相互に間隔を置かれている。更に、各集合において、数個の銀の単原子層に相当する厚さの銀層１４が、この集合の原子ラインをそして同じく（１００）表面のこれらの原子ラインの間から成る部分を覆う。
【００７０】
図３〜図５の例において、望む箇所に銀層を堆積するためにマスク（図示しない）が用いられる。
【００７１】
以下に、本発明によりナノ構造を作るための別の例を、純粋に表示のためにのみ与えられたもので決して制限をもたらすものではない例として提示する。
【００７２】
β−ＳｉＣ（１００）の表面が再び作られ、再構築されたｃ（４×２）表面上にあるＳｉ原子ラインで覆われ、そして前に説明したステップａ）及びｂ）、それから次のステップが行われる。
ｃ１）一般に８００℃と１２００℃との間で行われる熱的アニールによって、堆積されたケイ素の一部分が、制御された仕方で蒸発し、この蒸発は、上記表面が次のナノ構造、すなわち絶縁分離された量子ドット（ケイ素２量体）又はケイ素原子セグメント、或いはケイ素クラスタまでも有するまで行われる。上記表面のこの組織は電子回折によって点検される。
【００７３】
そしてこのようにして得られた表面上に、銀が少量堆積される。この例では、銀が、絶縁分離された量子ドット上に堆積されるので有利である。しかし、量子ドットを取り囲む表面上に堆積されてもよい。
【００７４】
この堆積は、上に述べたように進行する（第１のステップ及び次のステップ）。
【００７５】
上に定義されたようなナノ構造を含むＳｉＣ表面が次に、上記超真空室に導入され、銀源から約３ｃｍの位置に置かれる。銀源は、ジュール効果によるような適切な手段によって加熱される。すると銀原子が銀源から蒸発し、ＳｉＣの表面に堆積される。
【００７６】
銀堆積の厚さが水晶膜厚計を用いて点検される。銀のコア・レベルからのＸＰＳ信号もまた追跡される。
【００７７】
銀原子は、ケイ素ナノ構造を覆うように堆積される。堆積されるべき銀の量は、約３単原子層に相当する。より正確な制御を堆積に対して行うためには、上に述べたようにマスクを用いることが更に可能である。
【００７８】
この関連例において、銀は、このケイ素ナノ構造をこの銀が完全に覆うように堆積される。この場合に、形成された表面はｃ−４×２型の再構築が得られる。
【００７９】
新たに得られたナノ構造は負性微分抵抗（ＮＤＲ）を有する。この負性微分抵抗を立証するために、ＳＴＳすなわち走査型トンネルスペクトル分析によって得られるような表面の応答が調査される。銀で覆われたＳｉのナノ構造から、負性微分抵抗を示す応答Ｉ（Ｖ）が得られる。これは、同じく銀（２×３）で覆われているが、ナノ構造間に位置するような表面の場合にはあたらない。
【００８０】
図６に、ＳＴＭすなわち走査型トンネル顕微鏡によって形状シミュレーションモードで得られた、銀で覆われ負性微分抵抗Ｒｄを有するＳｉ量子ドット及びラインを含むＳｉＣ表面の像を示す。
【００８１】
後者は、走査型トンネルスペクトル分析（ＳＴＳ）によって計測され、銀で覆われた量子ドット又は原子ライン上方を垂直に通るときに負性である。これを図６に示す。ここでは、Ｒｄの変化をＸ軸に平行の線に沿って示す。図６のＹ軸はＸ軸に直角である。
【００８２】
この結果、負性微分抵抗を有するナノ構造の集合が作られた。これらのナノ構造は、原子スケールでの１次元のダイオードのような、低次元性のエサキダイオードとして挙動する。
【００８３】
トンネル効果顕微鏡の先端部による試料の走査が可能であったこと及び一般的な応答がナノ構造の各交差部に現れることを指摘したい。
【００８４】
図７はＳｉＣ基板の表面１６の略図である。本発明によってこの表面１６上に、ケイ素の量子ドット１８が形成された。
【００８５】
図８はＳｉＣ基板の表面２０の略図である。本発明によってこの表面２０上に、ケイ素の量子ドット２２が形成されそれから組織化された。
【００８６】
図９はＳｉＣ基板２４の略断面図である。この基板２４の表面が、本発明により形成され銀のような金属２８で覆われたケイ素の量子ドット２６を保持する。
【００８７】
図１０はＳｉＣ基板３０の略断面図で、この基板３０の表面が、ケイ素のいくつかの量子ドット３２を保持する。これらの量子ドット３２は、本発明により形成されそれから組織化され、次いで本発明により銀のような金属３４で覆われたものである。図１０の例においては、量子ドット間の空間もまた金属で覆われた。
【００８８】
本発明によれば、望む箇所に金属層、ここでは銀層を堆積させるために１つ以上のマスクを用いることが可能である。
【００８９】
これを図１１に略図的に示す。図中に示すＳｉＣ基板の表面３６上に、ケイ素の量子ドット３８が、本発明によってＳｉＣ基板の表面３６上に形成され、それからこれらの量子ドットが組織化された。
【００９０】
それから、例えばケイ素のマスク４０がこの表面上に置かれ、銀がこのマスクを通して量子ドット上に形成される。図１１の例においては、このマスクは、銀原子がこの表面上に堆積するように、これらの銀原子を通過させる開口部４２を有する。
【００９１】
しかし、いくつかの開口部又はいくつかのマスクさえも含むような、より複雑なマスクもまた、この表面上の相互に間隔を置いた種々の区域内に、銀を堆積させるために用いられる。
【００９２】
本発明によるナノ構造は、エサキダイオードのように挙動することを指摘したい。これは、後者（エサキダイオード）のようにこれらのナノ構造が負性微分抵抗を有するという意味においてである。
【００９３】
これらのナノ構造が金属―半導体の接合構造であることもまた指摘したい。
【００９４】
また、本発明により金属で覆われたナノ構造を保持する表面が、情報を記憶するためのデバイスとしても用いられるということも、本発明の更なる利点である。この表面が情報記憶のためのデバイスとしても用いられる理由は、これらのナノ構造が、走査型トンネル近視野顕微鏡で読み取ることにより、容易に位置検出可能だからである。
【００９５】
実際、表面上にナノ構造が形成されるその表面の形状（トポグラフィ）は、実際のマップとなり、ナノ構造は多少間隔を置いている。したがって、情報はこれらのナノ構造の間又はこれらのナノ構造を含む区域内に記憶され、そして定義された各空間が位置検出可能であるため再配置され、これによりこれら空間がカウントされ、そして探索済の空間を得ることができる。
【００９６】
その上、これらの区域は、例えばナノ構造の数により又は後者（ナノ構造）の配置により具体的に特定される。
【００９７】
本発明においてはケイ素のナノ構造（金属で覆われた）の代わりに、炭素のナノ構造（金属で覆われた）も形成され、用いられる。
【００９８】
立方構造を有する炭化ケイ素の基板の場合、このような基板の（１００）表面の代わりに、他の表面、例えば（１１１）、（１１０）等の表面が用いられる。
【００９９】
更に、炭化ケイ素の基板用の立方構造の代わりに、他の構造、例えば六面構造又は菱面体構造が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】ＳＴＳ曲線又は走査型トンネルスペクトル分析曲線を示す。ここでは、電流の設定（制御）点が１０ｎＡとあまり異ならないようにそして電圧の設定（制御）点が４．９Ｖとあまり異ならないように電子放射を制御する条件について、ｎＡで表わした電流強度Ｉが、ｍＶで表わした電圧に対して点描曲線として描かれている。
【図２】図１の曲線の区域Ｉの拡大図である。
【図３】本発明による例示ナノ構造の略断面図である。
【図４】本発明による例示ナノ構造の略断面図である。
【図５】本発明による例示ナノ構造の略断面図である。
【図６】銀で覆われ且つ負性微分抵抗Ｒｄを有するＳｉライン及び量子ドットを含むＳｉＣ表面のＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）像である。
【図７】本発明により形成された量子ドットを保持する表面の略図である。
【図８】本発明により表面上に量子ドットが形成され組織化された、その表面の略図である。
【図９】本発明により金属で覆われた１つの量子ドットを基板の表面が保持するその基板の略断面図である。
【図１０】本発明により組織化され金属で覆われたいくつかの量子ドットを、基板の表面が保持するその基板の略断面図である。
【図１１】量子ドット上に金属がマスクを通して堆積されるそれらの量子ドットを保持する、基板の表面の略平面図である。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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