(57)【要約】【課題】導電性分子薄膜の金属電極との導通方法の改良及び導電性分子薄膜が切断された場合でも別の部分が導通可能な構造を提供する。【解決手段】基板表面に少なくとも一対の電極２１、２２を備え、前記電極２１、２２間の基板表面には共有結合された導電性有機分子膜１３が形成され、前記導電性有機分子膜１３を構成する有機分子は共役結合基を含み、かつ前記共役結合基は他の分子の共役結合基と重合して導電性有機薄膜を形成しており、前記一対の電極２１、２２は、電極間距離の異なった部分を有する。前記電極２１、２２は、櫛形とするのが好ましい。これにより分子薄膜と電極との電気的接触部位をより大面積で、より多く確保し、電流量を多く流すことができる。また、導電性有機薄膜に欠陥ができたり、導通パスがなくなったときに自己修復が可能な構造体を提供する。【選択図】  図１
2004158530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に少なくとも一対の電極を備え、
前記電極間の基板表面には有機分子膜が形成され、
前記一対の電極の少なくとも片側の電極は、突部を有することを特徴とする導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項２】
前記一対の電極の形状は、３角形状の電極であることを特徴とする請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項３】
前記一対の電極は、少なくとも複数からなることを特徴とする請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項４】
電極間距離の異なった部分を有することを特徴とする請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項５】
前記電極間距離の異なった部分のうち、少なくとも１箇所が導通する請求項４に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項６】
前記電極間距離の異なった部分のうち、１箇所が動作不能になったのち、別の個所が導通可能である請求項４に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項７】
前記電極間の距離が規則的に変化している請求項４に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項８】
前記電極間距離の異なった部分のうち、距離が一番短い部分を最初に動作させる請求項４に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項９】
前記有機分子膜を構成する有機分子は共役結合基を含み、かつ前記共役結合基は隣り合う他の分子の共役結合基と重合して導電性有機薄膜を形成した、請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項１０】
前記重合した共役結合基が、ポリピロール、ポリチェニレン、ポリアセチレン、ポリジアセチレンおよびポリアセンから選ばれる少なくとも１つの共役結合基である請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【請求項１１】
前記末端結合基が、シロキサン（−ＳｉＯ−）およびＳｉＮ−結合から選ばれる少なくとも１つの結合である請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
但し、ＳｉおよびＮには価数に相当する他の結合基があっても良い。
【請求項１２】
前記導電性有機薄膜を形成している分子ユニットが下記（化１）で示される請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【化１】
2004158530.tif 000018
但し、Ｂは水素、炭素数１〜１０のアルキル基を含む有機基、活性水素導入可能基またはその残基、Ａはピロール基、チェニレン基、アセチレン基及びジアセチレン基から選ばれる少なくとも一つの共役結合基、Ｚはエステル基（−ＣＯＯ−）、オキシカルボニル基（−ＯＣＯ−）、カルボニル基（−ＣＯ−）及びカーボネイト基（−ＯＣＯＯ−）、アゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）から選ばれる少なくとも１つの官能基または化学結合（−）、ｍ，ｎは整数でありｍ＋ｎは２以上２５以下、Ｙは酸素（Ｏ）または窒素（Ｎ）、Ｅは水素または炭素数１〜３のアルキル基、ｐは１，２又は３の整数である。
【請求項１３】
前記導電性有機薄膜が、さらにドーパント物質を含む請求項１に記載の導電性有機分子薄膜を有する素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料を用いた導電性有機薄膜に関する。本発明の導電性有機薄膜は、分子デバイスや有機トランジスタの構築に有用であり、例えば導電性分子薄膜のスイッチング素子、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス装置等に応用できる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのパターンが微細化し、回路の集積度も増々高くなっていく傾向にあることから、数ｎｍ〜数十ｎｍの導電性薄膜を形成する技術の確立が望まれている。このような薄い導電性薄膜は、規則性の高い分子膜によって実現できる。そこで、導電性分子薄膜を半導体基板上に形成する技術が検討されている。このような導電性分子薄膜を用いる場合、薄膜の材料の選定やデバイスの特性を把握するためには、導電性分子薄膜の導通する技術を確立することが必要である。例えば、
（１）分子内にＳＨ基を有するオリゴフェニレン誘導体を金属基板上に化学吸着させ、走査型トンネル顕微鏡を用いて、オリゴフェニレン誘導体の分子内の導電性を測定した例が報告されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
（２）金属間のインターフェイスとして有機分子を用いた例は、非特許文献２に提案されており、分子の両端末にＳＨ基を導入することにより実現されている。
【０００４】
また、従来から電子デバイスには、シリコン結晶に代表されるように無機系の半導体材料が用いられている。有機系の電子デバイス（以下、有機電子デバイス）としては、例えば日本国特許第２０３４１９７号（特許文献１）及び第２５０７１５３号（特許文献２）等に開示されている。これら各公報に記載されている有機電子デバイスは、印加された電界に応答し、端子間に流れる電流をスイッチングする有機電子デバイスである。
【０００５】
しかしながら、前記従来の有機系導電膜は、導電性が金属に比較すると低いという問題があった。また、従来から用いられてきた無機結晶では、微細化が進展するに伴い結晶欠陥が問題となり、デバイス性能が結晶に大きく左右される問題があった。また、フレキシビリティが悪いという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
日本国特許第２０３４１９７号公報
【特許文献２】
日本国特許第２５０７１５３号公報
【非特許文献１】
Ｐ．Ｗｅｉｓｓ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｓｃｉｅｎｃｅ”  ｖｏｌ．２７１，ｐ．１７０５，１９９６
【非特許文献２】
Ｍ．Ｒ．Ｒｅｅｄ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｓｃｉｅｎｃｅ”  ｖｏｌ．２７８，ｐ．２５２，１９９７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
分子間の導電性を確認する場合には、用いる金属電極基板と分子とが実際に確実に接触していることが必要であるが、上記の非特許文献１及び非特許文献２に報告されているオリゴフェニレン誘導体のような化合物の場合、分子内の導電性の測定例は報告されているものの、金属電極間と導電性分子薄膜との導通方法やそれを用いた構造体は確立されておらず、報告例もないのが現状である。
【０００８】
また、特に非特許文献２の方法では配線するためには分子の長さまで、後から２本の線を近付けなければならず、成功の確立が極端に低い。このため、スイッチング素子の実現までは遠くなる。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、導電性分子薄膜の金属電極との導通方法の改良及び導電性分子薄膜が切断された場合でも別の部分が導通可能な構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の導電性有機分子薄膜を有する電極は、基板表面に少なくとも一対の電極を備え、前記電極間の基板表面には共有結合された分子膜が形成され、前記分子膜を構成する有機分子は共役結合基を含み、かつ前記共役結合基は他の分子の共役結合基と重合して導電性有機薄膜を形成しており、前記一対の電極は、電極間距離の異なった部分を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の導電性有機分子薄膜の金属電極との接触は、例えば、最初に少なくとも一対の電極を形成しておき、次に前記電極間の基板表面の活性水素に、導電性基を含むクロロシラン化合物又はアルコキシシラン化合物もしくはイソシアネーートシシラン化合物を接触させ、脱塩化水素反応または脱アルコール反応もしくは脱イソシアネート反応を起こさせ、前記シラン化合物を共有結合により固定し、分子を配向させ、次に前記導電性基を電解重合などにより重合させる。これにより得られた導電性有機薄膜を形成している分子ユニットは、下記（化２）で示される。
【００１３】
【化２】
2004158530.tif 000003
【００１４】
但し、Ｂは水素、炭素数１〜１０のアルキル基を含む有機基、活性水素導入可能基またはその残基、Ａはピロール基、チェニレン基、アセチレン基及びジアセチレン基から選ばれる少なくとも１つの共役結合基、Ｚはエステル基（−ＣＯＯ−）、オキシカルボニル基（−ＯＣＯ−）、カルボニル基（−ＣＯ−）及びカーボネイト基（−ＯＣＯＯ−）、アゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）から選ばれる少なくとも１つの官能基または化学結合（−）、ｍ，ｎは整数でありｍ＋ｎは２以上２５以下、Ｙは酸素（Ｏ）または窒素（Ｎ）、Ｅは水素または炭素数１〜３のアルキル基、ｐは１，２又は３の整数である。
【００１５】
これにより、電極−導電性分子間が０．０１オーム以上１０Ｇオーム以下となり、電気的にオーミック接触させることができる。
【００１６】
さらに、具体的には下記（化３）〜（化６）で示される分子ユニットが好ましい。
【００１７】
【化３】
2004158530.tif 000004
【００１８】
【化４】
2004158530.tif 000005
【００１９】
【化５】
2004158530.tif 000006
【００２０】
【化６】
2004158530.tif 000007
【００２１】
但し、前記（化３）〜（化６）において、Ｘは水素または不飽和基を含む有機基、ｑは０〜１０の整数、Ｚはエステル基（−ＣＯＯ−）、オキシカルボニル基（−ＯＣＯ−）、カルボニル基（−ＣＯ−）、カーボネイト基（−ＯＣＯＯ−）、アゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）または化学結合（−）、Ｅは水素または炭素数１〜３のアルキル基、ｍ，ｎは整数でありｍ＋ｎは２以上２５以下、好ましくは１０以上２０以下の整数、ｐは整数であり、１，２又は３である。
【００２２】
また、前記導電性有機薄膜を形成するための化合物は、下記（化７）で示されることが好ましい。
【００２３】
【化７】
2004158530.tif 000008
【００２４】
但し、Ｂは水素、炭素数１〜１０のアルキル基を含む有機基または活性水素導入可能基、Ａはピロール基、チェニレン基、アセチレン基及びジアセチレン基から選ばれる少なくとも１つの共役結合基、Ｚはエステル基（−ＣＯＯ−）、オキシカルボニル基（−ＯＣＯ−）、カルボニル基（−ＣＯ−）及びカーボネイト基（−ＯＣＯＯ−）、アゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）から選ばれる少なくとも１つの官能基または化学結合（−）、ｍ，ｎは整数でありｍ＋ｎは２以上２５以下、Ｄはハロゲン原子、イソシアネート基及び炭素数１〜３のアルコキシル基から選ばれる少なくとも１つの反応基、Ｅは水素または炭素数１〜３のアルキル基、ｐは１，２又は３の整数である。
【００２５】
さらに具体的には、下記（化８）で示されるピロリル化合物、下記（化９）で示されるチェニル化合物、下記（化１０）で示されるエチニル化合物（アセチレン基を含む化合物ともいう）、下記（化１１）で示されるジエチニル化合物（ジアセチレン基を含む化合物ともいう）が好ましい。
【００２６】
【化８】
2004158530.tif 000009
【００２７】
【化９】
2004158530.tif 000010
【００２８】
【化１０】
2004158530.tif 000011
【００２９】
【化１１】
2004158530.tif 000012
【００３０】
但し、前記（化８）〜（化１１）において、Ｘは水素または不飽和基を含む有機基、ｑは０〜１０の整数、Ｄはハロゲン原子、イソシアネート基または炭素数１〜３のアルコキシル基、Ｅは水素または炭素数１〜３のアルキル基、ｎは２以上２５以下の整数、ｐは整数であり１，２又は３である。
【００３１】
前記末端結合基は、脱塩化水素反応、脱アルコール反応および脱イソシアネート反応から選ばれる少なくとも１つの脱離反応によって形成されている。例えば、分子末端の官能基が−ＳｉＣｌ３，−Ｓｉ（ＯＲ）３（但し、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基）、または−Ｓｉ（ＮＣＯ）３の場合、基板表面または基板の上に形成した下地層表面に−ＯＨ基，−ＣＨＯ基，−ＣＯＯＨ基，−ＮＨ２基＞ＮＨ基等に含まれる活性水素が存在すると、脱塩化水素反応、脱アルコール反応または脱イソシアネート反応が起こり、化学吸着分子を基板表面または基板の上に形成した下地層表面に共有結合させる。
【００３２】
この方法によって形成される分子膜は、当業界では”化学吸着膜”、または”セルフ  アセンブリング  フィルム（ｓｅｌｆ  ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ  ｆｉｌｍ）”と言われているが、本発明においては”化学吸着膜”と呼ぶ。また、その形成方法を”化学吸着法”と呼ぶ。
【００３３】
本発明において、分子の配向は、ラビングによる配向処理、脱離反応によって基板表面に分子を共有結合した後の反応溶液からの傾斜液切り処理、偏光の照射処理、および重合工程における分子のゆらぎによる配向から選ばれる少なくとも１つによって形成されていることが好ましい。
【００３４】
前記導電性有機薄膜は可視領域の波長を有する光に対して透明である。これは、膜厚がナノメーターレベル（通常１０ｎｍ以下、分子修飾しても５０ｎｍ以下）であり、可視光線の波長領域（３００ｎｍ〜８００ｎｍ）よりはるかに薄いからである。
【００３５】
前記有機分子は単分子層状に形成されていることが好ましい。
【００３６】
基板は、シリコン半導体基板、ゲルマニウム半導体基板または化合物半導体基板等であって、その表面部が酸化されて酸化膜が形成されているものを挙げることができる。また、ガラス基板やポリイミド樹脂フィルム、酸素プラズマ処理などを施して表面を水酸基としたポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニルオキサイド、ポリエステルスルホン、ポリメチルメタクリレートなどの絶縁性基板を用いても良い。
【００３７】
また、電極材料としては、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金などの金属またはそれらの合金を用いることができるが、表面に酸化膜を作りにくい貴金属を用いることが好ましい。
【００３８】
更に本発明では、導電性分子薄膜を基板上に形成した後、ヨウ素、テトラシアノキノジメタンなどの電子受容体をドーピング剤として薄膜に添加すれば、より高い導電性が得られるので好ましい。また、この導電性分子薄膜は、触媒重合法、電解重合法、またはＸ線、電子線、または紫外線などのエネルギービーム照射重合法を用いて、共役結合可能な部位を重合させることより導電性を高める効果を発揮する。
【００３９】
本発明の実施形態の１つである突部を設けた（例えば、３角形）電極を用いると、電極間の距離を順番に変えていくことにより、より構造体の効果を発揮することができる。まず、距離の一番短い部分を動作させる。次に、その部分が動作不可能となったときに２番目に短い部分を動作させることができる。さらに、長期使用することにより２番目に短い部分の動作が不可能になった場合に、３番目に短い部分を動作させることにより常にその構造体を動作させることが出来る。
【００４０】
また、同じ間隙の電極を多く設置することにより、導通路面積が大きくなり、流れる電流の絶対値を増加させることもできる。
【００４１】
【実施例】
以下、具体的な実施例を図面を用いて説明する。
【００４２】
（実施例１）
導電性有機分子薄膜は次のようにして形成した。下記（化１２）に示す１１−（１−ピロリル）−ウンデセニルトリクロロシランを、脱水したジメチルシリコーン溶媒で１％に薄めて化学吸着液を調製した。
【００４３】
【化１２】
2004158530.tif 000013
【００４４】
前記化学吸着液をＳｉＯ２膜表面に塗布し、脱塩化水素反応させた。その後、非水系クロロホルムで洗浄し、未反応物を除去した。これにより、単分子層を形成した。単分子層形成後、ガラス基板をクロロホルム溶液に浸漬して、残留する未反応の膜材料分子を洗浄除去した。これにより、表面に汚れのない単分子膜を形成した。
【００４５】
このとき、ＳｉＯ２膜表面には、活性水素を含む水酸基が多数存在するので、それらの水酸基と化学吸着分子の−ＳｉＣｌ結合基との脱塩素反応により共有結合で化学結合して、（化１３）に示す化学吸着分子で構成された単分子膜が形成されている。ただし、（化１３）において、化学吸着分子中の全ての−ＳｉＣｌ結合基がＳｉＯ２膜の表面と反応した場合を示したが、少なくとも１つの−ＳｉＣｌ結合基がＳｉＯ２膜の表面と反応していればよい。
【００４６】
【化１３】
2004158530.tif 000014
【００４７】
次に、形成した単分子膜の表面に、液晶配向膜の作製に使用するラビング装置を使用してラビング処理を行い、単分子膜を構成する化学吸着分子を配向させた（傾斜処理工程）。ラビング処理において、レーヨン製のラビング布を巻き付けた直径７．０ｃｍのラビングロールを用い、押し込み深さ０．３ｍｍ、ニップ幅１１．７ｍｍ、回転数１２００回転／ｓ、テーブルスピード（基板走行速度）４０ｍｍ／ｓの条件でラビングを行った。こうして、ラビング方向と略平行に配向（傾斜）した単分子膜となった。
【００４８】
次に、真空蒸着法、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を適用して、単分子膜の表面に、長さ５０ｍｍの一対の白金電極を５ｍｍ隔てて蒸着形成した後、室温下で超純水中に浸漬し、かつ、一対の白金電極間に８Ｖの電圧を６時間印加して、電解酸化重合を行った（導電領域形成工程）。これにより、下記（化１４）を重合単位とする、所定の方向（ラビング方向）に連なる導電性のポリピロール型共役系を含む導電ネットワークを有する導電領域を一対の白金電極間に形成できた（導電領域形成工程）。
【００４９】
【化１４】
2004158530.tif 000015
【００５０】
こうして得られた有機導電膜の膜厚は約２．０ｎｍ、ポリピロール部分の厚さは約０．２ｎｍであった。
【００５１】
前記の一対の白金電極間に有機導電膜を介して８Ｖの電圧印加で１ｍＡの電流を流すことができた。したがって、ドナーやアクセプタ等の不純物をドープしなくとも、導電ネットワークの導電率が約１０３Ｓ／ｃｍの導電領域を有する単分子膜が得られた。
【００５２】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例１に係る導電性有機分子薄膜を有する２端子有機デバイス構造体の断面図の一例を示している。ポリイミド樹脂基板１０の表面には絶縁層であるＳｉＯ２酸化膜１２が形成され、その表面には導電性有機分子薄膜１３が形成されている（図２（ａ））。次に、マスク１４から、蒸着またはスパッタリング法により、一対の金属電極（以下、単に電極という）２１、２２を形成する（図２（ｃ））。この例では電極２１、２２は突部（例えば、３角形）に形成され、互いに嵌まり合う格好のパターンに形成されている。この例を図１に示す。図４では３角形電極２１と２２の距離は２種類あり、最初に近距離電極が働く。同じ距離のものを４つ並べている理由は電流値を４倍かせぐためである。
【００５３】
図３はａ１〜ａ４に向かって電極間の距離が徐々に長くなり、図４はｂ１〜ｂ２に向かって電極間の距離が徐々に長くなる例を示す。図５は、電界集中させるため、突出電極を対向させた様子を表している。
【００５４】
図６は、与えられた面積を有効に活用するために効率よく電極を並べた様子を表している。
【００５５】
図７は距離の近いところからまず流れはじめ、その部分が何らかの理由で流れなくなったときにすぐ隣り（図面右）から流れるようになる。また、さらにその部分が流れなくなると、さらに図面の右から流れるようになる。ただし、流すのに必要な電圧値は電極間距離に応じて大きくなる。
【００５６】
なお、電極２１、２２間に電圧を印加したときには、導電性有機分子薄膜１３は、一方の電極２２の３角歯部分（頂点の伸びる部分）と他方の電極２１の平線部分との間の隙間の部分だけが実質の導電路となる。
【００５７】
このように、３角形にすることにより導通路面積が大きくなり、流れる電流の絶対値が増加する利点がある。
【００５８】
（実施例２）
電極パターンは、例えばメタルマスクを利用して形成することができる。図８（ａ）〜（ｅ）は３端子有機デバイス構造体の作製工程を示す図であり、シリコン基板１０の表面部を形成するＳｉＯ２酸化膜１２の上に導電性有機分子膜１３を実施例１と同様に形成する（図８（ａ））。しかる後に、基板１０の表面に電極材料である例えば金２１、２２を所定のパターンに真空蒸着する（図８（ｂ）〜（ｃ））。電極２１、２２の厚さは、１０〜２００ｎｍ程度、電極２１、２２の幅（３角歯部分の幅）は、０．００１〜１．０ｍｍ、電極２１、２２間の隙間（相互の３角歯部分の隙間）は、１０ｎｍ以下であることが望ましい。続いて、図８（ｄ）に示すように、ＳｉＯ２酸化膜１５を形成し、これをゲート酸化膜とし、最後に第３の金属電極２３を形成して構造体を作製することができる。
【００５９】
基板１０としては、例えば半導体基板、またはシリコン基板の表面部にシリコン酸化膜が形成されたものが用いられる。この酸化膜は自然酸化膜、水蒸気酸化膜あるいはドライ雰囲気の熱酸化膜などであり、これら酸化膜の表面には通常水酸基が形成されている。酸化膜１５は、例えば２０ｎｍ以上の厚さに形成される。
【００６０】
また、ガラス基板や酸素プラズマ処理などを施して表面を水酸基としたポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニルオキサイド、ポリエステルスルホン、ポリメチルメタクリレートなどの絶縁性基板を用いても良いことは前述した通りである。
【００６１】
本実施例２の場合も、電極２１、２２、２３は図１、図３〜７に示す３角型電極形状に形成した。このように突部を有する形（距離も制御）にすることにより導通路を制御することができる。また万一、有機導電膜が破壊されても、次の電極間が導通するので、動作の支障はない。
【００６２】
（実施例３）
１１−（３−チェニル）−ウンデセニルトリクロロシランを、脱水したジメチルシリコーン溶媒で１％に薄めて化学吸着液を調製した。この化学吸着液を、ＳｉＯ２膜の上にコーティングし、室温で３時間保持し、ＳｉＯ２膜の表面に化学吸着分子を化学吸着させた（単分子層形成工程）。単分子層形成工程後、ガラス基板をクロロホルム溶液に浸漬して、残留する未反応の膜材料分子を洗浄除去した。これにより、表面に汚れのない単分子膜が形成できた。
【００６３】
ガラス基板表面には、活性水素を含む水酸基が多数存在するので、それらの水酸基と化学吸着分子の−ＳｉＣｌ結合基との脱塩素反応により共有結合で化学結合して、下記（化１５）に示す化学吸着分子で構成された単分子膜が形成されている。ただし、（化１５）において、化学吸着分子中の全ての−ＳｉＣｌ結合基がガラス基板表面と反応した場合を示したが、少なくとも１つの−ＳｉＣｌ結合基がガラス基板表面と反応していればよい。
【００６４】
【化１５】
2004158530.tif 000016
【００６５】
次に、形成した単分子膜の表面に、液晶配向膜の作製に使用するラビング装置を使用してラビング処理を行い、単分子膜を構成する化学吸着分子を配向させた（傾斜処理工程）。ラビング処理において、レーヨン製のラビング布を巻き付けた直径７．０ｃｍのラビングロールを用い、押し込み深さ０．３ｍｍ、ニップ幅１１．７ｍｍ、回転数１２００回転／ｓ、テーブルスピード（基板走行速度）４０ｍｍ／ｓの条件でラビングを行った。こうして、ラビング方向と略平行に配向（傾斜）した単分子膜となった。
【００６６】
次に、真空蒸着法、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を適用して、単分子膜の表面に、長さ５０ｍｍの一対の白金電極を５ｍｍ隔てて蒸着形成した後、室温下で超純水中に浸漬し、かつ、一対の白金電極間に８Ｖの電圧を６時間印加して、電解酸化重合を行った（導電領域形成工程）。これにより、下記（化１６）を重合単位とする、所定の方向（ラビング方向）に連なる導電性のポリピロール型共役系を含む導電ネットワークを有する導電領域を一対の白金電極間に形成できた（導電領域形成工程）。
【００６７】
【化１６】
2004158530.tif 000017
【００６８】
こうして得られた有機導電膜の膜厚は約２．０ｎｍ、ポリチェニレン部分の厚さは約０．２ｎｍであった。
【００６９】
前記の一対の白金電極間に有機導電膜を介して８Ｖの電圧印加で１ｍＡの電流を流すことができた。したがって、ドナーやアクセプタ等の不純物をドープしなくとも、導電ネットワークの導電率が約１０３Ｓ／ｃｍの導電領域を有する単分子膜が得られた。
【００７０】
次に、単分子薄膜を基板上の電極間に形成する方法について述べる。基板としてはシリコンやゲルマニウムなどの半導体基板上に酸化膜を形成したもの、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等の化合物半導体上に酸化膜を形成したもの、あるいは表面に水酸基を有するガラス基板などを用いることができる。また、表面に水酸基をもつポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニルオキサイド、ポリエステルスルホン、ポリメチルメタクリレートなどの絶縁性基板でも良い。
【００７１】
例として、Ｓｉ基板について説明する。基板の表面に電極パターンを形成した後、基板の酸化膜の表面に導電性分子を化学吸着させるが、その前に基板の表面をトリクロロエチレンで洗浄した後、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で乾燥させるのが好ましい。
【００７２】
なお、本実施例３の場合は、図９に示すように電源５４の両極にそれぞれ導電路５１、５２を介して電極２１、２２に接続した。そして、電圧計５３を設けて各測定値に基づいて導電性（電導度）を測定した。測定結果は前記した通りである。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性分子薄膜の金属電極との導通方法の改良及び導電性分子薄膜が切断された場合でも別の部分が導通可能な構造を提供できる。また、導通路面積が大きくなり、流れる電流の絶対値を増加させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電極の平面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例１における電極の断面図
【図３】同、別の電極の平面図
【図４】同、別の電極の平面図
【図５】同、別の電極の平面図
【図６】同、別の電極の平面図
【図７】同、別の電極の平面図
【図８】本発明の実施例２における電極の作製工程図
【図９】本発明の実施例３における電極の平面図
【符号の説明】
１０  基板
１２，１５  酸化膜
１３  導電性有機分子薄膜
１４  マスク
２１，２２，２３  電極
５１，５２  導電路
５３  電圧計
５４  電源
【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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