(57)【要約】【課題】無機物表面を化合物の単分子膜やそれらの分子のコート膜で修飾することにより、無機物のシリコン基板上への化学的固定化を可能とするシリコン基板上への無機物の固定方法を提供する。【解決手段】末端にＣ＝Ｃ二重結合を有し逆末端（もしくは中間部）に無機物と親和性のある部位をもつ化合物を合成する。次に、その化合物を無機物の表面にコートし、表面に末端Ｃ＝Ｃ結合を持つようになった無機物を溶媒中に分散させ、加温する。次に、その溶媒中に水素終端化したシリコン基板を導入しておくことにより、シリコン基板上に無機物を化学的に固定することができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機物表面に親和性のある部位を持ち、かつ末端に炭素−炭素多重結合を持つ化合物を介することにより、前記無機物をシリコン基板上に直接固定することを特徴とするシリコン基板上への無機物の固定方法。
【請求項２】
請求項１記載の無機物のシリコン基板上への固定方法において、シリコン基板上に一層の無機物層を堆積させることを特徴とする無機物のシリコン基板上への固定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のシリコン基板上へ無機物の固定方法において、前記シリコン基板の表面を水素終端化することを特徴とするシリコン基板上への無機物の固定方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載のシリコン基板上へ無機物の固定方法において、前記無機物がナノ粒子であり、ナノデバイスをシリコン基板上に構築することを特徴とするシリコン基板上への無機物の固定方法。
【請求項５】
（ａ）末端に炭素−炭素多重結合を有し逆末端（もしくは中間部）に無機物と親和性のある部位をもつ化合物を合成し、
（ｂ）前記化合物を無機物の表面にコートし、
（ｃ）表面に末端炭素−炭素多重結合を持つようになった無機物を溶媒中に分散させ、加温し、
（ｄ）前記溶媒中に水素終端化したシリコン基板を導入しておくことにより、前記シリコン基板上に前記無機物を固定することを特徴とするシリコン基板上への無機物の固定方法。
【請求項６】
（ａ）アリルメルカプタンでコートした金ナノ粒子のｎ−デカン分散液に水素終端化したシリコン基板を導入し、
（ｂ）アルゴン下で加熱還流し、
（ｃ）前記シリコン基板上に金ナノ粒子を固定化することを特徴とするシリコン基板上への無機物の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン基板上への無機物の固定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無機物をシリコン基板上に固定する方法としては、蒸着して無機物の薄膜を作成する方法、無機物を分散液にして塗布する方法などが考えられる。一般的に、シリコンテクノロジーでは、光リソグラフィーとともに蒸着などの物理的方法により、他の無機物の薄膜をシリコン表面上に作製する方法がとられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無機物、特にナノレベルの大きさの無機物を簡便に、化学的にシリコン表面上に固定させる、特に無機物をシリコン基板上へ一層形成することは簡単なことではない。
【０００４】
本発明は、上記状況に鑑みて、無機物表面を化合物の単分子膜やそれらの分子のコート膜で修飾することにより、無機物のシリコン基板上への化学的固定化を可能とするシリコン基板上への無機物の固定方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕シリコン基板上への無機物の固定方法において、無機物表面に親和性のある部位を持ち、かつ末端に炭素−炭素多重結合を持つ化合物を介することにより、前記無機物をシリコン基板上に直接固定することを特徴とする。
【０００６】
〔２〕上記〔１〕記載の無機物のシリコン基板上への固定方法において、シリコン基板上に一層の無機物層を堆積させることを特徴とする。
【０００７】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載のシリコン基板上へ無機物の固定方法において、前記シリコン基板の表面を水素終端化することを特徴とする。
【０００８】
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載のシリコン基板上へ無機物の固定方法において、前記無機物がナノ粒子であり、ナノデバイスをシリコン基板上に構築することを特徴とする。
【０００９】
〔５〕シリコン基板上へ無機物の固定方法において、末端に炭素−炭素多重結合を有し逆末端（もしくは中間部）に無機物と親和性のある部位をもつ化合物を合成し、前記化合物を無機物の表面にコートし、表面に末端炭素−炭素多重結合を持つようになった無機物を溶媒中に分散させ、加温し、前記溶媒中に水素終端化したシリコン基板を導入しておくことにより、前記シリコン基板上に前記無機物を固定することを特徴とする。
【００１０】
〔６〕シリコン基板上へ無機物の固定方法において、アリルメルカプタンでコートした金ナノ粒子のｎ−デカン分散液に水素終端化したシリコン基板を導入し、アルゴン下で加熱還流し、前記シリコン基板上に金ナノ粒子を固定化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詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施例のシリコン基板上への無機物の固定方法を示すフローチャート、図２は本発明の実施例のシリコン基板上への無機物の固定方法を示す模式図である。
【００１３】
（１）まず、図１のステップＳ１に示すように、末端にＣ＝Ｃ二重結合を有し逆末端（もしくは中間部）に無機物と親和性のある部位をもつ化合物を合成する。
【００１４】
（２）次に、ステップＳ２に示すように、その化合物を無機物の表面にコートする。
【００１５】
（３）そして、ステップＳ３に示すように、表面に末端Ｃ＝Ｃ結合を持つようになった無機物を溶媒中に分散させ加温する。
【００１６】
（４）次に、ステップＳ４に示すように、その中にシリコン基板を導入する。例えば、ここではシリコン基板は水素終端化しておく。
【００１７】
（５）次に、ステップＳ５に示すように、シリコン基板上に無機物を化学的に固定する。
【００１８】
すなわち、シリコン表面は、図２（ａ）に示すように、水素終端化した状態から、図２（ｂ）に示すように、熱などでラジカル化する。
【００１９】
一方、図２（ｃ）に示すような、２重結合を持つ化合物で覆われた無機物を、図２（ｄ）に示すように、前記ラジカル化されたシリコン表面に、２重結合を持つ化合物で覆われた無機物を固定することができる。
【００２０】
（実施例）
アリルメルカプタンでコートした金ナノ粒子のｎ−デカン分散液に水素終端化したシリコン基板を導入し、アルゴン下で加熱還流する。
【００２１】
すると、分散液の色は消え、ナノ粒子が一部沈殿した。シリコン基板をＡＦＭ観察すると、図３に示すように、シリコン基板上にナノ粒子が吸着していた。このナノ粒子は、超音波照射によっても脱着せず、シリコン基板上に固定化されたことが分かる。
【００２２】
良好な条件下においては、シリコン基板上に無機物を一層堆積させることが可能となる。
【００２３】
このように、シリコン基板上に無機物の固定化が可能であることは、シリコン基板が容易に加工できることからも将来技術として期待できる。
【００２４】
また、Ｃ＝Ｃ二重結合の代わりに、ＭｇＸグループをもつグリニヤル型化合物を用いても同様の操作が可能である。
【００２５】
以下、詳細に述べると、水素終端化したシリコン基板を入れ、酸素および水分のない条件にした溶液にマグネシウムブロマイドなどのグリニヤル部位を末端に持つ配位子（たとえばＨＳ−Ｒ−ＭｇＢｒ）で保護された無機物を入れて、アルゴン下において加熱することにより、無機物はシリコン基板表面に固定化される。
【００２６】
このとき、上述したような二重結合のみを用いた場合に比べ比較的低温（室温から１２０℃、好ましくは８０℃から１００℃）で無機物の固定を行うことができる。また、塩素終端化したシリコンも用いることができる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００２９】
（Ａ）シリコン基板上に容易に無機物を固定させることができる。
【００３０】
（Ｂ）シリコン基板上に簡便に無機物層を一層形成することができる。
【００３１】
（Ｃ）シリコン基板上にナノ粒子を固定することにより、ナノデバイスをシリコン基板上に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のシリコン基板上への無機物の固定方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例のシリコン基板上への無機物の固定方法を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例を示すシリコン基板上にナノ粒子が吸着された様子を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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