(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノオブジェクトアレイの製造方法であって、
第１の長さ、第１の厚さ及び第１の深さを有し且つ前記第１の長さが前記第１の厚さ及び第１の深さより著しく大きいナノオブジェクト（２２０２）を設けるステップと、
浴（２２００）内で前記ナノオブジェクト（２２０２）をイオン化させることにより、第１電荷を有するように前記ナノオブジェクト（２２０２）を帯電させるステップと、
導電性材料層（１０２）及び１つあるいは複数の非導電材料層（１０４）からなる交互層を有する超格子（１００）を設けるステップであって、前記導電性材料層（１０２）の露出縁部（３０２）は、前記非導電性材料層（１０４）の露出縁部（３０４）から深さ方向内側にオフセットされており、前記非導電性材料層の露出縁部（３０４）とオフセットされた前記導電性材料層の露出縁部（２１０２）とは機能面（２０２）を構成し、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）は、第２の長さ、第２の厚さ及び第２の深さを有し且つ前記第２の長さが前記第２の厚さ及び前記第２の深さよりも著しく大きく、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の前記第２の厚さ及び前記第２の深さは、前記ナノオブジェクト（２２０２）の前記第１の厚さ及び前記第１の深さよりも大きい、超格子を設けるステップと、
前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）を、前記第１電荷と反対の第２電荷を有するように帯電させるステップと、
前記第１電荷を有する前記ナノオブジェクト（２２０２）を前記機能面（２０２）に、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）を帯電した前記浴（２２００）内に配置することで曝露するステップと、
電場（１８０４、７０２）を用いて、前記第１電荷を有する前記ナノオブジェクト（２２０２）を前記第２電荷を有する前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の中に収集させるステップであって、前記ナノオブジェクト（２２０２）の前記長さ方向を、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の長さ方向に合わせる、収集させるステップと、
を包含する、ナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項２】
前記ナノオブジェクト（２２０２）が、ポリマーナノチューブ複合体を含む、請求項１に記載のナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項３】
前記収集させるステップが、電気化学的に実行される（２２００）、請求項１に記載のナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項４】
前記収集させるステップが、
前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の前記長さ方向に沿って前記ナノオブジェクト（２２０２）を層流状態で流動させる（２３０２）ことにより、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の内側で部分的に前記ナノオブジェクト（２２０２）を収集するステップと、
前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の外側に乱流を導入して、前記ナノオブジェクト（２２０２）のうち、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の内側で収集されなかったナノオブジェクト（２５０２）を除去するステップと、
を包含する、請求項１に記載のナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項５】
前記収集させるステップが、
前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）と、前記ナノオブジェクト（２２０２）及びイオンを含む溶液（２３００）とを帯電させ、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）近傍に前記イオンのうちのいくつかを空間的に分布させることによって、電場が０でない空間領域を前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）近傍に制限するステップと、
前記ナノオブジェクト（２２０２）を、電場が０でない、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）近傍の制限された前記空間領域に曝露し、該曝露したナノオブジェクト（２２０２）を分極させるステップと、
前記分極したナノオブジェクト（２２０２）を前記オフセットされた導電材料層の露出縁部（２１０２）の内側で電気泳動によって収集するステップと、
を包含する、請求項４に記載のナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項６】
ナノオブジェクトアレイの製造方法であって、
第１の長さ、第１の厚さ及び第１の深さを有し前記第１の長さが前記第１の厚さ及び第１の深さより著しく大きい、複数のナノオブジェクト（２２０２）を浴（２２００）内でイオン化させることにより、第１電荷を有するように前記複数のナノオブジェクトを帯電させるステップと、
導電性材料層（１０２）及び１つあるいは複数の非導電材料層（１０４）からなる交互層を有する超格子（１００）を設けるステップであって、前記導電性材料層（１０２）の露出縁部（３０２）は、前記非導電性材料層（１０４）の露出縁部（３０４）から深さ方向内側にオフセットされており、前記非導電性材料層の露出縁部（３０４）とオフセットされた前記導電性材料層の露出縁部（２１０２）とは機能面（２０２）を構成し、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）は、第２の長さ、第２の厚さ及び第２の深さを有し且つ前記第２の長さが前記第２の厚さ及び前記第２の深さよりも著しく大きく、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の前記第２の厚さ及び前記第２の深さは、前記ナノオブジェクト（２２０２）の前記第１の厚さ及び前記第１の深さよりも大きい、超格子を設けるステップと、
前記機能面（２０２）のうち、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）のみを前記第１電荷とは反対の第２電荷を有するように帯電させるステップと、
前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）を帯電した前記浴（２２００）内に配置することで、前記機能面（２０２）を、前記第１電荷を有する前記複数のナノオブジェクト（２２０２）に曝露して、電場（１８０４，７０２）を用いて、前記第１電荷を有する複数のナノオブジェクト（２２０２）の各々を、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の中に収集させ、前記ナノオブジェクト（２２０２）の長さ方向を前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の長さ方向に合わせ、前記第１の電荷を有する複数のナノオブジェクト（２２０２）からなるアレイ（２４０２）を形成させるステップと、
を包含するナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項７】
前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）の厚みが、０．７〜１００ナノメートルである、請求項６に記載のナノオブジェクトアレイの製造方法。
【請求項８】
前記アレイ（２４０２）を形成させるステップが、前記オフセットされた導電性材料層の露出縁部（２１０２）にわたって前記第１電荷を有する複数のナノオブジェクト（２２０２）を流動させるステップ（２３０２）を包含する、請求項７に記載のナノオブジェクトアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノオブジェクトアレイを製造するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
［関連特許出願の相互参照］
本発明は、２００３年１０月７日付けの、Pavel Kornilovich他による、同時係属中の米国特許出願第１０／６８３，５２７号、タイトル「FABRICATION OF NANOWIRES」、の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００３】
従来技術の細線アレイは数多くのデバイスにおいて用いられており、センサ、メモリデバイス及び論理チップのような、微小あるいは高密度構造のコンピュータデバイスにおいて用いるのに特に適していることが知られている。
【０００４】
この細線アレイの需要に対処するために、細線アレイはフォトリソグラフィを用いて製造されている。しかしながら、コンピュータデバイスがさらに小さくなっていくと、これらのアレイの中のワイヤは、さらに細く、且つさらに近接して配置される必要がある。これまでのところ、フォトリソグラフィが、非常に細く、且つ近接して配置されたワイヤアレイを製造するために適した方法であることは実証されていない。
【０００５】
このさらに細いワイヤアレイの需要に対処するために、それらのワイヤ製造には２つの方法が用いられている。これらの従来技術の方法のうちの１つは、インプリントリソグラフィのためのモールドとして、エッチングされた超格子を用いるものである。もう１つの方法は、エッチングされた超格子及び物理気相成長を用いて、ナノワイヤアレイを製造するものである。
【０００６】
従来技術のエッチングされた超格子によるインプリントリソグラフィに関しては、米国特許第６，４０７，４４３号に記載されている。このインプリントリソグラフィを用いた例は、通常、後段のリフトオフ処理との整合性が悪く、結局は処理能力が制限される。また当該例はナノインプリンティングステップを用いており、これまでのところ、製造環境において用いるには確実性が低く、成功していない。
【０００７】
従来技術の物理気相成長は、原子ビームを用いて、エッチングされた超格子の表面上に材料を直に堆積させるものである。次いで、この堆積した材料を基材に物理的に移動させる。しかしながら、この方法では、雑多な形状のワイヤが製造される場合があり、それにより種々の構造上及び使用上の問題が生じ得る。また従来技術の物理気相成長は、超高真空（「ＵＨＶ」）において処理する必要があるが、それは利用するのにコストがかかる可能性が高く、ＵＨＶ処理に適合しない材料の使用が制限されるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、今日の技術によって実現可能なワイヤよりも、信頼性があり、コストが低く、再現性が高く、さらに製造に適した、より細いワイヤアレイを製造するための技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態では、本発明は、ナノオブジェクトアレイの製造方法を提供する。当該方法は、i）或る長さ及び厚みを有し且つ前記長さが前記厚みより著しく大きいナノオブジェクト（２２０２）を設けるステップと、ii）機能面（２０２）と、導電性材料（１０２）及び１つあるいは複数の他の材料（１０４）からなる交互層とを有する超格子（１００）を設けるステップであって、前記機能面（２０２）が前記交互層の露出縁部（３０２、３０４）を含み、前記導電性材料層の前記露出縁部（３０２）が前記１つあるいは複数の他の材料層（１０４）のうちの１つあるいは複数の層の前記露出縁部（３０４）からオフセットされており（２１０２）、且つ前記超格子が或る長さ及び厚みを有し、前記長さが前記厚みより著しく大きい、超格子を設けるステップと、iii）前記ナノオブジェクト（２２０２）を前記機能面（２０２）に曝露するステップと、iv）電場（１８０４、７０２）を用いて、前記ナノオブジェクト（２２０２）の前記長さ方向を、前記導電性材料層（１０２）の前記オフセットされている露出縁部（２１０２）に対して配向させるステップと、を包含する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、信頼性があり、コストが低く、再現性が高く、さらに製造に適した、より細いワイヤアレイを製造するための方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、ナノワイヤ及びナノオブジェクトアレイを製造するためのシステム及び方法に関する種々の実施形態を開示する。記載のシステム及び方法を用いて、ナノ、ミクロ及びメソスケール並びにこれらのスケールの組み合わせからなる厚み及び間隔を有するワイヤあるいは物体のアレイを製造することができる。記載のシステム及び方法を用いて、超格子の側面上において直にワイヤアレイあるいは物体のアレイを製造することができる。そのようなアレイを用いて、種々の基材の表面上にワイヤの第２アレイを製造することができる。そのような第２アレイを用いて、同じ基材の表面上に異なるワイヤあるいは物体からなるさらに別のアレイを製造することができる。このようにアレイを組み合わせて処理できるため、構造及びデバイスの材料選択、プロセス設計及び工学処理において大きな自由度がもたらされる。
【００１２】
開示されるシステム及び方法を用いることによって、近接して配置される非常に細いワイヤあるいは物体からなるアレイを形成することができる。このタイプのアレイは現在及び将来のデバイスにおいて用いることができ、これらのデバイスは、より良好に、且つより迅速に機能し、より小さなスケールにおいて構成できるようになる。
【００１３】
開示するシステム及び方法は、多くの従来技術の解決策よりも著しく優れた利点をもたらす。これらの利点には、ワイヤあるいは物体の長さ、厚み及び間隔のような、アレイの正確な寸法制御、ならびにワイヤあるいは物体の数の正確な制御が含まれ得る。開示するシステムは、いくつかの従来技術の解決策よりも滑らかで、有用なワイヤ断面もまた提供することができる。さらに、当該システム及び方法では、１つの超格子を何度も利用する等によって、それぞれコストがかかる可能性があるナノインプリンティング、リフトオフ工程あるいはＵＨＶを用いる必要がなく、それによって、ナノワイヤ及びナノオブジェクトアレイを製造するコストを削減することができる。また、多くの異なるタイプの材料から形成されるワイヤあるいは物体を有するナノワイヤ及びナノオブジェクトもまた、記載のシステム及び方法を用いて形成することができ、それは著しく大きな利点をもたらし得る。
【００１４】
［例示的な超格子］
図１〜図４には、以下に説明する、ナノワイヤあるいはナノオブジェクトアレイを形成するための種々の工程において利用し得る超格子を示している。この超格子は、以下に説明する工程において利用し得るものの一例であることに留意されたい。他の超格子、表面及び構造を用いることもできる。この例示的な超格子は、以下に記載する工程の範囲を制限する意図はなく、以下に記載する工程をより良く理解するために示すものである。
【００１５】
図１は、例示的な超格子１００を示しており、ここでは側断面図で示す。超格子１００は、少なくとも２つ以上の異なる層状の材料、ここでは第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４を含む。これらの材料層はいずれも、基材１０６あるいは別の基材上に層をなすことができる。図１に示す超格子１００の構成は、化学気相成長、スパッタリング、及び物理気相成長、原子層堆積、電気めっきなどのような種々の方法において達成し得る。
【００１６】
層状の材料は、図１に示すように、交互に積層している。層１０２及び１０４のそれぞれの厚みは、以下にさらに詳細に示すように、ワイヤあるいは物体間の間隔（即ち「ピッチ」）、及びワイヤ（及び、場合によっては物体）自体の厚みを生じさせる工程に影響を及ぼす。したがって、層１０２及び１０４の厚み及び間隔は、超格子１００を用いて製造されるワイヤアレイあるいは物体アレイの特性に影響を及ぼす。
【００１７】
第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４はいずれも、ナノメートルスケール〜マイクロメートルスケール以上の種々の厚みを有することができる。例えば、層１０２及び１０４は、１０ナノメートル未満（０．７ナノメートル程度という薄さでさえもよい）、１０〜１５ナノメートル、１５〜２０ナノメートル、及び２０〜５０ナノメートル又はそれ以上、あるいはその組み合わせの厚みで形成し得る。最も高い密度のワイヤあるいは物体のアレイを製造するためには、また量子効果のような極めてサイズ依存性の高い特性を示すワイヤあるいは物体を製造するためには、最も薄い層厚が用いられる。層厚を増すことにより、古典的な（classical）非量子特性、より容易な製造性、より大きな電気的コンダクタンス、より広い表面積及びより密度の低いアレイが実現される。
【００１８】
第１の材料層１０２は、導電性材料及び非導電性材料をはじめとする種々の種類の材料から形成し得る。導電性材料からなる第１の材料層１０２は、例えば、白金、ベリリウム、アルミニウム、パラジウム、タンタル、ニッケル、金のような１つあるいは複数の金属；合金；酸化インジウムスズ、酸化バナジウムあるいはイットリウムバリウム銅酸化物のようなセラミック；シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、テルル化カドミウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化スズ、酸化インジウムスズのような半導電性材料；及び／又は他の元素、二元素及び多元素材料を含むことができる。非導電性材料からなる第１の材料層１０２は、酸化アルミニウム、種々の他の酸化物、及び薄層として堆積し得る他の絶縁性材料を含むことができる。材料の組み合わせの選択は用途に特有であり、また工程は、ポリマーのような「軟質の」材料をはじめとする、薄層として堆積し得るほとんどの固体材料に関して機能するように構成することができる。
【００１９】
同様に、第２の材料層１０４も、先に第１の材料層１０２の場合に記載したような導電性材料及び非導電性材料をはじめとする種々の種類の材料から形成し得る。非導電性材料からなる第２の材料層１０４は、酸化アルミニウム、種々の他の酸化物、及び薄い層として堆積し得る他の絶縁性材料を含むことができる。また、第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４は、単結晶性にすることができ、且つ／又はエピタキシャルの関係にすることができる。エピタキシャルとは、１つの材料の格子と、当該材料がその上に堆積する別の材料の格子とが、完全に、あるいは概ね完全に重なり合うことを意味する。
【００２０】
第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４はいずれも導電性にすることも、又はそのいずれか一方を導電性にして、他方を絶縁性にすることもできる。両方の層１０２及び１０４が導電性である場合、それらの層を露出させる表面を処理することで、第１の材料層１０２あるいは第２の材料層１０４のいずれか一方の露出表面を非導電性にしたり、又はエッチングもしくは除去したりできる。これらの工程及び表面の一例を以下にさらに詳細に説明することとする。
【００２１】
第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４はいずれも２つ以上の材料を含むことができる。例えば、第１の材料層１０２は、金を含むいくつかの層、タンタルを含むいくつかの層、ニッケルを含むいくつかの層を含むことができる。
【００２２】
超格子１００ならびに第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４は、或る厚み、長さ及び深さを有する。第１及び第２の材料層１０２及び１０４は、ナノメートルスケールからセンチメートルスケールまでの長さを有することができる。アレイの最終的な用途に応じて、ワイヤあるいは物体は非常に短く（ナノメートルスケールの長さ）したり又は非常に長く（センチメートルスケールの長さ）したりすることが必要となり得る。以下にさらに詳細に説明するように、アレイ内のワイヤあるいは物体の最終的な長さは、超格子１００、並びに第１の材料層１０２及び／又は第２の材料層１０４の長さに関連付けることができる。
【００２３】
図２は、超格子１００の一例を示しており、ここでは機能面２０２を有する側断面図で示している。この例では、超格子１００は、機能面２０２を形成するよう変更されている。この機能面２０２は、或る部分においては概ね水平（平坦）であり、この水平な部分を用いて、ナノワイヤアレイのワイヤを形成するのを助けることができる（以下に説明する）。機能面２０２は、超格子１００を切断し、研磨することをはじめとする、種々の方法によって製造し得る。
【００２４】
機能面２０２は、第１の材料層１０２及び第２の材料層１０４あるいは他の層の厚み方向に関して概ね平行にすることができる。機能面２０２が材料層１０２及び１０４の厚み方向に関して概ね平行でない場合には、材料層１０２及び１０４の露出面積が大きくなるであろう。材料層１０２及び１０４の露出面積が大きいと、機能面２０２において製造されるワイヤが、機能面２０２が第１あるいは第２の材料層１０２及び１０４の厚み方向に関して概ね平行である場合よりも太く形成されることになる。機能面２０２が材料層の厚み方向と概ね平行である場合には、当該機能面２０２を用いてワイヤを形成し、ナノオブジェクトの方向を合わせ、且つアレイ内のワイヤあるいは物体間の空間を第１及び第２の材料層１０２及び１０４の厚みと概ね同じにすることができる。
【００２５】
図３は、機能面２０２を有する超格子１００の一例の立体図を示している。この図では、第１及び第２の材料層１０２及び１０４の複数の領域、即ち縁部を露出させている機能面２０２を示している。これらの縁部は、第１の材料の縁部３０２及び第２の材料の縁部３０４として参照される。これらの露出縁部３０２及び３０４を用いて、以下にさらに詳細に説明するように、アレイワイヤを形成するか、又はナノオブジェクトを収集し、且つその方向を合わせることができる。
【００２６】
図４は、例示的な機能面２０２及び例示的な電気的接続面４０２を有する超格子１００の一例の立体図を示している。この図では、超格子１００は、電気的接続面４０２を形成するように変更されている。電気的接続面４０２は、場所によっては概ね水平である必要はないものの、概ね水平あるいは平坦な場合に電力消費装置（electrical power sink）に容易に接続することができる。電気的接続面４０２は、超格子１００を切断及び研磨することをはじめとする、種々の方法によって製造することができる。
【００２７】
［ナノワイヤ及びナノオブジェクトアレイを形成するための例示的なプラットフォーム］
図５は、以下に示す、ナノワイヤ及びナノオブジェクトアレイの形成方法を実施する際
に用い得るプラットフォーム５００の一実施形態を示している。当該プラットフォーム５００は、コンピュータ／コントローラ５０２と、処理部５０４とを備える。
【００２８】
コンピュータ／コントローラ５０２は、中央演算装置（ＣＰＵ）５０６と、メモリ５０８と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路５１０と、支援回路５１２とを備える。ＣＰＵ５０６は汎用コンピュータであり、メモリ５０８に収容されるソフトウェア（図示せず）を実行してプログラムされると、処理部５０４のハードウェア構成要素を制御するための特定用途向きのコンピュータとなる。メモリ５０８は、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、取外し可能記憶装置、ハードディスクドライブあるいは任意の形態のデジタルメモリデバイスを含むことができる。Ｉ／Ｏ回路５１０は、情報出力用として周知のディスプレイと、キーボード、マウス、トラックボール、あるいはコンピュータ／コントローラ５０２をプログラムして処理部５０４の実行処理（処理部５０４に含まれる関連ロボット動作を含む）を決定できるようにする情報入力手段とを備える。支援回路５１２は、当分野において既知であり、それにはキャッシュ、クロック、電源などの回路を含むことができる。
【００２９】
メモリ５０８は制御ソフトウェアを格納しており、ＣＰＵ５０６が当該ソフトウェアを実行することによって、コンピュータ／コントローラ５０２は、処理部５０４の種々の構成要素をデジタル制御できるようになる。当該制御ソフトウェアによって実施される処理の詳細な説明は、図６、図１６及び図２０に関して以下に説明する。
【００３０】
他の実施形態では、コンピュータ／コントローラ５０２には、アナログコンピュータ／コントローラを用いることができる。例えば、処理部５０４において実行されるような処理を制御し得る特定用途向け集積回路を用いることができる。
【００３１】
処理部５０４は、種々の処理チャンバ５１４を備えることができ、多くの場合、ロボット機構５１６によって、処理チャンバ間における基材１０６及び／又は超格子１００の移送が行われる。その処理の詳細は、以下に記載する種々の方法に応じて異なる。
【００３２】
［ナノワイヤアレイを形成するための例示的な方法］
図６は、ナノワイヤアレイを電気化学的に形成するための工程６００の例示的なフローチャートを示している。この工程及び後に記載する工程は、プラットフォーム５００によって実行される処理あるいは行為を表す一連のブロックとして示される。しかしながら、これらの工程は、任意の適切なロボティクス、人、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアあるいはそれらの組み合わせで実施することができる。ソフトウェア及びファームウェアの場合、それらは、メモリに記憶された、１つあるいは複数のプロセッサによって実行可能な、コンピュータ実行可能命令として実施される一連の処理を表す。
【００３３】
ブロック６０２では、超格子１００が設けられる。
【００３４】
ブロック６０４では、超格子１００が電源あるいは接地回路に取り付けられるか、又は別の方法で電気的に接続される。
【００３５】
図７は、例示的な機能面２０２及び電気的接続面４０２を含む超格子１００の一例の立体図を示しており、電気的接続面４０２は接地回路７０２に電気的に接続されている。
【００３６】
電気的接続面４０２が接地回路７０２に電気的に接続されている場合、機能面２０２の第１及び第２の材料層１０２及び１０４と、イオン、導電性物質及び他のデバイス（ここでは図示せず）との間に電圧差が生じるようになる。この電圧差を用いて、機能面２０２へと、あるいは機能面２０２からイオンを移送し、ナノワイヤアレイのためのワイヤを製造したり、又は物体を引き寄せて、ナノオブジェクトアレイを構成することができる。この電圧差を用いて、アレイを如何に容易に形成し得るかは、以下にさらに詳細に説明することとする。
【００３７】
第１の材料層１０２あるいは第２の材料層１０４を構成する材料（複数可）が導体ではなく、機能面２０２から電気的接続面４０２まで非導電性である場合には、電気的接続面４０２は、他の材料層の各層（それは導体である）が接地回路７０２と接続されるように構成される。この場合、電気的接続面４０２は、導電性材料層の各導電層が接地回路７０２に電気的に接続されるように設けられる。これは、電気的接続面４０２を切断及び研磨して、その後、導電性接続材料７０４を電気的接続面４０２にある各導電層と接触させることによって達成し得る。他の方法においてもそれを達成することができる。その目的は、アレイ用ワイヤの形成又はアレイ用ナノオブジェクトの配向を促すために導電性材料層の各層を用いることが意図されている場合において、当該層を電力消費装置に接続させることである。
【００３８】
第１及び第２の材料層１０２及び１０４の両方の材料が導体である場合には、電気的接続面４０２は、導電性接続材料７０４を用いずに設けることができる。この場合、接地回路７０２は、それらの層のうちの１つあるいは複数に直に、又はそれらの層のうちの１つあるいは複数に直に接続される少量の材料に、接続することができる。
【００３９】
ブロック６０６において、第１及び第２の材料層１０２及び１０４の両方の材料が導体でない場合には、プラットフォーム５００は、「いいえ」パスに沿ってブロック６０８まで進む。肯定の場合には、プラットフォーム５００は「はい」パスに沿ってブロック６１０まで進む。
【００４０】
ブロック６０８では、プラットフォーム５００は、低接着性層を機能面２０２に適用する。低接着性層の深さは、ナノスケールに、さらには１ナノメートル未満にもすることができる。低接着性層は十分に薄く、導電性の第１あるいは第２の材料の縁部３０２あるいは３０４の導電性特性をほとんど阻害しないような特性を有するべきである。
【００４１】
図８は、機能面２０２、電気的接続面４０２、接地回路７０２及び例示的な低接着性層８０２を含む、超格子１００の一例の立体図を示している。当該システム及び方法のいくつかの実施形態では、低接着性層８０２は超格子１００の機能面２０２に適用される。当該低接着性層８０２は、機能面２０２上に形成されるワイヤが機能面２０２からさらに容易に除去されるようにするための役割を果たす。これらのワイヤの除去は、これらのワイヤ（図８には示さず）と機能面２０２との間の接着性を低下させるために、低接着性層８０２を適用することによってさらに容易に実施することができる。
【００４２】
低接着性層８０２は、非常に低い接着性から適度に高い接着性まで、様々な接着性を有することができる。接着性層８０２の或る部分は、ワイヤが機能面２０２から除去される際にワイヤとともに剥離するか、又はその概ね全てが機能面２０２とともに留まるようにすることができる。低接着性層８０２は、ワイヤが機能面２０２に貼着するのを、即ちワイヤと機能面２０２との間の接着力が高すぎて除去する際に破壊、あるいはそうでなくても損傷を受けてしまう、のを低減するのに有用である。低接着性層８０２は種々の強度の接着性を有することができ、例えば、機能面２０２上に形成される最終的なワイヤへの接着性の強さは、ワイヤが移しかえられる最終的な基材の接着性の強さよりも低い強さを有する。低接着性層がワイヤに貼着する量を低減するために、低接着性層は、ワイヤに対する接着力よりも大きな接着力で、機能面２０２に対して接着することができる。
【００４３】
他の実施形態では、低接着性層８０２は用いない。これらの実施形態を、以下にさらに詳細に説明する。
【００４４】
ブロック６１０では、プラットフォーム５００は、超格子１００の機能面２０２を処理する。当該工程には、第１の材料層１０２あるいは第２の材料層１０４の露出縁部を非導電性とすることが含まれ得る。また当該工程には、第１の材料層１０２あるいは第２の材料層１０４のうちの一方の縁部を優先的に露出させることも含まれ得る。
【００４５】
或る露出縁部が非導電性になるようにする場合、プラットフォーム５００は、第１及び／又は第２の材料層１０２及び１０４の或る特定の層を絶縁することができる。プラットフォームは、例えば、或る特定の層の露出縁部を酸化あるいは窒化して、それらを絶縁することができる。
【００４６】
例えば、一実施形態では、ブロック６１０において、第２の材料層１０４の縁部が絶縁され、一方、第１の材料層１０２は絶縁されない。これは、第２の材料層の縁部３０４を酸化することにより達成し得る（図３を参照）。一実施形態では、プラットフォーム５００は、機能面２０２を、即ち第１の材料層の縁部３０２及び第２の材料層の縁部３０４を、酸素雰囲気に曝露する。本実施形態では、第１の材料層の縁部３０２は、第２の材料層の縁部３０４ほど急速には酸化されない。このため、第１の材料層の縁部３０２が非導電性になる前に、第２の材料層の縁部３０４は十分酸化されて非導電性となり得る。
【００４７】
他の実施形態では、第１及び第２の材料層１０２及び１０４のうちの一方の縁部が窒化によって絶縁される。この実施形態では、プラットフォーム５００は、機能面２０２を（第１及び第２の縁部３０２及び３０４と共に）、圧力、温度、プラズマ及び／又は触媒などの適切な条件下で、窒素雰囲気に曝露する。ここでは、第１及び第２の材料の縁部３０２及び３０４のうちの一方が、機能面２０２において非導電性になるほど十分に窒化される。導電性のままとすべき材料の縁部は、非導電性とすべき材料の縁部よりも低い窒化速度を有する。
【００４８】
図９は、第２の材料の縁部３０４が変性処理された後の、例示的な超格子１００及び機能面２０２の側断面図を示している。この図では、第２の材料層１０４を構成する材料は導電性であるが、機能面２０２においてはもはや導電性でないように処理されている。上記のように、第２の材料の縁部３０４（あるいは実施形態によっては第１の材料の縁部３０２）は、窒素あるいは酸素雰囲気に曝露されることにより非導電性とし得る。
【００４９】
一実施形態では、第２の材料層１０４を構成する材料はアルミニウムであり、第１の材料層１０２を構成する材料は金である。この場合、機能面２０２を酸素雰囲気に曝露することにより、第１の材料の縁部３０２がほとんど変性されないのに対して、第２の材料の縁部３０４はアルミニウム（導電体、符号１０４）から酸化アルミニウム（非導電体、符号９０２）へと変化するであろう。十分な深さまでアルミニウムから酸化アルミニウムへと変化すると、第２の材料の縁部３０４は実効的に非導電性となる。
【００５０】
しかしながら、いくつかの事例では、第１の材料の縁部３０２を或る少量だけ変性することが望まれる。この実施形態では、第１の材料の縁部３０２を或る少量だけ変性することにより、第１の材料の縁部３０２上に形成されるワイヤが、変性されなかった場合ほど強く接着しないようにすることができる。
【００５１】
図１０は、第１及び第２の材料の縁部３０２及び３０４が変性処理された後の、例示的な超格子１００及び機能面２０２の側断面図を示している。この図では、第２の材料層１０４を構成する材料は導電性であるが、機能面２０２においてはもはや導電性でないように処理されている。第１の材料層１０２を構成する材料も導電性であり、機能面２０２において処理されているが、非導電性となるほど十分には処理されていない。
【００５２】
一実施形態では、第２の材料層１０４を構成する材料はアルミニウムであり、第１の材料層１０２を構成する材料はタンタルである。この場合、機能面２０２を酸素雰囲気に曝露することにより、第１の材料の縁部３０２はわずかな深さまで（第２の材料の縁部３０４の深さと比較して）変性されるのに対し、第２の材料の縁部３０４は比較的深くまで変性されるであろう。アルミニウムは酸化アルミニウム（図１０の符号９０２）へと変化するであろう。タンタルは酸化タンタル（非導電体、符号１００２）へと変化するであろう。十分な深さまでアルミニウムから酸化アルミニウムへと変化すると、第２の材料の縁部３０４は実効的に非導電性となるであろう。第１の材料の縁部３０２は導電性のままにすることができるが、ナノワイヤアレイ用のワイヤを形成するために用いられる１つあるいは複数の材料に対する接着性がさらに低くなるなどの望ましい特性を有する。第１の材料の縁部はまた、ここでは、第１の材料の縁部を大きくエッチングすることのない溶液内で化学的にエッチングすることもできる。
【００５３】
また、ブロック６１０の一部として、プラットフォーム５００は、第１あるいは第２の材料層１０２及び１０４のうちの一方の縁部を優先的に浸食することができる。この優先的な浸食は、第１あるいは第２の材料層１０２あるいは１０４を、機能面２０２からオフセットさせることができる。一実施形態では、縁部を優先的に浸食するステップには、第１あるいは第２の材料層１０２あるいは１０４が導電体であればいずれもエッチングして除去するステップが含まれる。導電性材料をエッチングすることは（この例では、第１の材料層１０２が導電性であり、第２の材料層１０４が非導電性であるものと仮定する）、或る特定の深さまで実行することができる。この深さは、ナノワイヤアレイのワイヤの最終的な深さ（あるいは高さ）に影響を及ぼし得る。この深さは、ナノオブジェクトの収集にも影響を及ぼし得る。
【００５４】
図１１は、第１の材料の縁部３０２が浸食された後の、例示的な超格子１００及び機能面２０２の側断面図を示している。この図では、第１の材料層１０２を構成する材料は導電性であるが、第１の材料の縁部３０２は機能面２０２からオフセットされるようにエッチングにより除去されている。図１１の機能面２０２において示されるように、当該オフセット処理は溝（即ち「谷部分」）を作り出すことができる。そうすることにより、第２の材料の縁部３０４が、第１の材料の縁部３０２の谷部分に対して山部分を形成する。図１１から明らかなように、第１の材料の縁部３０２をこのようにオフセットさせることにより、機能面２０２が波形となる。この波形は、長さ方向に関して平行に見るとき、段差のある矩形、鋸歯形あるいは正弦波形を有するものと見ることもできる。
【００５５】
一方の材料を他方の材料よりも優先的にエッチングあるいは浸食するために、エッチングされるべき第１あるいは第２の材料層１０２あるいは１０４を構成する材料は、用いられる浸食液（エッチング液）に対してより速いエッチング速度を有する。
【００５６】
この溝は、溝の深さ周囲においてワイヤを形成する際に有効に用い得る。当該溝はまた、ワイヤを損傷から保護したり、所望のワイヤ断面を作り出したりするといった、他の利点ももたらす。この断面は、一方の側において丸みをつけ、別の側において概ね平坦にすることができる。この他方の側は、後に基材に適用されるため、このように平坦であることは、基材にワイヤを固定する際に都合よく利用することができる。
【００５７】
一実施形態では、図１１の波形の機能面２０２は、低接着性層（図示せず）で処理される。
【００５８】
一実施形態では、ブロック６１２において、機能面２０２の一部が絶縁され、エッチングされない場合には、プラットフォーム５００は、「絶縁のみ」のパス（経路）に沿ってブロック６０８まで進む。それが絶縁され且つエッチングされるか、又は他の方法で優先的に露出される場合には、プラットフォーム５００は、「エッチング及び絶縁」パスに沿ってブロック６１４まで進む。しかしながら、プラットフォーム５００は、いくつかの実施形態では、エッチングされ且つ絶縁された後に、ブロック６１４に進む前に、ブロック６０８に進み、エッチングされ且つ絶縁された機能面２０２に低接着性層を適用することができる。
【００５９】
ブロック６１４では、プラットフォーム５００は、導電性材料層の縁部をイオンに曝露する。当該ブロック６１４の一部として、プラットフォーム５００は、機能面２０２をイオンに曝露する。この縁部（第１の材料の縁部３０２あるいは第２の材料の縁部３０４のいずれか）は、機能面２０２において導電性であり、イオンを引き寄せることができる。或る時間にわたって、導電性縁部においてイオンを収集することにより、ワイヤが形成される。
【００６０】
イオンを導電性縁部に引き寄せるために、導電性縁部はイオンとは異なる電位あるいは電荷を有する。これは、縁部を電力消費装置７０２と電気的に接続することをはじめとする、種々の方法により達成し得る。上記実施形態では、電気的接続面４０２が電力消費装置７０２と電気的に接続される。この例では、第１及び第２の材料層１０２及び１０４の一方あるいは両方が導電性であることによって、電気的接続面４０２と機能面２０２との間にその接続が確立される。一方が機能面２０２において導電性でないことを除いて両方の層が導電性である場合には、全ての層が機能面において導電性とは限らない場合であっても、これらの導電層が、機能面において導電性である縁部への電気的な接続を可能にする。そうすることにより、第１の材料の縁部３０２あるいは第２の材料の縁部３０４（機能面２０２においてどちらが導電性であっても）は、イオンを引き寄せて、ナノワイヤアレイ用のワイヤを形成することができる。
【００６１】
一実施形態では、プラットフォーム５００は、イオンを含む浴内に機能面２０２を配置することにより、機能面２０２をイオンに曝露する。当該浴内のイオンには、数例を挙げると、金、タンタル、アルミニウムあるいはニッケルイオンを用いることができる。第１の材料の縁部３０２を構成する材料もまた、数例を挙げると、金、タンタル、アルミニウムあるいはニッケルイオンとし得る。
【００６２】
他の実施形態では、プラットフォーム５００は、機能面２０２を、正電荷を有するニッケルイオンを含む浴内に配置する。この実施形態では、第１の材料の縁部３０２はタンタルから構成され、第２の材料の縁部３０４は酸化アルミニウムから構成される。第２の材料層１０４を構成する材料はアルミニウムであるが、第２の材料の縁部３０４は酸化されている。この例では、第１の材料の縁部３０２がニッケルイオンと比べて十分に負の電位を有する場合には、第１の材料の縁部３０２において、ニッケルからなる、ナノスケールの深さ（depth）を有するワイヤが形成されるであろう。この例を続けると、第１の材料の縁部３０２は、ニッケルイオンよりも低い電位を有する。この低い電位は、第１の材料の縁部３０２から第１の材料層１０２及び電気的接続面４０２を通って電力消費装置７０２に至る、電気的接続によってもたらされる。またこの例では、ニッケルイオンを含む浴（図示せず）は、それらのイオンを正に帯電したままにし、且つ／又は帯電させることができる電源（図示せず）に接続されている。
【００６３】
ブロック６１６では、プラットフォーム５００は、導電層の縁部上にイオンを電気化学的に堆積させる。先に示したように、機能面２０２において導電性である第１あるいは第２の材料の縁部３０２あるいは３０４は、イオンと比べて適切な電位を有する場合には、イオンを引き寄せるであろう。プラットフォーム５００は、適切な厚み（thickness）及び深さ（depth）のワイヤが形成されるまで、縁部上にイオンを堆積させ続ける。この厚みは、ナノメートルスケール以上にすることができる。一実施形態では、この厚みは、ワイヤの深さと概ね同じである。別の実施形態では、この厚みはワイヤの深さよりも小さく、そのワイヤに深さよりも小さな厚みを与える。さらに別の実施形態では、この厚みは、ワイヤの深さよりも大きい。
【００６４】
図１２及び図１３は、例示的な機能面２０２の上に形成されたワイヤを示している。
【００６５】
具体的には、図１２は、例示的な機能面２０２、電気的接続面４０２、電飾消費装置７０２、及び低接着性層８０２を含み、機能面２０２上に例示的なワイヤ１２０２を有する、超格子１００の一例の立体図を示している。ここでは、ワイヤ１２０２は、導電性縁部（この図では第１の材料の縁部３０２）の上方で、且つ低接着性層８０２上に形成される。
【００６６】
具体的には、図１３は、波形の断面を有する、例示的な機能面２０２、電気的接続面４０２、電力消費装置７０２及びワイヤ１２０２を含む、超格子１００の一例の立体図を示している。ここでは、ワイヤ１２０２は、機能面２０２において第１の材料層１０２を浸食することによって生じる波形表面内に形成される。
【００６７】
ブロック６１６のさらに別の実施形態では、プラットフォーム５００は、限定はしないが、イオン化された無機分子、イオン化された有機分子、イオン化された生物学的分子、イオン化されたポリマー、帯電した金属、半導体又は絶縁性のナノ微粒子、金属、誘電体、又は半導体のナノチューブ、及び上記の物質の化学的なクラスタ又は複合体をはじめとする、他の帯電した物体を含む浴内に機能面２０２を配置する。この実施形態では、機能面２０２によって電場が誘導される結果として、機能面２０２の導電性縁部上に物体が電気泳動によって堆積するようになる。この方法によって、半導体、セラミック、有機物、ポリマー及び他の種類のナノワイヤを形成することが可能となる。
【００６８】
ブロック６１６のさらに別の実施形態では、機能面２０２によって生成される電場によって、機能面２０２の導電性縁部上で、溶解した化学物質と水（機能面２０２が配置される浴内にある）との化学反応が起こる。この結果、電気分解により導電性縁部上に反応生成物が堆積し、ナノワイヤが形成される。
【００６９】
ブロック６１８では、プラットフォーム５００は、アレイ基材を設ける。当該アレイ基材は、機能面２０２上に形成されたワイヤを保持するための役割を果たす。
【００７０】
図１４は、例示的な超格子１００、機能面２０２、低接着性層８０２及びワイヤ１２０２と、例示的なアレイ基材１４００を示している。アレイ基材１４００は、高接着性層１４０２を含む。当該高接着性層１４０２によって、ワイヤ１２０２を超格子１００からアレイ基材１４００に移しかえるのが容易となる。高接着性層１４０２が作用して、ワイヤ１２０２と機能面２０２との間の接着力よりも大きな接着力が生じる。ワイヤ１２０２と機能面２０２との間に低接着性層８０２が存在する場合には、高接着性層１４０２は、適度なあるいは適度に低いばかりでなく、ワイヤ１２０２上の低接着性層８０２の接着力よりも高い接着力を有することができる。
【００７１】
ブロック６２０では、プラットフォーム５００は、ワイヤ１２０２をアレイ基材１４００に接触させる。そうすることにより、ワイヤ１２０２は超格子１００からアレイ基材１４００へと移される。
【００７２】
図１４は、物理的に接触する前のアレイ基材１４００及び超格子１００を示す。プラットフォーム５００がワイヤ１２０２をアレイ基材１４００の高接着層１４０２に接触させた後に、ワイヤ１２０２がアレイ基材１４００に移される。
【００７３】
ブロック６２２では、プラットフォーム５００は、アレイ基材１４００から超格子１００を除去し、アレイ基材１４００上にワイヤ１２０２が残される。
【００７４】
図１５は、ワイヤ１２０２が移された後の、アレイ基材１４００及びワイヤ１２０２の一例を示している。ここでは、アレイ基材１４００は、例示的なワイヤ１２０２のアレイ１５０２を含む。
【００７５】
図１６は、ナノワイヤアレイを電気化学的に形成するための工程１６００の１つの例示的なフローチャートを示している。当該工程１６００は、ナノワイヤアレイを形成するための１つの例示的な方法を示すものであり、ここでは電気化学的な分解及び電気めっき法を用いて、材料を超格子１００から基材に移している。
【００７６】
他の実施形態（図示せず）では、材料が基材から超格子に移される。この実施形態では、基材は薄い導電性膜を有し、超格子を電気化学的に用いて、基材の薄い導電性膜をエッチングすることでナノワイヤアレイへとする。したがって、エッチング後に残される、基材の薄い導電性膜由来の材料がナノワイヤアレイである。
【００７７】
ブロック１６０２において、プラットフォーム５００は超格子１００を設ける。これは、上述の例示的な超格子１００のうちの１つを用いて達成し得る。一実施形態では、プラットフォーム５００は、機能面２０２と電気的接続面４０２とを有する、図４に示す超格子１００を設ける。
【００７８】
ブロック１６０４において、電力消費装置７０２が電気的接続面４０２に取り付けられる。電力消費装置７０２には、電源あるいは接地回路／消費装置を用いることができる。
【００７９】
ブロック１６０６において、プラットフォーム５００は、機能面２０２の第１あるいは第２の材料層１０２あるいは１０４のうちの一方を浸食する。この浸食は、エッチング、又は曝露、浸食及び／又はエッチングに関する先の説明において示したのと同様の他の方法を用いて実施することができる。
【００８０】
一実施形態では、プラットフォーム５００は、機能面２０２において第２の材料層１０４をエッチングする。これにより、波形の機能面２０２が形成され、第１の材料の縁部３０２が第２の材料層３０４の縁部を越えて突出するようにし得る。
【００８１】
図１７は、第２の材料の縁部３０４が浸食された後の、例示的な超格子１００及び機能面２０２の立体図を示している。この図では、第１の材料層１０２を構成する材料は導電性であるが、第２の材料層１０４をエッチングして除去することにより、第２の材料層１０４を越えて露出しており、第２の材料層１０４において溝が形成されている。これによって、機能面２０２において第１の材料層１０２を構成する導電性材料は優先的に露出するようになる。図１７から明らかなように、このエッチングによって、機能面２０２は波形とされ得、第２の材料の縁部３０４を越えて第１の材料の縁部３０２を延在させ得る。
【００８２】
ブロック１６０８において、プラットフォームは、導電性の受容基材を設ける。この導電性受容基材を用いることで、材料を第１の材料層１０２あるいは第２の材料層１０４の複数の層から移しかえることができる。材料は、少量であるが、十分な深さのナノスケールワイヤを形成するのに十分な量にて、第１及び／又は第２の材料の縁部３０２及び３０４の縁部から移すことができる。
【００８３】
ブロック１６１０において、プラットフォーム５００は、材料層の１つあるいは複数の縁部から導電性材料を溶解させ、導電性受容基材上に当該導電性材料を堆積させる。これは、層の露出縁部から導電性受容基材に電気化学的に堆積させることをはじめとする、種々の形態で実施し得る。
【００８４】
図１８に部分的に示す一実施形態では、ワイヤを形成すべく、材料は第１の材料の縁部３０２から導電性受容基材上に移される。この材料の移動を容易にするために、第１の材料の縁部３０２及び導電性受容基材は異なる電位を有する。
【００８５】
図１８は、例示的な超格子１００、機能面２０２、電気的接続面４０２、電力消費装置７０２の側断面図を示しており、機能面２０２は、第２の材料の縁部３０４を越えて延在する第１の材料の縁部３０２を有する。また図１８は、電源１８０４に電気的に接続される例示的な導電性受容基材１８０２も示している。この実施形態では、導電性受容基材１８０２は、その上でワイヤ１２０２が形成される、絶縁層１８０６を含む。
【００８６】
プラットフォーム５００は、露出した縁部（ここでは第１の材料の縁部３０２）を導電性受容基材１８０２に極めて近接して配置することにより、第１の材料の縁部３０２から導電性受容基材１８０２への材料の移動を容易にすることができる。一実施形態では、プラットフォーム５００は、互いの距離が数ナノメートル以内となるようにこれらを配置する。他の実施形態では、互いの距離が数十ナノメートル以内となるように配置する。そのように近接させることは、堆積する線の細かさに影響を及ぼす。
【００８７】
また材料の転写を容易にするために、プラットフォーム５００は、第１の材料の縁部３０２に存在する材料のイオンを搬送し得る電解液内に導電性受容基材１８０２及び第１の材料の縁部３０２を配置することができる。
【００８８】
図１８に部分的に示される、この例では、プラットフォーム５００は、第１の材料の縁部３０２にある材料を溶解させ得る電解液内に第１の材料の縁部３０２及び導電性受容基材１８０２を配置する。一例では、第１の材料の縁部３０２を構成する材料はニッケルである。この例では、ニッケルは電解液によって溶解され、ニッケルイオンになる。これらのニッケルイオンは帯電した粒子であり、導電性受容基材１８０２に引き寄せられる。その後、ニッケルイオンは、時間とともに、導電性受容基材１８０２の層１８０６上に積層され、ニッケルワイヤ１２０２が形成される。所望の厚み及び深さのワイヤ１２０２が得られた後に、プラットフォーム５００は、導電性受容基材１８０２を超格子１００の機能面２０２から取り外す。
【００８９】
露出される第１の材料の縁部３０２は、多数の材料から構成することができる。図１９に部分的に示される一実施形態では、第１の材料の縁部３０２は、４つの異なる材料を含む。
【００９０】
図１９は、例示的な超格子１００、機能面２０２、電気的接続面４０２及び電力消費装置７０２の側断面図を示しており、当該機能面２０２は、第２の材料の縁部３０４を越えて延在し且つ複数の材料から構成される第１の材料の縁部３０２を有する。また図１９は、電源１８０４と電気的に接続される例示的な導電性受容基材１８０２も示している。この実施形態では、導電性受容基材１８０２は、その上にワイヤ１２０２が積層される、絶縁層１８０４を含む。
【００９１】
この実施形態では、プラットフォーム５００は、４つの材料それぞれを溶解することができる電解液内に第１の材料の縁部３０２を配置する。これらの材料は、例えば、タンタル、ニッケル、アルミニウム及び金からなる第１の材料層１０２が交互に存在する層を含むことができる。その後、プラットフォーム５００は先に記載したように処理を進める。
【００９２】
しかしながら、ある特定の間隔が必要とされる場合には、４つの材料のうちの１つあるいは複数を十分には溶解させることのできない電解液を用いることができ、それによって、ある特定のワイヤ間の間隔が大きいアレイとしてワイヤが形成される。
【００９３】
本明細書に記載する方法で製造されるナノワイヤアレイは、他の種類のナノワイヤアレイをさらに処理し、製造するために用いることもできる。一実施形態では、ナノワイヤは、薄い金属あるいは半導体膜の上に製造される。その際、これらのナノワイヤをハードマスクとして用いて、薄膜材料をエッチングして除去することにより、薄膜材料から形成される別の１組のナノワイヤを製造し得る。
【００９４】
［ナノオブジェクトアレイを形成するための例示的な方法］
図２０は、ナノオブジェクトアレイを形成するための工程２０００の例示的なフローチャートを示している。ナノオブジェクトは、導体、絶縁体、半導体及び構造体として機能し、当該アレイは数多くの種々の用途において有用である。
【００９５】
ナノオブジェクトは、２つの次元において０．７〜１００ナノメートルであり、第３の次元において１００ナノメートル〜１０センチメートルである、３次元の概ね直線の物体である。したがって、ナノオブジェクトは細長い物体である。ナノオブジェクトは、多くの異なる材料及び当該材料からなる構造的な配列とを含み得る。
【００９６】
ブロック２００２において、プラットフォーム５００は、波形表面を設ける。この波形表面は、当該表面の波形を構成する谷部分と山部分を含む。谷部分と山部分は、種々の厚みを有することができ、谷部分の厚みはナノメートルスケール（０．７〜１００ナノメートル）であり、山部分はナノメートルからメソスケールもしくはマクロメートルスケールである。谷部分及び山部分の長さは、約１００ナノメートルからセンチメートルスケールとすることができ、長さ方向の寸法は厚み方向の寸法よりも著しく長い。
【００９７】
超格子１００の種々の実施形態を用いて、以下に記載する工程を説明する。超格子１００のこれらの実施形態は、以下に説明する工程において用い得る、波形表面を有する構造である。他の構造、表面及び超格子を用いることもできる。これらの例示的な波形表面及び超格子は、以下に記載する工程の範囲を限定することを意図するものではなく、そのような工程を読者が理解するために示すものである。
【００９８】
ブロック２００２の一実施形態では、設けられる波形表面は、波形を有し且つ工程６００の一部として形成又は記載される任意の例示的な超格子１００を含む。したがって、ブロック２００２は、それによって波形表面が形成される工程６００のブロック６０２〜６１２の実施形態を包含し得る。
【００９９】
図２１は、例示的な波形の機能面２０２を有する超格子１００の一例の立体図を示している。この例の超格子１００は、電気的接続面４０２を有し、該電気的接続面４０２は電力消費装置７０２に電気的に接続されている。
【０１００】
また、この例示的な超格子１００では、第１の材料層１０２を構成する材料は導電性であるが、機能面２０２からオフセットされており、第１の材料層１０２内に谷部分２１０２が作り出される。これによって、第２の材料層１０４は、機能面２０２において、山部分２１０４として露出することとなる。プラットフォーム５００は、これらの谷部分２１０２を用いて、以下に記載のナノオブジェクトの方向を合わせ（配向させ）、且つ／又はナノオブジェクトを収集するであろう。
【０１０１】
図２１に示す波形の機能面２０２は、谷部分２１０２は半円形の断面（図示）を、山部分２１０４は平坦な断面（図示）を有し得るが、長さ方向に対して平行に見るとき、段差のある矩形、鋸歯形、正弦波形あるいは浅い切り欠きを有するように見える断面を含むこともできる。
【０１０２】
一実施形態では、谷部分２１０２は、第１の材料の縁部３０２のオフセット例であり、山部分２１０４は第２の材料の縁部３０４の対応例である。
【０１０３】
ブロック２００４において、プラットフォーム５００は、ナノオブジェクトを設ける。これらのナノオブジェクトは、無機分子、有機分子、生物学的分子、金属、半導体あるいは絶縁性ナノ微粒子のような数多くの種々の種類の材料から構成し得る。またそれらは、種々の種類の形状及び構造を有し得る。それらは、例えば、種々のキラリティ（chirality）からなる単層及び多層カーボンナノチューブ；窒化ホウ素ナノチューブ；二硫化モリブデンナノチューブ；ナノチューブの束及びロープ；金属、半導体、導電性酸化物、導電性ポリマーあるいは他の導電性材料から形成される中実あるいは中空のナノワイヤ；絶縁性ナノロッド；及び導電性あるいは絶縁性ナノニードルを含むことができる。
【０１０４】
これらのナノオブジェクトは、或る長さ、厚さ及び深さを有するが、厚さあるいは深さ方向においてよりも長さ方向において著しく長い。
【０１０５】
一実施形態では、ナノオブジェクトの厚み及び深さは、谷部分２１０２の厚みよりも小さく、ナノオブジェクトが谷部分２１０２の中に収集されるようにすることができる。
【０１０６】
これらのナノオブジェクトは概ね直線にしたり、曲線部分を含むような線にすることができるが、谷部分２１０２に一致する（位置合わせされる）だけの柔軟性を有することができる。
【０１０７】
一実施形態では、ナノオブジェクトはナノチューブ複合体である。これらの複合体は適度に直線であり（いくつかの曲線を有する）、柔軟性があり、中空の断面を有する。当該ナノチューブは、ポリビニルピロリドン及びポリスチレンスルホネートなどの、炭素を有するものをはじめとする、ポリマーから構成することができる。当該ナノチューブはまた、窒化ホウ素あるいは二硫化モリブデンのような、非炭素化合物から構成することもできる。
【０１０８】
ブロック２００４の一実施形態では、プラットフォーム５００は、浴内でナノチューブをイオン化することにより、帯電したナノオブジェクトを設ける。ナノオブジェクトを帯電させることによって、以下に説明するように、谷部分２１０２に対して方向を合わせ、且つ／又は谷部分２１０２にそれらのナノオブジェクトを収集することができる。
【０１０９】
図２２は、谷部分２１０２、山部分２１０４を有し、接続面４０２及び導電性接続材料７０４を介して電力消費装置７０２に電気的に接続されている、例示的な波形の機能面２０２を含む、超格子１００の一例の立体図を示している。
【０１１０】
図２２はまた、帯電している例示的なナノオブジェクト２２０２と、電源１８０４とを有する浴２２００も示している。
【０１１１】
ブロック２００６において、プラットフォーム５００は、ナノオブジェクトに波形表面を曝露する。
【０１１２】
一実施形態では、プラットフォーム５００は、帯電したナノオブジェクト２２０２を含む浴２２００内に機能面２０２を配置することにより、超格子１００の機能面２０２（即ち、谷部分２１０２及び山部分２１０４）を帯電したナノオブジェクト２２０２に曝露する。
【０１１３】
ブロック２００８において、プラットフォームは、機能面２０２の谷部分２１０２に対してナノオブジェクトを配向させ、且つ／又は谷部分２１０２の中にナノオブジェクトを収集する。
【０１１４】
先の実施形態の一例では、プラットフォーム５００は、機能面２０２を帯電したナノオブジェクト２２０２に曝露し、機能面２０２の谷部分２１０２を帯電させて、帯電したナノオブジェクト２２０２を引き寄せる。ある時間にわたって、帯電したナノオブジェクト２２０２を収集することにより、ナノオブジェクト２２０２からなるアレイを形成することができる。
【０１１５】
ブロック２００４、２００６及び２００８についての関連実施形態では、プラットフォーム５００は、浴２２００内でナノオブジェクトをイオン化することにより、帯電したナノオブジェクト２２０２を設け、超格子１００の機能面２０２を浴２２００内に配置することによりそれを曝露し、その後、帯電したナノオブジェクト２２０２を機能面２０２の谷部分２１０２の中に収集して、アレイを形成する。
【０１１６】
さらに詳細には、本実施形態は、ブロック２００８に関して、波形表面の導電性オフセット縁部／谷部分にナノオブジェクトイオンを引き寄せることにより、帯電したナノオブジェクト２２０２を電気泳動によって収集して、アレイを形成する。そうするために、プラットフォーム５００は、帯電したナノオブジェクト２２０２に対して、谷部分２１０２において或る電位を生成することができる。これは、谷部分２１０２を電力消費装置７０２に電気的に接続することをはじめとする種々の方法を用いて達成し得る。先に示し且つ図２２において部分的に説明した実施形態では、電気的接続面４０２が電力消費装置７０２に電気的に接続されている。この例では、導電性の谷部分２１０２によって（導電性の第１の材料層１０２を介して）、電気的接続面４０２と機能面２０２との間の接続が確立される。第２の材料層１０４が導電性であっても、それらは機能面２０２あるいは山部分２１０４の露出部分においてほとんど導電性ではなく、帯電したナノオブジェクト２２０２は谷部分２１０２の中に収集され、且つ／又は谷部分２１０２に対して配向する。山部分２１０４は、先に記載の種々の方法を用いて非導電性とすることができる。またこの例では、浴２２００は電源１８０４に接続されており、ナノオブジェクト２２０２を帯電したままにし、且つ／又は帯電させることができる。
【０１１７】
ブロック２００４、２００６及び２００８の別の実施形態では、プラットフォーム５００は、ナノオブジェクト及び妨害イオンを含む溶液を帯電させることによって、帯電したナノオブジェクト２２０２を設ける。妨害イオンは、谷部分２１０２へと空間的に分布する。これらの妨害イオンは、電場が０でない空間領域の寸法を谷部分２１０２付近に制限することができる。電場が０でない空間領域の寸法は、そのデバイ距離によって計算し得る。
【０１１８】
【数１】
0004763277.tif 000002
【０１１９】
式中、ε０＝８．８５×１０−１２Ｆ／ｍは自由空間の誘電率であり、εｅｌはイオンを含まない液体溶媒の比誘電率であり、｜ｑ｜＝１．６×１０−１９Ｃは素電荷であり、ｋ＝１．３８×１０−２３Ｊ／Ｋはボルツマン定数であり、Ｔは絶対温度であり（室温は約Ｔ＝２９８Ｋ）及びｎｉは原子価ｚｉを有するイオンの平衡容積濃度である。したがって、デバイ距離は、溶液のｐＨと、イオン強度と、イオン電荷との関数である。一例として、ｐＨ＝５．５を有する１価の酸性溶液の場合、デバイ距離ＬＤは約２００ナノメートルである。プラットフォーム５００は、ｐＨを制御して、電場が０でない空間領域の寸法を制限することができる。
【０１２０】
ナノオブジェクトが少なくとも部分的に導電性である場合には、電場が０でない制限された空間領域と接触するナノオブジェクトは分極する。一旦、分極されると、ナノオブジェクトは谷部分２１０２に引き寄せられて、谷部分２１０２の中に収集され、且つ／又は谷部分２１０２に対して配向する。このようにして電場のサイズを制限することにより、部分的に収集され且つ配向したナノオブジェクトの数を減らすことができる。谷部分２１０２の中に収集されるナノオブジェクト（帯電したナノオブジェクト２２０２など）の数を増やすこともできる。
【０１２１】
また、ナノオブジェクトが帯電したり、分極しているときはいつでも、小さな交流信号を浴に適用し得る。この小さな信号によって、帯電したナノオブジェクト２２０２（谷部分２１０２付近に存在する分極したナノオブジェクトなど）に対して、付加的な振動力を与え得る。この振動力によって、谷部分２１０２付近に存在するものの、完全には収集されていないナノオブジェクトは、谷部分２１０２の中に沈降できるようになる。分極したナノオブジェクトのうちのいくつかは、例えば、部分的には谷部分２１０２の外側にある場合があり、部分的には山部分２１０４などに存在する場合がある。これらの状態は準安定でしかない。振動力によって、これらのいくつかのナノオブジェクトが、谷部分２１０２の中のさらに安定した位置へと沈降できるようになる。
【０１２２】
ブロック２００４及び／又は２００８の一部として、ナノオブジェクト２２０２の挙動を最適化するように浴２２００の条件等を設定あるいは維持することができる。ナノオブジェクト２２０２の挙動は、浴２２００の温度、形状、流れ、イオン強度及びｐＨを調整することにより、最適化し得る。
【０１２３】
浴２２００のイオン強度及びｐＨは、水溶媒内におけるナノオブジェクト２２０２のイオン化に影響を及ぼす。したがって、ｐＨが低いほど酸性が高くなり、ある特定の種類のナノオブジェクト２２０２はそれ相応に帯電できるようになる。浴２２００のｐＨは、０〜１４とすることができ、例えば３〜１０とすることができる。
【０１２４】
浴２２００の温度は、浴２２００内の溶質（例えばナノオブジェクト２２０２）及び溶媒の種類に応じて調整することができる。例えば、水溶液及びカーボンポリマーナノチューブ複合体からなるナノオブジェクトの場合、１５〜３０℃の温度を用いることができる。一方、アルコールあるいは溶融塩溶媒を含む溶液の場合、約−４０℃〜約１５０℃の温度を用いることができる。
【０１２５】
浴２２００の構造（及び対応する流れ）は、機能面２０２の谷部分２１０２及び山部分２１０４の長さ方向に対して、ナノオブジェクト２２０２の長い寸法（長さ）の方向が合わせられるように調整し得る。
【０１２６】
図２３は、一方向への流れを有する例示的な浴２３００を示している。方向性のある浴２３００は、方向２３０４に流れる流路２３０２を有する。流路２３０２は流入領域２３０６と、収集領域２３０８と、流出領域２３１０とを有する。超格子１００は浴プラットフォーム２３１２内に存在し、それにより、収集領域２３０８において機能面２０２を露出させる。機能面２０２の上方には棚部２３１４があり、これは浴プラットフォーム２３１２とともに、流路２３０２内の流れを誘導する。この棚部２３１４及び方向性のある浴２３００によって、流れが２３１６で参照される特定の幅（厚み方向に沿っている）を有することができるようになる。当該棚部２３１４は、機能面２０２付近にあるが、溶液の流れによって分離される（図示せず）電源１８０４を備えることができる。また電源１８０４は、溶液内の機能面２０２付近に配置することもできる。機能面２０２は、電力消費装置７０２に電気的に接続された状態で図示されている。
【０１２７】
棚部２３１４と機能面２０２との間の距離は、ナノオブジェクト２２０２が谷部分２１０２に対して如何に容易に配向し、且つ谷部２１０２の中に収集されるかに影響を及ぼし得る。この距離（収集領域２３０８の高さ）を制限することにより、浴２３００内の流体の流れの物理的特性を利用して、流路２３０２内の流れの方向２３０４に対して平行に細長いナノオブジェクト２２０２の方向を合わせることができる。このように方向を合わせることにより、谷部分２１０２に対してナノオブジェクト２２０２の方向を合わせ、且つ谷部分２１０２の中にナノオブジェクト２２０２を収集するのをさらに容易にすることができる。
【０１２８】
方向性のある浴２３００の一実施形態では、収集領域２３０８における流路２３０２の高さ（棚部２３１４と機能面２０２との間の距離）は、約０．１〜約１ミリメートルである。別の実施形態では、領域２３０８における距離は約１ミクロン〜約１０センチメートルである。
【０１２９】
浴及び棚部の幅２３１６は、方向性のある浴２３００の流体特性に応じて調整し得る。幅２３１６が小さすぎる場合には、ナノオブジェクト２２０２が谷部分２１０２に対して、特に機能面２０２の中央から離れて存在する谷部分２１０２において容易には方向を合わせることができない場合がある。
【０１３０】
方向性のある浴２３００の一実施形態では、浴及び棚部の幅２３１６は、機能面２０２の厚みの１〜１００倍である。図２３においては、機能面２０２よりもわずかに広いものとして幅２３１６を示している。別の実施形態では、幅２３１６は機能面２０２の厚みよりも２〜５倍だけ広い。
【０１３１】
溶液（ナノオブジェクト２２０２を含む）の流れの速度、即ち流速（「流量」）も、機能面２０２の谷部分２１０２に対してナノオブジェクト２２０２の方向を合わせ、且つ谷部分２１０２にナノオブジェクト２２０２を収集するのを最適化するよう調整し得る。流量は、ナノオブジェクトの配向及び収集時に、収集領域２３０８において層流が生じるようになされるべきである。
【０１３２】
一実施形態では、流量は、レイノルズ数を３０未満に保持し、乱流を防ぐよう調整される。レイノルズ数は、流体内の慣性力と粘性力との比に概ね等しい、無次元の流体パラメータである。レイノルズ数が３０未満であるとき、流体には乱流が生じない（層流のみである）。レイノルズ数が３０よりも大きいとき、流体にはある程度の乱流が生じる。レイノルズ数（「Ｒｅ」）は、「Ｄ」で表される、流路２３０２の（ここでは収集領域２３０８における）特性寸法と、「Ｖ」で表される、収集領域２３０８における溶液の速度と、「ρ」で表される溶液の密度と、「η」で表される溶液の粘度とを求めることにより決定し得る。具体的には、以下のとおりである。
【０１３３】
（数２）  Ｒｅ＝Ｖ・Ｄ・ρ／η
【０１３４】
この情報を用いてＲｅを決定することができる。Ｄは、主に機能面２０２と棚部２３１４との間の距離に基づいて決定することができる。速度Ｖは、流体力学の技術分野においてよく知られているようにして調整することができ且つ決定することができる。溶液の密度及び粘度も、既知の添加剤を用いるなどによって調整し得る。
【０１３５】
層流の流速プロファイルは流路２３０２にわたって均一ではない。代わりに、溶液の速度は壁（収集領域２３０８の底面）付近では低く、中央において高い。このため、溶液内に存在する細長いナノオブジェクトは、収集領域２３０８よりも、流路２３０２の中央近傍において、その端部により強い抗力を受け、それによって、ナノオブジェクトは流路の方向２３０４に沿って整列するようになる。機能面２０２の谷部分２１０２及び山部分２１０４が流路の方向２３０４に揃えられるとき、ナノオブジェクトは谷部分２１０２及び山部分２１０４に対して整列（例えば、それらに対して配向する）。この方向合わせをさらに促進するために、谷部分２１０２及び山部分２１０４に対して平行に延在する堀（トレンチ、trench）を、流入領域２３０６及び収集領域２３０８に追加することができる。
【０１３６】
ブロック２００２、２００４及び／又は２００８の一部として、電力消費装置７０２及び電源１８０４を介して、ナノオブジェクト２２０２の挙動に影響を及ぼすように浴２２００（又は方向性のある浴２３００）の電圧差／電位を調整することができる。用いられる電圧差は、溶液の分解電位に依存する。電圧差はこの分解電位を超えるべきではない。他の要因も、ナノオブジェクト２２０２へ影響を及ぼすが、ナノオブジェクト２２０２の材料及び構造によっては、他のものよりも電圧差の影響を受けやすい。
【０１３７】
一実施形態では、浴２２００内部の溶液を構成する溶媒として水を用いる場合、電圧差は約１〜１０ボルトである。
【０１３８】
別の実施形態では、電力消費装置７０２と電源１８０４との間の電圧差は０．００１〜１００ボルトであり、当該電圧は、ナノオブジェクト２２０２の材料及び構造と、浴２２００において用いられる溶媒とに基づいて選択される。
【０１３９】
ブロック２００８の本実施形態では、プラットフォーム５００は、機能面２０２において、第１の材料層１０２の谷部分２１０２の中にナノオブジェクト２２０２を電気泳動によって堆積させる。先に示したように、機能面２０２において導電性である谷部分２１０２は、当該谷部分２１０２がナノオブジェクト２２０２と比べてある適切な電位を有する場合に、ナノオブジェクト２２０２を引き寄せるであろう。プラットフォーム５００は、ナノオブジェクト２２０２からなるアレイが形成されるまで、その縁部上にナノオブジェクト２２０２を堆積させ続ける。
【０１４０】
図２４は、ナノオブジェクト２４０４からなるアレイ２４０２を示している。ナノオブジェクト２４０４は、例示的な超格子１００の谷部分２１０２に配向しており且つその中に収集されている。
【０１４１】
具体的には、図２４は、谷部分２１０２及び山部分２１０４を含む波形の断面を有する例示的な機能面２０２、電気的接続面４０２、電力消費装置７０２及びナノオブジェクト２４０４を含む、超格子１００の一例の立体図を示している。
【０１４２】
ブロック２０１０において、プラットフォーム５００は、必要に応じて、機能面２０２から、未配向の及び／又は収集されなかったナノオブジェクトを除去する。ブロック２００８のいくつかの実施形態では、ナノオブジェクトのうちのいくつかは機能面２０２の谷部分２１０２に対して完全には配向していないか、あるいは谷部分２１０２の中に完全には収集されていない。この事例では、プラットフォーム５００は、これらの配列されていないナノオブジェクトを除去する。
【０１４３】
他の事例では、ナノオブジェクトのうちのいくつかは、配向していない及び／又は収集されていないため、谷部分２１０２のうちのいくつかがナノオブジェクトで完全には満たされていない。これらの事例では、プラットフォーム５００は、未配向の且つ／又は収集されていないナノオブジェクトを除去し、その後、ブロック２００８に戻って、さらに別のナノオブジェクトを収集及び／又は配向させることができる。
【０１４４】
図２５は、ナノオブジェクト２４０４からなるアレイ２４０２と、配列していないナノオブジェクト２５０２とを示している。配列していないナノオブジェクト２５０２は、例示的な超格子１００の谷部分２１０２に配向しておらず、谷部分２１０２内に完全には収集されていない。
【０１４５】
ブロック２０１０の一実施形態では、ナノオブジェクトが谷部分２１０２に沿って層流として流される場合に、プラットフォーム５００は、谷部分２１０２の外側に乱流を導入し、谷部分２１０２の中に収集されていない、配列していないナノオブジェクト２５０２を除去する。流れ中に乱流を引き起こすことにより、混合効果が生じ、谷部分２１０２の中に存在しないナノオブジェクトの除去が容易となる。乱流は、流れに気泡を加えることにより導入し得る。また乱流は、流れ中の流体の粘度あるいは速度を高めることによっても導入され得る。乱流は、谷部分２１０２の構造に依存するため、流れには、谷部分２１０２の外側において乱流が生じ得るが、谷部分２１０２の中には生じない。
【０１４６】
ブロック２０１０の別の実施形態では、プラットフォーム５００は、アレイ化されていないナノオブジェクト２５０２を激しく動かす。プラットフォーム５００は、例えば超音波エネルギーを用いて、アレイ化されていないナノオブジェクト２５０２を「振り払う」ことができる。
【０１４７】
ブロック２０１２において、プラットフォーム５００は、アレイ基材を設ける。当該アレイ基材は、アレイ２４０２を保持するために用いられる。
【０１４８】
図２６は、例示的な超格子１００、機能面２０２、アレイ２４０２及びアレイ基材１４００（図１４にも示される）を示している。
【０１４９】
一実施形態では、アレイ基材１４００は、高接着性層１４０２の一例を含む。高接着性層１４０２のこの例は、アレイ２４０２を構成するナノオブジェクト２４０４を、超格子１００からアレイ基材１４００に移すのを容易にする。高接着性層１４０２が作用して、ナノオブジェクト２４０４と谷部分２１０２との間の接着力よりも大きな接着力が生じる。
【０１５０】
ブロック２０１４において、プラットフォーム５００は、波形表面（ここでは、谷部分２１０２及び山部分２１０４を有する機能面２０２）を、アレイ基材１４００に近接して、又はアレイ基材１４００と接触させて配置する。
【０１５１】
図２６は、近接して又は物理的に接触して配置される前の、アレイ基材１４００と超格子１００とを示している。
【０１５２】
一実施形態では、プラットフォーム５００は、アレイ２４０２とアレイ基材１４００とを接触させる。アレイ基材１４００は、高接着性層１４０２などを含むことができる。
【０１５３】
別の実施形態では、プラットフォーム５００は、アレイ基材１４００を、谷部分２１０２に近接するが、谷部分２１０２と接触しないように配置する。この実施形態では、プラットフォーム５００は、アレイ２４０２とアレイ基材１４００との間に電圧差を生成することにより、アレイ２４０２を谷部分２１０２からアレイ基材１４００へと移しかえる。これは、電力消費装置７０２とアレイ基材１４００との間に電圧差を生成することにより達成し得る（図示しないが、アレイ基材１４００に電源を電気的に接続することなどによる）。
【０１５４】
さらに別の実施形態では、プラットフォーム５００は、アレイ基材１４００を谷部分２１０２に近接して配置する。この実施形態では、プラットフォーム５００は、コロナ放電を用いて、アレイ２４０２（あるいはアレイ２４０２の一部）を谷部分２１０２からアレイ基材１４００へと移しかえる。コロナ放電は、トナー粒子を紙に転写するためのレーザプリンタの技術分野において既知である。
【０１５５】
この（コロナ放電を用いる）実施形態では、均一な電荷（コロナ放電によって帯電）を帯びた誘電性表面は、機能面２０２から或る距離をおいて配置される。機能面２０２と誘電性表面との間には、絶縁性基材（絶縁性のアレイ基材１４００に関する先例など）が存在する。誘電性表面と機能面２０２が互いに十分に近接するとき（ただし、アレイ基材１４００によって分離されてはいるが）、誘電性表面上の電荷によって引き起こされるアレイ２４０２への静電引力が、アレイ２４０２を基材１４００へと引き寄せる。誘電性表面は、機能面２０２及びアレイ２４０２よりも小さくし得る。この事例では、アレイ２４０２の一部を基材１４００に引き寄せることができる。これにより、アレイ２４０２内に存在するものよりも小さな、及び／又はアレイ２４０２内には存在しない種々の物理的形状のナノオブジェクトのアレイを作り出すことができるようになる。
【０１５６】
ブロック２０１４のこれら各々の実施形態において、プラットフォーム５００は、アレイ２４０２（あるいはその一部）をアレイ基材１４００へと移しかえる。
【０１５７】
ブロック２０１６において、プラットフォーム５００は、波形表面を除去し、アレイ基材１４００上にナノオブジェクト２４０４からなるアレイ２４０２が残される。継続中の例では、プラットフォーム５００は、アレイ基材１４００から機能面２０２を除去（あるいは離隔）し、それによって、アレイ基材１４００上にアレイ２４０２が残される。
【０１５８】
図２７は、ナノオブジェクト２４０４が移された後の、アレイ基材１４００及びアレイ２４０２の一例を示している。
【０１５９】
プラットフォーム５００は、上述のブロック２０１２、２０１４及び２０１６を繰り返して、アレイ２４０２及び別のアレイを含む新たなアレイを作り出すことができる。プラットフォーム５００は、アレイ基材１４００上のアレイ２４０２に対して、例えば、ナノオブジェクトあるいはナノワイヤからなる第２のアレイを加えることができる。
【０１６０】
この第２のアレイは、工程６００、１６００、２０００などを用いて形成し得る。
【０１６１】
プラットフォーム５００は、種々の方法でアレイ２４０２に第２のアレイを加えて、新たなアレイを作り出すことができる。例えば、プラットフォーム５００は、アレイ２４０２に隣接して第２のアレイを加えて、それによって、アレイ２４０２の２倍の幅あるいは長さを有する新たなアレイを作り出すことができる。付加的なアレイを加えることにより、これらの付加的なアレイのモザイク（寄せ集め）である、さらに大きなアレイを作り出すことができる。
【０１６２】
別の実施形態では、プラットフォーム５００は、アレイ２４０２に対して概ね垂直に第２のアレイ２４０２を加えることができる。そうすることにより、プラットフォーム５００は、アレイ２４０２及び第２のアレイからなる網状物を作り出すことができる。
【０１６３】
図２８は、アレイ基材１４００、アレイ２４０２、第２のアレイ２８０２及び網状物アレイ２８０４の一例を示している。この実施形態は、第２のアレイ２８０２のアレイ２４０２への付加を示すものである。アレイ２４０２及び第２のアレイ２８０２は、類似の、あるいは全く異なる材料から構成することができる。例えば、第２のアレイ２８０２にはニッケルから形成されるナノワイヤのアレイを用いることができるのに対して、アレイ２４０２にはカーボンポリマーナノチューブ複合体からなるアレイを用いることができる。アレイをこのように自由に作り出せる結果（図示の網状物アレイ２８０４又は別のアレイ）として、数多くの多様で、且つ有用なアレイを形成できるようになる。
【０１６４】
したがって、工程２０００を用いて、プラットフォーム５００は、ナノオブジェクトからなるアレイを形成することができる。結果として形成されたアレイ（ここではアレイ２４０２）は、ナノオブジェクト２４０４からなる概ね平行な列を含むことができる。ナノオブジェクト２４０４を構成し得る数多くの種々の材料及び粒子に応じて、アレイ２４０２は、ポリマーナノチューブ、金属線、半導体及び他の材料の列から形成され得る。ナノチューブの事例では、アレイ２４０２、あるいはアレイ２４０２及び第２のアレイ２８０２を含むアレイは、ナノメートルからセンチメートルスケールの長さと、ナノメートルからメソスケールの厚み及び深さとを有することができる。
【０１６５】
構造的特徴及び方法ステップに特有の用語を用いて本発明を説明しているが、添付の特許請求の範囲に規定される本発明は、必ずしも記載される特有の特徴部あるいはステップには限定されないことを理解されたい。開示した特有の特徴部あるいはステップは、特許請求の範囲に記載する本発明の好ましい実施形態を表したにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】例示的な超格子の側断面図
【図２】機能面を有する、例示的な超格子の側断面図
【図３】機能面と、厚み、深さ及び長さ方向における或る寸法とを有する、例示的な超格子の立体図
【図４】機能面と、電気的接続面とを有する、例示的な超格子の立体図
【図５】ナノワイヤ及びナノオブジェクトアレイを形成するための方法を実施し得る、例示的なシステムのブロック図
【図６】電気化学的移動及び物理的移動によりナノワイヤアレイを形成するため例示的な方法のフローチャート
【図７】機能面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する、例示的な超格子の立体図
【図８】低接着性層を有する機能面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する、例示的な超格子の立体図
【図９】交互に積層した材料層を有し且つ交互に積層した層が機能面において変性処理されている、例示的な超格子の側断面図
【図１０】交互に積層した材料層を有し且つそれら材料が機能面において変性処理されている、例示的な超格子の側断面図
【図１１】波形の機能面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する、例示的な超格子の立体図
【図１２】機能面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有し、且つ当該機能面がその上に低接着性層と材料とを有する、例示的な超格子の立体図
【図１３】波形機能面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有し、且つ当該機能面がその上に材料を有する、例示的な超格子の立体図
【図１４】機能面上に材料を有する例示的な超格子と、典型的なアレイ基材とを示す立体図
【図１５】アレイ基材の表面上に材料からなるワイヤを有する、例示的なアレイ基材の立体図
【図１６】イオン輸送機構を用いてナノワイヤアレイを形成するための例示的な方法のフローチャート
【図１７】浸食され、交互に積層している層を有する機能面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する、例示的な超格子の立体図
【図１８】機能面に沿って波形にされた、交互に積層した材料層と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する例示的な超格子と、電源に電気的に接続され且つ超格子の機能面からの材料がその表面上に堆積している例示的な導電性受容基材とを示す側断面図
【図１９】機能面に沿って波形にされた、交互に積層した材料層と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する例示的な超格子と、電源に電気的に接続され且つ超格子の機能面からの材料がその表面上に堆積している例示的な導電性受容基材とを示し、且つ交互に積層した層が多数の材料から構成されていることを示す側断面図
【図２０】ナノオブジェクトアレイを形成するための例示的な方法のフローチャート
【図２１】谷部分と山部分とを有する波形の表面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面と、厚み、深さ及び長さ方向において或る寸法とを有する、例示的な超格子の立体図
【図２２】谷部分と山部分とを有する波形の表面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する例示的な超格子と、電源に電気的に接続され且つ例示的なイオン化ナノオブジェクトを含む例示的な浴とを示す立体図
【図２３】例示的な超格子を保持する浴プラットフォームと、電源に接続されている棚部と、厚み、深さ及び長さ方向において或る寸法とを有する例示的な一方向に流れのある浴の立体図
【図２４】谷部分がアレイを構成する例示的なナノオブジェクトを含む波形表面と、電力消費装置に電気的に接続されている電気的接続面とを有する、例示的な超格子の立体図
【図２５】谷部分がアレイを構成する例示的なナノオブジェクトと、アレイを構成しないナノオブジェクトとを含む、波形表面を有する例示的な超格子の立体図
【図２６】ナノオブジェクトからなる例示的なアレイを有する典型的な超格子と、例示的なアレイ基材とを示す立体図
【図２７】アレイ基材の表面上にあるナノオブジェクトからなる例示的なアレイと、厚み、深さ及び長さ方向において或る寸法とを有する、例示的なアレイ基材の立体図
【図２８】アレイ基材の表面上にナノオブジェクト及び／又はナノワイヤからなる例示的な網状物アレイを有する、例示的なアレイ基材の立体図
【符号の説明】
【０１６７】
１００  超格子
１０２  導電性材料（層）
２０２  機能面
３０２、２１０２  露出縁部
５０２  コンピュータ／コントローラ
５０６  中央演算装置（ＣＰＵ）
５０８  メモリ
５１０  入力／出力（Ｉ／Ｏ）
５１２  支援回路
５０４  処理部
５１４  処理チャンバ
５１６  ロボット
７０２、１８０４  電場
２１０２  谷部
２１０４  山部
２２００  帯電浴
２２０２  ナノオブジェクト
２３００  溶液
２４０２  アレイ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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