(57)【要約】【課題】  基板に有機分子を直接的に結合すること。【解決手段】  本発明の複合基板（１００）は、基板（１１０）と、基板（１１０）と直接的に結合された有機分子（１２０）とを備える。基板（１１０）は、基板は、例えば、金、銀、ＩＴＯ、チタニアおよびシリコンからなる群から選択された材料を含む基板であり、有機分子（１２０）は、例えば、ポリシランである。また、有機分子（１２０）は、基板（１１０）に対してほぼ垂直に配向している。【選択図】  図１
2005320580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板と直接的に結合された有機分子と
を備える、複合基板。
【請求項２】
前記基板は、金、銀、ＩＴＯ、チタニアおよびシリコンからなる群から選択された材料を含む基板である、請求項１に記載の複合基板。
【請求項３】
前記基板は金基板である、請求項２に記載の複合基板。
【請求項４】
前記有機分子はポリシランである、請求項１に記載の複合基板。
【請求項５】
前記ポリシランの少なくとも一つの末端は、Ｓｉ−Ｈ基である、請求項３に記載の複合基板。
【請求項６】
前記有機分子は、前記基板に対してほぼ垂直に配向している、請求項１に記載の複合基板。
【請求項７】
基板を提供するステップと、
前記基板に有機分子を直接的に結合するステップと
を包含する、複合基板を製造する方法。
【請求項８】
前記基板は、金、銀、ＩＴＯ、チタニアおよびシリコンからなる群から選択された材料を含む基板である、請求項７に記載の複合基板を製造する方法。
【請求項９】
前記基板は金基板である、請求項８に記載の複合基板を製造する方法。
【請求項１０】
前記有機分子はポリシランである、請求項７に記載の複合基板を製造する方法。
【請求項１１】
前記ポリシランの少なくとも一つの末端は、Ｓｉ−Ｈ基である、請求項１０に記載の複合基板を製造する方法。
【請求項１２】
前記結合するステップは、前記有機分子を前記基板に対してほぼ垂直に配向するステップを含む、請求項７に記載の複合基板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基板および複合基板を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
より微細な動作が可能な分子デバイスが要望されている。そのような分子デバイスに利用する目的で、有機分子の特性を利用した複合基板の開発がすすめられている。
【０００３】
複合基板は、一般的に、キャスト、蒸着、スピンコーティングといった手法を用いて有機分子を基板上に堆積することによって、製造される。
【０００４】
しかしながら、キャスト、蒸着、スピンコーティングといった手法では、有機分子は、物理吸着によって基板上に堆積するのみであり、基板と有機分子との間の結合が弱い。例えば、複合基板を洗浄しただけで、有機分子は基板から容易に分離してしまう。
【０００５】
複合基板を用いて分子デバイスを形成する場合、有機分子が基板から容易に分離してしまうと、分子デバイスの用途が極めて限定されることになる。
【０００６】
また、キャスト、蒸着、スピンコーティングといった手法によって複合基板を製造する場合、大規模な製造装置が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、有機分子が基板から容易に分離しない複合基板とその製造方法が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の複合基板は、基板と、前記基板と直接的に結合された有機分子とを備える。  
【０００９】
前記基板は、金、銀、ＩＴＯ、チタニアおよびシリコンからなる群から選択された材料を含む基板であってもよい。  
【００１０】
前記基板は金基板であってもよい。
【００１１】
前記有機分子はポリシランであってもよい。
【００１２】
前記ポリシランの少なくとも一つの末端は、Ｓｉ−Ｈ基であってもよい。
【００１３】
前記有機分子は、前記基板に対してほぼ垂直に配向していてもよい。  
【００１４】
本発明の複合基板を製造する方法は、基板を提供するステップと、前記基板に有機分子を直接的に結合するステップとを包含する。
【００１５】
前記基板は、金、銀、ＩＴＯ、チタニアおよびシリコンからなる群から選択された材料を含む基板であってもよい。
【００１６】
前記基板は金基板であってもよい。
【００１７】
前記有機分子はポリシランであってもよい。
【００１８】
前記ポリシランの少なくとも一つの末端は、Ｓｉ−Ｈ基であってもよい。
【００１９】
前記結合するステップは、前記有機分子を前記基板に対してほぼ垂直に配向するステップを含んでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板に有機分子を直接的に結合することにより、有機分子を基板により強く固定することができる。このように、基板と有機分子との間の結合を強くすると、複合基板を洗浄した場合であっても、有機分子は基板から分離されない。したがって、複合基板を用いて、用途範囲の広い分子デバイスを形成することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、大規模な製造装置を必要とすることなく、簡便な方法で、複合基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２３】
なお、基板に有機分子を直接的に結合する本発明の実施の形態を説明する前に、比較例として、有機分子を自己集積単分子を介して基板に結合する形態について説明する。
【００２４】
（比較例）
図１０は、比較例における複合基板２００の模式的断面図である。
【００２５】
複合基板２００は、基板２１０と、有機分子２２０と、基板２１０および有機分子２２０と結合した複数の自己集積単分子２３０とを含む。自己集積単分子２３０の一方の端部は基板２１０と結合し、自己集積単分子２３０の他方の端部は自己集積単分子２３０と結合している。
【００２６】
自己集積単分子２３０によって構成される膜は、一般に、自己集積単分子膜（ＳＡＭ（Ｓｅｌｆ  Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ））ともよばれる。
【００２７】
ここで、基板２１０は金基板である。また、自己集積単分子２３０はアルカンチオール誘導体であり、アルカンチオール誘導体は絶縁性が高い。アルカンチオール誘導体は、例えば、６−メルカプト−１−ヘキサノール（ＨＯ−Ｃ６−ＳＨ）、２−メルカプトエタノール（ＨＯ−Ｃ２−ＳＨ）、ｎ−ヘキシル  メルカプタン（Ｃ６−ＳＨ）、ｎ−デシル  メルカプタン（Ｃ１０−ＳＨ）などである。
【００２８】
自己集積単分子２３０が基板２１０に対してほぼ垂直になるように、自己集積単分子２３０の一方の端部、すなわち、Ｓ−Ｈ基は基板２１０と結合されている。
【００２９】
また、ここでは、有機分子２２０も、基板２１０に対してほぼ垂直に配向するように、有機分子２２０は自己集積単分子２３０と結合している。
【００３０】
比較例における複合基板２００は、以下に示すような手順で製造される。
【００３１】
まず、基板２１０を提供する。基板２１０の表面は、洗浄されていることが好ましい。
【００３２】
次いで、基板２１０に自己集積単分子２３０を結合する。一つの形態では、自己集積単分子２３０の溶液を用いる。自己集積単分子２３０の溶液に基板２１０を浸漬すると、自己集積単分子２３０が基板２１０と結合する。
【００３３】
次いで、自己集積単分子２３０に有機分子２２０を結合する。一つの形態では、有機分子２２０の溶液を用いる。この有機分子２２０の溶液に基板２１０を浸漬すると、有機分子２２０が自己集積単分子２３０と結合する。これにより、有機分子２２０が自己集積単分子２３０を介して基板２１０に結合した複合基板２００を形成することができる。
【００３４】
このように、複合基板２００では、有機分子２２０が、化学修飾によって、基板２１０に間接的に結合されている。
【００３５】
この比較例において説明したように、自己集積単分子２３０を介して有機分子２２０を基板２１０に結合することができる。
【００３６】
しかしながら、このような複合基板２００を、導電素子、例えば、電極に用いることはそれほど好ましくない。なぜなら、上述したようにアルカンチオール誘導体は絶縁性が高いため、複合基板２００は、電流をそれほど通過することができないからである。
【００３７】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態による複合基板１００の模式的断面図である。
【００３８】
複合基板１００は、基板１１０と、基板１１０と直接的に結合した複数の有機分子１２０とを含む。
【００３９】
ここでは、有機分子１２０が基板１１０にほぼ垂直になるように有機分子１２０の一方の端部は基板１１０に直接的に結合している。本明細書において、有機分子１２０が基板１１０にほぼ垂直であるとは、基板１１０の表面と有機分子１２０の伸びる方向とのなす角度が、少なくとも４５度以上であることを意味する。
【００４０】
このように、有機分子１２０を基板１１０と直接的に結合することによって、有機分子１２０は、基板１１０により強く固定され、それにより、有機分子１２０が基板１００から容易に分離されることを防ぐことができる。
【００４１】
有機分子１２０は、半導体であってもよい。
【００４２】
以下に、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、有機分子１２０が基板１１０に対してほぼ垂直であることによる利点の一つの具体例として複合基板１００を導電素子に用いた場合について説明する。
【００４３】
ここで、導電素子は、常に導電性を有するものだけではなく、条件に応じて、導電性および絶縁性を切り換え可能な素子を含むことに留意されたい。
【００４４】
図２Ａは、一般的な複合基板３００を用いた比較のための導電素子３５０を示す模式的斜視図である。
【００４５】
導電素子３５０は、複合基板３００を用いたものである。ここで、複合基板３００は、基板３１０と、基板３１０上に設けられた有機分子３２０とを含む。
【００４６】
導電素子３５０は、別の基板３１０’をさらに含む。基板３１０’は、有機分子３２０を介して基板３１０と対向している。ここで、基板３１０および基板３１０’は、いずれも導電性基板、例えば、金属基板である。
【００４７】
複合基板３００は、キャスト、蒸着、スピンコーティングといった手法を用いて有機分子３２０を基板３１０上に堆積させたものであり、複合基板３００では、有機分子３２０は、基板３１０および基板３１０’に対してランダムな方向に向いている。
【００４８】
図２Ｂは、本発明の実施の形態による複合基板１００を用いた導電素子１５０を示す模式的斜視図である。
【００４９】
導電素子１５０は、複合基板１００を用いたものである。ここで、複合基板１００は、基板１１０と、基板１１０上に設けられた有機分子１２０とを含む。
【００５０】
導電素子１５０は、別の基板１１０’をさらに含む。基板１１０’は、有機分子１２０を介して基板１１０と対向している。ここで、基板１１０および基板１１０’は、いずれも導電性基板、例えば、金属基板である。
【００５１】
ここで、図２Ａに示した導電素子３５０と、図２Ｂに示した導電素子１５０とを比較する。
【００５２】
導電素子３５０では、基板３１０と基板３１０’との間に電圧を印加した場合、キャリアは、図２Ａの矢印に示すように、ホッピング伝導する。有機分子３２０のキャリア移動度は１０−７〜１０−５ｃｍ／Ｖ  ｓｅｃ程度である。
【００５３】
それに対して、導電素子１５０では、基板１１０と基板１１０’との間に電圧を印加した場合、キャリアは、図２Ｂの矢印に示すように、有機分子１２０の伸びた主鎖中を伝導する。有機分子１２０のキャリア移動度は１０−４〜１０２ｃｍ／Ｖ  ｓｅｃ程度である。
【００５４】
このように、導電素子１５０は、導電素子３５０よりもキャリア移動度が高い。これは、導電素子３５０では、有機分子３２０がランダムな方向を向いているのに対して、導電素子１５０では、有機分子１２０がほぼ同一の方向に向くように配向されているからである。さらに、導電素子１５０では、有機分子１２０は、基板１１０に対してほぼ垂直な方向に配向しているため、有機分子１２０のキャリア移動度は、有機分子３２０と比べて、約３桁以上も高い。
【００５５】
このように、複合基板１００を用いると、導電素子１５０のキャリア移動度を高くすることができるので、複合基板１００は、電極などの導電素子として用いるのに適しているといえる。
【００５６】
以下に、再び図１を参照する。本実施の形態による複合基板１００は、以下に示すような手順で製造される。
【００５７】
まず、基板１１０を提供する。基板１１０の表面は、洗浄されていることが好ましい。
【００５８】
次いで、基板１１０に有機分子１２０を直接的に結合する。一つの形態としては、有機分子１２０の溶液を用いる。この有機分子１２０の溶液は、有機分子１２０を溶媒中に分散させたものでもよいし、有機分子１２０を溶媒に溶解させたものでもよい。この溶液に基板１２０を浸漬すると、有機分子１２０が基板１１０に直接的に結合した複合基板１００を形成することができる。
【００５９】
以下に、本発明のより具体的な実施の形態について説明する。
【００６０】
この実施の形態において、基板１１０の一例として、金基板を用いた。また、有機分子１２０の一例として、ポリシランを用いた。なお、ポリシランの溶液の濃度は、１０−２Ｍ〜１０−６Ｍの範囲にした。
【００６１】
なお、以下の説明おいて、有機分子１２０がポリシランである複合基板をポリシラン複合基板とよぶ。
【００６２】
ポリシランの構造式を以下に示す。
【００６３】
【化１】
2005320580.tif 000003
このように、ポリシランは、複数のケイ素原子によって主鎖が形成されている。
【００６４】
ポリシランは、剛直性半導体高分子である。ポリシランの持続長は５０ｎｍ〜１００ｎｍである。持続長は、分子の剛直性の指標である。ポリシランは、従来の半導体高分子と比べて、１０〜２０倍以上堅い。
【００６５】
また、ポリシランの鎖長が持続長以下である場合、ポリシランを完全な棒状の量子細線とみなすことができる。ただし、ポリシランの持続長は、側鎖構造に応じて、数ｎｍ〜約１００ｎｍまで制御することができる。
【００６６】
ポリシランのホール輸送能は大きいので、ポリシランは、導電素子などの分子デバイスへの応用に適した有機分子と考えられている。
【００６７】
ここで、ポリシランの特性について測定した結果を示す。
【００６８】
図３は、ポリシランの赤外線スペクトルを示すグラフである。
【００６９】
図３の赤外線スペクトルに示されるように、波数２２００ｃｍ−１に吸収が見られた。これは、Ｓｉ−Ｈ基に起因する吸収である。
【００７０】
したがって、図３の赤外線スペクトルから、ポリシランにはＳｉ−Ｈ基が存在していることがわかる。
【００７１】
なお、図３のグラフでは、波数１０００ｃｍ−１に吸収が見られたが、これは、ポリシランをアルコールに沈殿させた際に、ポリシランとアルコールとが反応してできたＳｉ−ＯＲ基に起因する吸収である。
【００７２】
このように、図３の赤外線スペクトルから、ポリシランにはＳｉ−Ｈ基が存在していることがわかる。
【００７３】
図４は、Ｓｉ−Ｈ伸縮振動とＣ−Ｈ変角振動との間の比と、ポリシランの数平均分子量（Ｍｎ）の逆数との関係を示すグラフである。
【００７４】
図４のグラフに示されるように、ポリシランの数平均分子量（Ｍｎ）が増加すると、Ｓｉ−Ｈ伸縮振動とＣ−Ｈ変角振動との間の比が減少した。
【００７５】
以上の結果から、ポリシランは、その末端にＳｉ−Ｈ基が存在していると考えられる。
【００７６】
ポリシランの末端がＳｉ−Ｈ基であることを示す構造式を以下に示す。
【００７７】
【化２】
2005320580.tif 000004
このように、ポリシランの両端には、Ｓｉ−Ｈ基が存在している。
【００７８】
以下に、本実施の形態による複合基板１００と、比較例における複合基板２００の特性について比較する。ここでは、本実施の形態および比較例のいずれにおいても、基板の一例として、金基板を用い、有機分子の一例として、ポリシランを用いた。また、比較例における複合基板２００において、自己集積単分子２３０の一例として、６−メルカプト−１−ヘキサノールを用いた。
【００７９】
図５は、ポリシランの溶液に金基板を浸漬した浸漬時間と、その金基板を水晶発振子マイクロバランスで測定した場合の振動数の変化を示すグラフである。なお、以下の説明において、水晶発振子マイクロバランス（Ｑｕａｒｔｚ−Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）をＱＣＭともよぶ。
【００８０】
図５において、「Ａｕ」は、本発明の実施の形態による複合基板１００の結果を表し、「ＯＨ−Ｃ６Ｈ１２−ＨＳ」は、比較例おける複合基板２００の結果を表している。
【００８１】
当業者には明らかであるように、図５のグラフにおいて、ＱＣＭによって測定された振動数の変化は、金基板に付着したポリシランの質量の変化に相当している。図５のグラフでは、左側の縦軸は振動数の変化を示し、右側の縦軸は、ＱＣＭの金属１ｃｍ−２あたりのポリシランの質量の変化を示している。
【００８２】
したがって、図５のグラフから、ポリシランの溶液に金基板を浸漬した浸漬時間が長くなるほど、金基板に付着したポリシランの量が増加していることがわかる。
【００８３】
また、図５のグラフから、自己集積単分子２３０（図１０参照）の有無に関わらず、ポリシランの溶液に金基板を浸漬すると、ポリシランは金基板に付着していることが理解される。また、両者を比較すると、むしろ、自己集積単分子２３０が無い場合の方が金基板に付着したポリシランの量が多いことがわかる。
【００８４】
次いで、金基板に対するポリシランの配向を測定した。
【００８５】
図６は、金基板に対するポリシランの配向を測定するための測定装置５００を示す模式図である。測定装置５００は、ＳＬＭ−４６８型  一回反射測定装置である。
【００８６】
測定装置５００は、光源５１０と、検出器５２０と、光源５１０から発せられた光をポリシランの方に反射する第１のミラー５３０と、複合基板１００によって反射された光を検出器５２０の方に反射する第２のミラー５４０とを含む。ここで、検出器５２０は、日本分光  Ｖ−５７０型  紫外可視近赤外分光光度計である。検出器５２０は、コンピュータ５５０に接続されている。
【００８７】
また、測定装置５００では、基板に対する光の入射方向がほぼ垂直になるようにポリシラン複合基板を配置した。ここでは、入射光を基板に入射角度５°で入射させるように、ポリシラン複合基板を配置した。
【００８８】
この測定装置５００を用いて、ポリシランの鏡面反射紫外線スペクトルを測定した。
【００８９】
図７は、基板に対するポリシランの傾きと光の吸収との関係を示す模式図である。
【００９０】
ポリシランは、その主鎖軸方向にある遷移モーメントに起因して、波長３２０ｎｍ付近の光を吸収すること知られている。
【００９１】
この鏡面反射では、光の入射方向に対してポリシランの主鎖軸の方向がほぼ垂直である場合、ポリシランは光を吸収するのに対して、光の入射方向に対してポリシランの主鎖軸の方向がほぼ平行である場合、ポリシランは光を吸収しない。
【００９２】
したがって、反射光を測定して、ポリシランによって吸収されたスペクトルを検出することで、基板に対するポリシランの傾きを測定した。
【００９３】
より詳細には、検出器５２０によって検出された反射スペクトルをＫｒａｍｅｒｓ−Ｋｒｏｎｉｇ変換（以下、Ｋ−Ｋ変換ともいう）することで、主鎖軸の吸収成分のみを分離して、ポリシランの主鎖方向を特定した。
【００９４】
図８は、金基板をポリシランの溶液に浸漬する浸漬時間と、ポリシランの吸収強度との関係を示すグラフである。ここで、吸収強度は、波長３２０ｎｍの光のσ−σ＊吸収の強度を示す。
【００９５】
図８のグラフにおいても、図５のグラフと同様に、「Ａｕ」は、本発明の実施の形態による複合基板１００の結果を表し、「ＯＨ−Ｃ６Ｈ１２−ＨＳ」は、比較例おける複合基板２００の結果を表している。
【００９６】
図８のグラフから明らかであるように、複合基板２００と比べて、本発明の実施の形態による複合基板１００の方がポリシランの吸収強度が小さい。また、複合基板１００では、浸漬時間が短い場合でも、吸収強度は小さい。
【００９７】
ここで、上述した結果をまとめる。
【００９８】
本発明の実施の形態による複合基板１００でも、比較例における複合基板２００と同様に、ポリシランは基板に付着しており、かつ、ポリシランは金基板に対してほぼ垂直に配向していることが理解される。また、複合基板２００では、浸漬時間が長くなるとともにポリシランは金基板に対してほぼ垂直に配向するように変化していくのに対して、複合基板１００では、ポリシランが金基板と結合するときに、ポリシランは金基板に対してほぼ垂直に配向していると考えられる。
【００９９】
図９は、ポリシランと金基板との間の結合のモデルを示す模式図である。
【０１００】
図９に示されるように、ポリシランの末端のＳｉ−Ｈ基は金と共有結合しているか、または、ハイパーバレント配位結合していると考えられる。つまり、ポリシランは金基板と化学的に結合しているといえる。これは、ポリシランの末端における電子の存在確率が比較的高いことに起因すると考えられる。
【０１０１】
以上の結果から、ポリシランは金基板に直接的に結合している。
【０１０２】
ここで、ＱＣＭの金電極に付着されたポリシランの質量を測定する詳細を実施例１に、ＱＣＭの金電極に付着されたポリシランの質量を測定するとともに、測定装置５００（図６）を用いて基板に対するポリシランの配向を測定する詳細を実施例２に説明する。
【０１０３】
なお、実施例１において測定された結果が、図５のグラフに示され、実施例２において測定された結果が図８のグラフに示されている。
【０１０４】
なお、この実施例では、ＱＣＭの金電極が金基板として機能している。
【実施例１】
【０１０５】
ＱＣＭの側面の金電極を切り取り、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）と濃硫酸（Ｈ２ＳＯ４）とを１対３の割合で有するピラニア溶液（Ｐｉｒａｎｈａ）にこの電極を入れて、時々かき混ぜまぜながら、４０分間つけ置きした。次いで、ＭｉｌｌｉＱを用いてピラニア溶液を洗い流し、金電極に触れないように、金電極上の滴をキムワイプで吸い取った。
【０１０６】
次いで、ポリシラン／イソオクタン溶液を準備した。ポリシラン／イソオクタン溶液には、過剰量のＴｒｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ（ＴＥＡ）を加えた。ポリシランとして、ｐｏｌｙ［ｎ−ｄｅｃｙｌ−２ｍｅｔｙｌｐｒｏｐｙｌｓｉｌａｎｅ］（２ＭＰ−Ｃ１０Ｓｉ）を用いて、ポリシランの濃度は、１０−２Ｍにした。
【０１０７】
次いで、金電極をポリシラン／イソオクタン溶液に所定の時間浸漬し、その後、金電極に物理吸着したポリシランを取り除くために、イソオクタンに１０〜１５分浸漬させた。
【０１０８】
次いで、ＱＣＭを用いて、室温で振動数の変化を測定した。
【０１０９】
測定条件は、以下のとおりであった。
【０１１０】
基準周波数                      ０Ｈｚ
ノイズカット周波数        １０００Ｈｚ
データ取り込み間隔                １秒
平均回数                          １回
入力インピーダンス              ５０Ω
ゲート時間                    ０．５秒
上述したように、振動数の変化を測定することによって、金電極に付着したポリシランの質量を測定した。
【実施例２】
【０１１１】
ＱＣＭの側面の金電極を切り取り、この金電極をピラニア溶液に入れて、時々かき混ぜまぜながら、４０分間つけ置きした。次いで、ＭｉｌｌｉＱを用いてピラニア溶液を洗い流し、金電極に触れないように、金電極上の滴をキムワイプで吸い取った。
【０１１２】
次いで、ポリシラン／イソオクタン溶液を準備した。ポリシラン／イソオクタン溶液には、過剰量のＴｒｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ（ＴＥＡ）を加えた。ポリシランとして、ｐｏｌｙ［ｎ−ｄｅｃｙｌ−２ｍｅｔｙｌｐｒｏｐｙｌｓｉｌａｎｅ］（２ＭＰ−Ｃ１０Ｓｉ）を用いて、ポリシランの濃度は、１０−２Ｍにした。
【０１１３】
次いで、金電極をポリシラン／イソオクタン溶液に所定の時間浸漬し、その後、金電極に物理吸着したポリシランを取り除くために、イソオクタンに１０〜１５分浸漬させた。
【０１１４】
次いで、実施例１と同様に、金電極をＱＣＭに取り付け、振動数の変化を測定した。
【０１１５】
次いで、その金電極を用いて、測定試料を作成し、図６に示した測定装置５００を用いて紫外線反射スペクトルトルを測定した。
【０１１６】
測定条件は、以下のとおりであった。
【０１１７】
測光モード                        ％Ｒ
バンド幅                        ２ｎｍ
レスポンス                    Ｆａｓｔ  
走査速度                  １０ｎｍ／分
開始波長                    ３４９ｎｍ
終了波長                    ２８０ｎｍ
データ取り込み間隔          ０．５ｎｍ
繰り返し                            １
上述したように、紫外線反射スペクトルを測定することによって、金電極に対するポリシランの配向を測定した。
【０１１８】
なお、冗長になることを防ぐために、詳細な説明を簡略化するが、比較例のポリシリコン複合基板は、上述した実施例１および実施例２のいずれにおいても、金基板をポリシラン／イソオクタン溶液に浸漬する前に、水酸基を有するアルカンチオール誘導体（６−メルカプト−１−ヘキサノール）／エタノール溶液に金基板を１２時間以上浸漬し、金基板上にＳＡＭを形成した。その後の手順は、同一である。
【０１１９】
なお、上述した説明では、基板の一つの形態として金基板について説明したが、本発明による基板の材料は金に限定されない。本発明の基板の材料は、金だけでなく、ＩＴＯおよびチタニアなどの金属酸化物、銀、または、シリコンであってもよい。あるいは、本発明の基板の材料は、有機分子と化学的に結合可能な任意の他の材料であればよい。
【０１２０】
また、上述した説明では、有機分子の一つの形態として、ポリシリコンについて説明したが、本発明の有機分子は、ポリシリコンに限定されない。本発明の有機分子は、基板と化学的に結合可能な任意の有機分子であればよい。
【０１２１】
また、上述した説明では、ポリシランの両端にＳｉ−Ｈ基が存在していたが、本発明はこれに限定されない。ポリシランの一方の末端にＳｉ−Ｈ基が存在し、他方の末端に別の基（例えば、Ｓｉ−ＯＲ基、Ｓｉ−ＯＨ基）が存在してもよい。
【０１２２】
また、上述した説明では、本発明による複合基板を用いた分子デバイスの一例として、導電素子について説明したが、複合基板の適用範囲はこれに限定されない。本発明による複合基板は、例えば、発光素子にも適用可能である。この場合、複合基板の有機分子として、発光可能な分子を用いる。本発明による複合基板を発光素子に用いる場合、光の取り出しを容易にするために、基板に対する有機分子の傾きがほぼ同一に斜め方向になるようにしてもよい。
【０１２３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明によれば、基板に有機分子を直接的に結合した複合基板を提供することができる。そのような複合基板では有機分子が基板から容易に分離しないので、複合基板を用いた分子デバイスの用途範囲を広げることができる。
【０１２５】
また、本発明によれば、簡便に製造可能な複合基板を提供することができる。それにより、複合基板の製造コストを抑制することができる。
【０１２６】
また、本発明によれば、自己集積単分子を用いることなく、有機分子を基板に結合するので、複合基板を用いた分子デバイスの用途範囲を広げることができる。
【０１２７】
また、本発明の複合基板は、分子デバイスだけではなく、有機ディスプレイ、情報記録光媒体、分子導線など、様々な分野にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】図１は、本発明のある実施形態による複合基板の模式的断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、一般的な複合基板を用いた比較のための導電素子を示す模式的斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態による複合基板を用いた導電素子を示す模式的斜視図である。
【図３】図３は、ポリシランの赤外線スペクトルを示すグラフである。
【図４】図４は、Ｓｉ−Ｈ伸縮振動とＣ−Ｈ変角振動との間の比と、ポリシランの数平均分子量（Ｍｎ）の逆数との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、ポリシランの溶液に金基板を浸漬する浸漬時間と、その金基板を水晶発振子マイクロバランスで測定した場合の振動数の変化を示すグラフである。
【図６】図６は、金基板に対するポリシランの配向を測定するための測定装置を示す模式図である。
【図７】図７は、基板に対するポリシランの傾きと光の吸収との関係を示す模式図である。
【図８】図８は、金基板をポリシラン溶液に浸漬する浸漬時間と、ポリシランの吸収強度との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、ポリシランと金基板との間の結合のモデルを示す模式図である。
【図１０】図１０は、比較例における複合基板の模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１００  複合基板
１１０  基板
１２０  有機分子
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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