(57)【要約】【課題】  カーボンナノチューブを基材の所定の位置に固定化する。【解決手段】  カーボンナノチューブ１０７を界面活性剤により水系溶媒中に可溶化した後、ゲル電気泳動により分画する。所定の画分に含まれるカーボンナノチューブ１０７を酸および超音波処理に供し、末端をカルボキシル化した後、カルボキシル基を用いてビオチン１０９を修飾する。基板１０３の表面に形成された金属膜１０５の表面にビオチン１０９を修飾する。得られたカーボンナノチューブ１１３およびビオチン化基板１１５を、ビオチン１０９とアビジン１１１の特異的相互作用により接続する。【選択図】    図１
2005101363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面の所定の位置にカーボンナノチューブが略水平に固定化されてなるカーボンナノチューブ構造体の製造方法であって、
固定化物質を介して前記所定の位置に前記カーボンナノチューブを固定化するステップを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項２】
基材の表面の所定の位置にカーボンナノチューブが固定化されてなるカーボンナノチューブ構造体の製造方法であって、
特定物質および前記特定物質に対する特異性を有する親和性物質からなる固定化物質により前記カーボンナノチューブを前記所定の位置に固定化するステップを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、前記特定物質および前記親和性物質の組み合わせがリガンドおよびレセプターであることを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、
カーボンナノチューブを固定化する前記ステップの前に、
複数の前記カーボンナノチューブを長さに応じて分画するステップと、
分画する前記ステップの後、前記カーボンナノチューブを酸処理するステップと、
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップを、前記カーボンナノチューブの表面に界面活性剤が吸着した状態で行うことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、
前記基材は表面に複数の金属領域が設けられた基板であって、
カーボンナノチューブを固定化する前記ステップは、一の前記金属領域と他の前記金属領域に前記カーボンナノチューブの両端をそれぞれ固定化し、これらの前記金属領域を前記カーボンナノチューブで接続するステップを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップの後、
加熱処理により前記固定化物質を除去して前記カーボンナノチューブと前記基材とを直接接合し、前記カーボンナノチューブと前記金属領域との接合部の上部に金属層を形成するステップを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載のカーボンナノチューブ構造体の製造方法により、基板の表面に設けられたソース電極とドレイン電極とを前記カーボンナノチューブの両端で接続するステップと、
カーボンナノチューブの両端で接続する前記ステップの後、前記基板の表面に絶縁膜を形成するステップと、
を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ構造体およびトランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるナノ加工技術を用いたナノデバイスの開発が活発化している。ナノデバイスは、数個の電子により動作させることができ、シリコンデバイスに比べ、消費電力を大幅に低減できる。また、素子サイズを飛躍的に縮小させることができる。
【０００３】
こうしたナノデバイスを実用に供するためには、基板上に集積されたさまざまな素子を微細な配線で結線することが必要となり、高度な微細加工技術が要求される。そこで、カーボンナノチューブをナノデバイスの配線等に利用する試みがなされている（特許文献１）。カーボンナノチューブは、グラファイトのシートが円筒状に丸まった形状であり、ナノスケールの微細構造を有する炭素物質として近年注目されている物質である。カーボンナノチューブは、アーク放電法やレーザーアブレーション法等によって製造される。所定の長さのカーボンナノチューブを、所定の位置に配置することができれば、カーボンナノチューブを様々なナノデバイスに適用できるようになる。
【０００４】
カーボンナノチューブを所定の位置に配置する方法として、カーボンナノチューブを金電極から伸張させ、自己組織膜を形成する技術が提案されている（非特許文献１）。非特許文献に記載の方法では、金−チオール間の特異的な結合を利用して基板の表面に設けられたＡｕ層の表面にＨＳ（ＣＨ2）11ＮＨ2を導入しておく。そして、カーボンナノチューブの末端に導入されたカルボキシル基と導入された分子のアミノ基とを縮合試薬により結合させる。こうすると、基板の表面にカーボンナノチューブが固定化され、固定化されたカーボンナノチューブは、基板の表面に垂直な方向に配列することが記載されている（非特許文献１、Ｓｃｈｅｍｅ２）。
【特許文献１】特開２００２−７６３２４号公報
【非特許文献１】Xiaolin Nan、他２名、「Immobilizing Shortened Single-Walled Carbon Nanotubes (SWNTs) on Gold Using a Surface Condensation Method」、Journal of Colloid and Interface Science、Elsevier、2002年、245巻、p.311-318
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、非特許文献１は、Ａｕ層の表面に垂直な方向にカーボンナノチューブを配列させることを目的としていた。一方、ソース・ドレイン電極間の接続等の、基板上の所定の領域間の橋渡しにカーボンナノチューブを用いる場合、カーボンナノチューブを基板の表面に水平に固定化する必要がある。このため、たとえばトランジスタのソース・ドレイン電極間の接続等に用いる際には、カーボンナノチューブを基板の表面に水平に固定化するという、非特許文献とは異なる思想に基づく技術が必要であった。たとえば、カーボンナノチューブの固定化に用いる試薬等を、自己組織膜の作製を目的としている非特許文献１とは異なる設計思想により選択する必要があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたのものであり、その目的は、カーボンナノチューブを基材の所定の位置に固定化する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、基材の表面の所定の位置にカーボンナノチューブが略水平に固定化されてなるカーボンナノチューブ構造体の製造方法であって、固定化物質を介して前記所定の位置に前記カーボンナノチューブを固定化するステップを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法においては、基材に略水平にカーボンナノチューブが固定化される。また、カーボンナノチューブの両端それぞれが、基材の各々所定の位置に固定化物質を介して固定化される。このため、所望の領域をカーボンナノチューブで橋渡しされたカーボンナノチューブ構造体を安定的に製造することができる。
【０００９】
なお、本発明において、「水平」とは、基板の表面に対して水平な方向という意味である。また、本発明に係るカーボンナノチューブ構造体は、基材とカーボンナノチューブとが直接接続されている形態および他の物質を介して接続されている場合のいずれをも含む。また、本発明において、固定化物質は、カーボンナノチューブに結合する領域と、基材に結合する領域を有する。固定化物質は一種類の物質であってもよいし、複数の物質の複合体であってもよい。カーボンナノチューブと基材との接続は、共有結合のみによりなされていてもよいし、静電気的相互作用、疎水性相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等によりなされていてもよい。
【００１０】
本発明によれば、基材の表面の所定の位置にカーボンナノチューブが固定化されてなるカーボンナノチューブ構造体の製造方法であって、特定物質および前記特定物質に対する特異性を有する親和性物質からなる固定化物質により前記カーボンナノチューブを前記所定の位置に固定化するステップを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ構造体の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明の製造方法では、特定物質と親和性物質との特異的相互作用によりカーボンナノチューブが基材の表面に固定化される。このため、基材の表面の所定の位置に、確実にカーボンナノチューブを固定化し、カーボンナノチューブ構造体を安定的に製造することができる。また、カーボンナノチューブ構造体を穏和な条件で安定的に製造することができる。
【００１２】
なお、特定物質と親和性物質との特異的相互作用によりカーボンナノチューブが基材の表面に固定化されれば、その態様に特に制限はないが、本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップは、前記所定の位置に、前記親和性物質−前記特定物質−前記親和性物質の特異的相互作用により前記カーボンナノチューブを固定化するステップを含んでもよい。
【００１３】
こうすることにより、特定物質を直接カーボンナノチューブまたは基材に結合させることなく、カーボンナノチューブと基材とを接続することができる。このため、親和性物質と好適に相互作用できる状態で特定物質を接続に関与させることができる。よって、特定物質が比較的変性しやすいタンパク質等である場合にも、カーボンナノチューブを基材の表面に確実に固定化することができる。また、特定物質に特異的相互作用しているそれぞれの親和性物質の配位方向によって、カーボンナノチューブの所定の配置方向に配置することができる。このため、親和性物質と特定物質の組み合わせを適宜選択することにより、所望の方向にカーボンナノチューブを固定化することができる。たとえば、基材の表面にカーボンナノチューブを水平に固定化することができる。
【００１４】
また、本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、親和性物質−特定物質−親和性物質の特異的相互作用によりカーボンナノチューブを固定化する前記ステップは、前記カーボンナノチューブに前記親和性物質を固定化するステップと、前記基材に前記親和性物質を固定化するステップを含んでもよい。こうすることにより、親和性物質が固定化されたカーボンナノチューブと基材とを、特定物質を介して接続することができる。このため、特定物質に対して緩和な条件でカーボンナノチューブ構造体を安定的に製造することができる。
【００１５】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、前記特定物質および前記親和性物質の組み合わせがリガンドおよびレセプターであってもよい。こうすることにより、特定物質と親和性物質の複合体を安定的に形成させることができる。このため、カーボンナノチューブ構造体をさらに安定的に製造することができる。
【００１６】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップは、前記カーボンナノチューブの両末端を前記基材の表面に固定化するステップを含むことができる。こうすることにより、基材の表面の所定の領域間を、カーボンナノチューブによって橋渡し、接続することが可能となる。
【００１７】
なお、本発明において、「カーボンナノチューブの末端」は、カーボンナノチューブの長さ方向における端部近傍を指す。
【００１８】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップの前に、複数の前記カーボンナノチューブを長さに応じて分画するステップと、分画する前記ステップの後、前記カーボンナノチューブを酸処理するステップと、を含んでもよい。カーボンナノチューブを酸処理することにより、カーボンナノチューブを切断して低分子化しつつ、その末端にカルボキシル基を導入することができる。このため、カーボンナノチューブの末端の反応性を向上させることができる。よって、カーボンナノチューブを基材の表面にさらに確実に固定化することができる。また、本発明の製造方法では、酸処理するステップの前にカーボンナノチューブを分画するステップを含む。このため、酸処理によって得られるカーボンナノチューブの長さのばらつきを抑制することができる。よって、所定の長さのカーボンナノチューブを安定的に得ることができる。したがって、基材の表面の所定の間隔を有する領域間を、カーボンナノチューブによって確実に橋渡しすることができる。
【００１９】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップを、前記カーボンナノチューブの表面に界面活性剤が吸着した状態で行ってもよい。こうすることにより、固定化のステップを、カーボンナノチューブが可溶化した状態で行うことができる。このため、１本１本のカーボンナノチューブが分散した状態で固定化に供することができる。よって、カーボンナノチューブをより一層確実に固定化することができる。
【００２０】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、前記基材は表面に複数の金属領域が設けられた基板であって、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップは、一の前記金属領域と他の前記金属領域に前記カーボンナノチューブの両端をそれぞれ固定化し、これらの前記金属領域を前記カーボンナノチューブで接続するステップを含んでもよい。こうすることにより、カーボンナノチューブを介して金属領域間を確実に接続することができる。このため、トランジスタ等の素子の中間体としても好適に利用できるカーボンナノチューブ構造体を安定的に製造することができる。
【００２１】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップの後、加熱処理により前記固定化物質を除去して前記カーボンナノチューブと前記基材とを直接接合し、前記カーボンナノチューブと前記金属領域との接合部の上部に金属層を形成するステップを含んでもよい。こうすることにより、カーボンナノチューブの上下を金属で挟むことができる。また、カーボンナノチューブと金属領域および金属層を、直接接合することができる。このため、カーボンナノチューブと金属との接触性を向上させることができる。
【００２２】
本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップの前に、前記カーボンナノチューブを電気的性質に応じて分離するステップを含んでもよい。こうすることにより、所望の電気的性質を有するカーボンナノチューブのみを基材の表面に固定化することができる。
【００２３】
また、本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブを固定化する前記ステップの後に、所定の電気的性質を有する前記カーボンナノチューブを選択的に切断するステップを含んでもよい。
【００２４】
本発明によれば、前記カーボンナノチューブ構造体の製造方法により、基板の表面に設けられたソース電極とドレイン電極とを前記カーボンナノチューブの両端で接続するステップと、カーボンナノチューブの両端で接続する前記ステップの後、前記基板の表面に絶縁膜を形成するステップと、を含むことを特徴とするトランジスタの製造方法が提供される。
【００２５】
本発明に係るトランジスタの製造方法は、前記カーボンナノチューブ構造体の製造方法により、ソース電極とドレイン電極をカーボンナノチューブの両端で接続する。このため、所望のソース電極とドレイン電極間を確実に接続することができる。したがって、すぐれた性能を有するトランジスタを安定的に製造することができる。
【００２６】
なお、本発明に係るトランジスタの製造方法において、ゲート電極は、たとえばカーボンナノチューブの上部に設けることもできる。また、前記基板の表面に形成することもできる。
【００２７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置の間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２８】
たとえば、本発明によれば、基材と、前記基材の表面の所定の位置に、固定化物質を介して両末端が固定化されたカーボンナノチューブと、を有することを特徴とするカーボンナノチューブ構造体が提供される。また、本発明によれば、基材と、前記基材の表面の所定の領域間に両末端が直接接合されたカーボンナノチューブと、を有することを特徴とするカーボンナノチューブ構造体が提供される。本発明に係るカーボンナノチューブ構造体は、所定の領域間にカーボンナノチューブが接合されているため、微小領域間を接続する配線構造や、トランジスタの中間体等として好適に用いることができる。
【００２９】
本発明に係るカーボンナノチューブ構造体において、前記基材の表面に、前記カーボンナノチューブが水平に固定化された構成とすることができる。また、本発明に係るカーボンナノチューブ構造体において、基板に設けられた一対の電極をカーボンナノチューブが橋渡しする構成とすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によれば、固定化物質を介して前記所定の位置に前記カーボンナノチューブを固定化するステップを含むことにより、カーボンナノチューブを基材の所定の位置に固定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、末端に親和性物質が修飾されたカーボンナノチューブと、所定の位置に親和性物質が修飾された基板とを、特定物質を介して接続することにより、基板表面の所定の位置にカーボンナノチューブが固定化された場合を例に、本発明に係るカーボンナノチューブ構造体について詳細に説明する。このようなカーボンナノチューブ構造体は、カーボンナノチューブ−親和性物質−特定物質−親和性物質−基板の接続を用いているため、所定の位置にカーボンナノチューブが安定的に固定化されている。カーボンナノチューブ−親和性物質−特定物質−親和性物質−基板の接続とすることにより、特定物質を直接カーボンナノチューブまたは基板に固定化する必要がないため、特定物質がタンパク質などである場合にも変性を抑制し、複合体を安定的に形成させることができる。
【００３２】
この場合、親和性物質に対する結合部位を複数有する特定物質を用いる。特定物質と親和性物質との結合定数が大きい組み合わせとすることが好ましい。このような特定物質と親和性物質の組み合わせとして、ビオチンとアビジン等のリガンドとレセプター、ジニトロフェノール（ＤＮＰ）誘導体と抗ＤＮＰ抗体等のハプテンとそれに対する抗体、ＮｉとＮＴＡ（Ｎｉｔｒｉｌｏｔｒｉａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）またはＮｉとヒスチジンペプチド等の金属と金属結合性基、等を用いることができる。このうち、ビオチンとアビジンの解離定数は小さいため、これらの組み合わせを用いると、基板とカーボンナノチューブとを確実に接続させることができる。なお、アビジンに代えてストレプトアビジン、ニュートラアビジンを用いてもよい。
【００３３】
末端に親和性物質が修飾されたカーボンナノチューブは、以下の手順により得られる。図２は、カーボンナノチューブ末端への親和性物質の修飾手順を示す図である。図２に示したように、まず、カーボンナノチューブを可溶化する（Ｓ１１）。そして、可溶化した状態でカーボンナノチューブを分画する（Ｓ１２）。径の揃ったカーボンナノチューブを用いる場合、たとえばカーボンナノチューブの長さに応じて分画することができる。また、長さの揃ったカーボンナノチューブを用いる場合、カーボンナノチューブの径に応じて分画することができる。分画したカーボンナノチューブのうち、所定の形状のものの末端に、親和性分子を修飾するための官能基を導入する（Ｓ１３）。末端に官能基を導入することにより、カーボンナノチューブに反応性を付与することができる。そして、導入された官能基を用いて、親和性物質を固定化する（Ｓ１４）。ステップ１３およびステップ１４において、たとえばカーボンナノチューブの末端にカルボキシル基を導入した場合、カルボジイミド等の縮合試薬を用いれば、親和性物質を容易に修飾することができる。
【００３４】
また、基板表面への修飾分子の固定化は、たとえば、基板表面の所定の位置に、親和性物質との反応性を有する官能基を選択的に導入し、これを用いて親和性物質を修飾することにより行うことができる。
【００３５】
以下、本発明のカーボンナノチューブ構造体の具体例について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
本実施形態は、末端にビオチンが導入されたカーボンナノチューブと、表面にビオチンが導入された基板とを、アビジンを介して接続して得られるカーボンナノチューブ構造体に関する。図１は、本実施形態に係るカーボンナノチューブ構造体を模式的に示す断面図である。
【００３７】
図１において、カーボンナノチューブ構造体１０１は、基板１０３、基板の表面に形成された二つの金属膜１０５、および二つの金属膜１０５を接続するカーボンナノチューブ１０７を含む。金属膜１０５の表面およびカーボンナノチューブ１０７の両末端にはビオチン１０９が結合している。金属膜１０５の表面のビオチン１０９と、カーボンナノチューブ１０７の表面のビオチン１０９とが、同一のアビジン１１１と特異的相互作用することにより、金属膜１０５の表面にカーボンナノチューブ１０７の末端が固定化されている。
【００３８】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、カーボンナノチューブ構造体１０１の構成要素を模式的に示す断面図である。図３（Ａ）は、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、ビオチン化基板１１５を示す断面図である。カーボンナノチューブ構造体１０１は、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３とビオチン化基板１１５がアビジン１１１によって連結された構成である。
【００３９】
以下、カーボンナノチューブ構造体１０１の作製方法について説明する。カーボンナノチューブ構造体１０１は、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３およびビオチン化基板１１５をアビジン１１１を介して接続することにより得られる。
【００４０】
図４は、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３の作製手順を説明する図である。図４に示したように、まず、界面活性剤を用いてカーボンナノチューブ１０７を水中に可溶化する（Ｓ１０１）。次に、可溶化したカーボンナノチューブ１０７を長さに応じて分画する（Ｓ１０２）。カーボンナノチューブ１０７を分画することにより、金属膜１０５の間隔に対応する長さを有するカーボンナノチューブ１０７を選別し、分取することができる。そして、分画されたカーボンナノチューブ１０７のうち、所望の長さを有するものについて、酸処理を行う。酸処理を行うことにより、カーボンナノチューブ１０７が切断されるが、切断された末端にカルボキシル基が導入される（Ｓ１０３）。そして、導入されたカルボキシル基にビオチンを化学修飾する（Ｓ１０４）。こうして、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３が得られる。
【００４１】
ステップ１０１において、カーボンナノチューブ１０７として、単層カーボンナノチューブまたは多層カーボンナノチューブを用いることができる。また、金属的性質のカーボンナノチューブ１０７を用いてもよく、半導体的性質のカーボンナノチューブ１０７を用いてもよい。カーボンナノチューブ１０７の直径は、たとえば、０．４ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。カーボンナノチューブの外径および積層数の分布を小さくすることが好ましい。こうすれば、ステップ１０２において、カーボンナノチューブを長さに応じてさらに確実に分画することができる。
【００４２】
また、分画前のカーボンナノチューブ１０７の混合物中に含まれるカーボンナノチューブ１０７の長さを、たとえば５０ｎｍ以上、好ましくは２００ｎｍ以上とすることができる。こうすることにより、ステップ１０２において、ゲル電気泳動法を用いてカーボンナノチューブ１０７を安定的に分画することができる。また、カーボンナノチューブ１０７の長さを１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とすることができる。こうすることにより、分画過程でのカーボンナノチューブ１０７の凝集が好適に抑制される。このため、ステップ１０２において、ゲル電気泳動法を用いてカーボンナノチューブ１０７をさらに確実に分画することができる。
【００４３】
カーボンナノチューブ１０７の可溶化に用いる界面活性剤は、アルキルアリール基を有するイオン系の界面活性剤とする。界面活性剤中のアルキル基、アリール基およびイオン基が相乗作用することにより、カーボンナノチューブ１０７を確実に可溶化し、分画過程における可溶化状態を維持することができる。
【００４４】
界面活性剤がアルキルアリール基を有することにより、疎水性のカーボンナノチューブ１０７の表面に界面活性剤分子を確実に吸着させることができる。アルキルアリール基中のアルキル基は、炭素数が８以上であることが好ましく、１１以上であることがさらに好ましい。こうすることにより、疎水性のカーボンナノチューブ１０７の表面に確実に吸着させることができる。また、アルキル基の炭素数は、２０以下であることが好ましく、１５以下であることがさらに好ましい。こうすることにより、界面活性剤分子の親水性を好適に確保することができる。
【００４５】
アルキル基は、具体的にはたとえば、ノニル、デシル、２−エチルヘキシル、ドデシル、トリデシル等とすることができる。また、アルキル基は直鎖状であることが好ましい。直鎖状とすることにより、カーボンナノチューブ１０７の表面への吸着性を好適に確保することができる。
【００４６】
また、アルキルアリール基中の芳香族環のπ結合とカーボンナノチューブ１０７の炭素骨格とが相互作用するため、界面活性剤分子のカーボンナノチューブ１０７の側面への吸着性を向上させることができる。芳香族環は、たとえばベンゼン、ナフタレン等とすることができる。
【００４７】
また、界面活性剤がイオン基を有することにより、カーボンナノチューブ１０７の表面近傍にイオン基の電荷を持たせ、静電気的反発力によりカーボンナノチューブ１０７同士を安定的に分散させることができる。界面活性剤はアニオンとすることが好ましく、たとえばスルホン酸塩とすることができる。
【００４８】
これらの官能基の相乗効果によって、カーボンナノチューブ１０７は電気泳動中も安定的に可溶化状態を維持することができる。このような界面活性剤として、たとえばアルキルアリールスルホン酸塩を用いることができる。具体的には、たとえばアルキルベンゼンスルホン酸塩とすることができる。好ましくは直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩とすることができる。塩は、たとえばＮａ、Ｋ等のアルカリ金属の塩；
Ｃａ、Ｍｇ等のアルカリ土類金属の塩；
またはアンモニウム塩等とすることができる。
【００４９】
また、界面活性剤のＨＬＢを１５以上とすることにより、水系溶媒中への溶解性が確保される。また、ＨＬＢを２０以下とすることにより、カーボンナノチューブ１０７の側面への安定的な吸着が確保され、分画過程でのカーボンナノチューブ１０７の分散安定性を維持することができる。たとえば、ＨＬＢが１５程度である物質が好適に用いられる。このような界面活性剤として、たとえば、Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標）  Ｘ−１６５（ＮａＤＤＢＳ、ＨＬＢ１５．５）等が好適に用いられる。なお、従来カーボンナノチューブ１０７の可溶化に頻用されてきたＳＤＳのＨＬＢは４０である。また、ＴｒｉｔｏｎＸ−１００のＨＬＢは１４．５である。
【００５０】
本実施形態では、界面活性剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＮａＤＤＢＳ）、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウム、等が好ましく用いられる。これらの界面活性剤を用いることにより、界面活性剤をカーボンナノチューブ１０７の側面に確実に吸着させることができる。このため、各カーボンナノチューブ１０７を可溶化し、これらの凝集を抑制し、水中で安定的に分散させることが可能となる。
【００５１】
また、上記の界面活性剤のうち、ＮａＤＤＢＳを用いることがさらに好ましい。ＮａＤＤＢＳを用いて可溶化することにより、電気泳動という動的状態において、可溶化状態をさらに確実に維持することができる。また、低温時の界面活性剤の析出を抑制することができるため、低温中でもカーボンナノチューブ１０７を良好な分散状態とすることができる。よって、ステップ１０２において、電気泳動を低温で実施することができるため、高電界の印加に伴うゲルの溶解を抑制しつつ、カーボンナノチューブ１０７の可溶化状態を維持することができる。
【００５２】
以下、界面活性剤としてＮａＤＤＢＳを用いる場合を例に説明する。ステップ１０１では、所定量のカーボンナノチューブ１０７とＮａＤＤＢＳを水中に添加し、一定時間超音波処理を施す。このとき、あらかじめＮａＤＤＢＳを溶解させた水中にカーボンナノチューブ１０７を添加することが好ましい。
【００５３】
可溶化液全体に占めるカーボンナノチューブ１０７の濃度は、たとえば６３ｗｔ％以上とすることができる。ＮａＤＤＢＳを用いることにより、カーボンナノチューブ１０７を高濃度で安定的に分散させることができる。可溶化液中の界面活性剤の濃度は、ＮａＤＤＢＳの場合、たとえば０．０１〜０．１Ｍとすることができる。また、超音波処理は、たとえば３０分〜２時間程度とすることができる。ＮａＤＤＢＳを用いることにより、短時間の超音波処理で確実にカーボンナノチューブ１０７を可溶化することが可能となる。
【００５４】
こうして得られたカーボンナノチューブ１０７の分散液は、カーボンナノチューブ１０７の可溶化状態を長期間安定的に維持することができる。
【００５５】
ステップ１０２の分画は、たとえば電気泳動法により行うことができる。たとえば、ゲル電気泳動とすることができる。このとき、ゲル濃度を低く、低温で、強電界中で泳動させることが好ましい。このような条件とすることにより、長いカーボンナノチューブ１０７がゲル中で確実に移動することができる。
【００５６】
電気泳動用のゲルとして、たとえばアガロースゲル、アクリルアミドゲル等を用いることができる。アガロースゲルを用いる場合、ゲル中のアガロース濃度はたとえば通常タイプのアガロースゲルで、０．２〜０．４ｗｔ／ｖｏｌ％とすることができる。
【００５７】
また、泳動用バッファーとして、たとえば０．１ＭのＴｒｉｓ−Ｃｌバッファーを用いることができる。バッファーのｐＨは６〜９程度、たとえばｐＨ８とすることができる。また、泳動バッファーに０．１〜１０ｗｔ／ｖｏｌ％程度の界面活性剤を含有させる。界面活性剤としてＮａＤＤＢＳを用いる場合、泳動バッファー中の添加量をたとえば３．４ｗｔ／ｖｏｌ％とすることができる。
【００５８】
泳動温度はたとえば４〜２５℃程度とすることができる。また、印加電圧の大きさは直流で１００〜２５０Ｖ程度とすることができる。
【００５９】
この方法によれば、カーボンナノチューブ１０７を濃縮した状態でステップ１０２の電気泳動に供することができるため、効率よく確実にカーボンナノチューブ１０７を分画することができる。
【００６０】
ステップ１０３のカルボキシル化には、たとえば酸処理と超音波処理とを組み合わせた方法等、公知の方法を採用することができる。この場合、カーボンナノチューブ１０７が切断されて、その末端にカルボキシル基が導入される。
【００６１】
ステップ１０４のビオチン化には、たとえば、ステップ１０３でカーボンナノチューブ１０７の末端に導入されたカルボキシル基をカルボジイミド法等により活性化し、アミノ基を有するビオチン誘導体を固定化する方法を採用することができる。このようなビオチン誘導体として、具体的には、たとえば、ビオチンヒドラジド等を用いることができる。また、カルボジイミドを用いる場合、たとえば１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（ＥＤＣ）等の水溶性カルボジイミド（ＷＳＣ）を用いることができる。
【００６２】
以上のステップを経て、図３（Ａ）のビオチン化カーボンナノチューブ１１３が得られる。なお、ビオチン化後、エタノールアミン等を添加してカーボンナノチューブ１０７末端に残存する未反応のカルボジイミド誘導体を不活性化してもよい。
【００６３】
図５は、ビオチン化基板１１５の作製手順を説明する図である。図５に示したように、まず、基板１０３の表面に金属膜１０５を成膜する（Ｓ１１１）。そして、金属膜１０５の表面に、末端にビオチン１０９を固定化するための官能基を有するスペーサーを導入する（Ｓ１１２）。そして、スペーサーを介して金属膜１０５の表面にビオチン１０９を修飾する（Ｓ１１３）。
【００６４】
また、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）および図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は、ビオチン化基板１１５の作製手順を模式的に示す断面図である。以下、図５の各ステップについて、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）および図７（Ａ）〜図７（Ｂ）を用いて説明する。
【００６５】
ステップ１１１において、金属膜１０５を構成する金属は、カーボンナノチューブ構造体１０１の用途に応じて適宜選択することができる。たとえば、金属膜１０５をソース電極またはドレイン電極とするトランジスタとする場合、金属膜１０５の材料として、たとえばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉや、これらの合金を用いることができる。以下、金属膜１０５がＡｕ膜である場合を例に説明する。金属膜１０５は、たとえば金属蒸着法やスパッタリング法などの方法により形成することができる。図６（Ａ）は、基板１０３の表面に金属膜１０５が設けられた状態を示している。
【００６６】
ステップ１１２においては、たとえば末端にアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、またはチオール基等の官能基を有するスペーサーを金属膜１０５の表面に固定化する。金属膜１０５がＡｕ膜である場合、末端にこれらの官能基およびチオール基を有するスペーサーを用いることができる。チオール基を有するスペーサーを用いることにより、Ａｕ膜の表面に金−チオール結合によりてスペーサーを選択的に導入することができる。このようなスペーサーとして、たとえばＮＨ2（ＣＨ2）nＳＨ等を用いることができる。ここで、たとえば６≦ｎ≦１１とすることができる。また、ジチオトレイトール（ＤＴＴ）を用いることもできる。
【００６７】
スペーサーを導入する際には、金属膜１０５が形成された基板１０３を緩衝液１１７中に浸漬する（図６（Ｂ））。そして、スペーサー１２１を緩衝液等に分散または溶解し、この液体を、ピコリットル程度の液体を噴霧することができるノズル１１９に充填し、噴霧する。ノズル１１９として、たとえばインクジェットプリンターのノズル等を用いることができる。こうすることにより、金属膜１０５の上部に確実にスペーサー１２１を導入することが可能となる（図６（Ｃ））。そして、緩衝液１１７を交換することにより、金属膜１０５の表面に結合しなかったスペーサー１２１を洗い流す（図６（Ｄ））。
【００６８】
ステップ１１３においては、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３の作製におけるステップ１０４と同様にして、ビオチン誘導体の官能基とスペーサー１２１の官能基とを反応させる。たとえば、スペーサー１２１としてＮＨ2（ＣＨ2）nＳＨを用いる場合、上述のカルボジイミド法を利用することができる。このとき、ステップ１１２と同様にして、ノズル１１９から金属膜１０５の上部に緩衝液等に溶解したビオチン１０９を噴霧する（図７（Ａ））。そして、緩衝液１１７を交換し、未反応のビオチン１０９を除去する（図７（Ｂ））。また、金属膜１０５の表面に反応性の官能基としてチオール基が導入されている場合には、末端にマレイミド基を有するビオチン誘導体を用いてもよい。
【００６９】
こうして、図３（Ｂ）のビオチン化基板１１５が得られる。なお、ステップ１１２〜ステップ１１３において、末端にチオール基が導入されたビオチンを用いてもよい。こうすれば、ステップ１１１の後、ステップ１１２を省略してステップ１１３を行い、金属膜１０５の表面に直接ビオチン誘導体を修飾することができる。このため、より簡便に金属膜１０５のビオチン化が可能となる。
【００７０】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３とビオチン化基板１１５の接続方法を模式的に示す断面図である。ビオチン化基板１１５を緩衝液１１７に浸漬し、上記と同様に、ノズル１１９等を用いて金属膜１０５の上部にアビジン１１１を含む緩衝液を噴霧する（図８（Ａ））。そして、緩衝液１１７を交換してビオチン１０９と特異的相互作用しなかったアビジン１１１を除去する（図８（Ｂ））。そして、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３を添加する（図８（Ｃ））。このとき、図示していないが、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３を構成するカーボンナノチューブ１０７の表面には、可溶化に用いた界面活性剤が付着しており、緩衝液１１７中でビオチン化カーボンナノチューブ１１３は良好に分散しており、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３のビオチン１０９がアビジン１１１と特異的に相互作用する。こうして、図１のカーボンナノチューブ構造体１０１が得られる。図１のカーボンナノチューブ構造体１０１では、基板１０３の表面に略水平にカーボンナノチューブ１０７が固定化されている。
【００７１】
本実施形態のカーボンナノチューブ構造体１０１は、金属膜１０５の表面およびカーボンナノチューブ１０７の末端に設けられたビオチン１０９を、結合価が４価のアビジン１１１が連結させて得られるものである。ビオチン１０９とアビジン１１１の特異的相互作用は比較的強いため、金属膜１０５の表面にカーボンナノチューブ１０７を確実に固定化することができる。また、金属膜１０５の表面に直接カーボンナノチューブ１０７を固定化する場合に比べ、基板１０３の表面へのカーボンナノチューブ１０７の非特異的な吸着を抑制することができる。
【００７２】
また本実施形態においては、一組の金属膜１０５の間を一本のビオチン化カーボンナノチューブ１１３が橋渡しする構成を例に説明したが、基板１０３上に多数の金属膜１０５の対が所定の間隔で設けられており、それぞれの対の金属膜１０５の間をそれぞれカーボンナノチューブ１０７で接続する構成としてもよい。このようなアレー状のカーボンナノチューブ構造体１０１を形成する場合、カーボンナノチューブ１０７で橋渡しされる金属膜１０５間の間隔またはビオチン化カーボンナノチューブ１１３を構成するカーボンナノチューブ１０７の長さよりも、カーボンナノチューブ構造体１０１間の間隔を充分に大きくすることが好ましい。こうすることにより、対となる金属膜１０５の間のみを確実にカーボンナノチューブ１０７で橋渡しすることができる。
【００７３】
なお、本実施形態のカーボンナノチューブ構造体１０１を作製後、接合部分のビオチン１０９、アビジン１１１、およびカーボンナノチューブ１０７の表面に吸着した界面活性剤を除去しつつ、接合部分を金属材料でモールドしてもよい。こうすれば、カーボンナノチューブ１０７と金属膜１０５とを直接接合し、良好な電気的なコンタクトが得られる。たとえば、接合部分に金属膜を選択的に成膜する。この成膜工程において加熱処理を加える等の方法により、上記物質を除去することができる。このように、カーボンナノチューブ構造体１０１は、金属膜１０５の表面にカーボンナノチューブ１０７を接着する際の仮止めとしても好適に用いることができる。
【００７４】
また、カーボンナノチューブ構造体１０１を形成した後、金属膜１０５間を接続するカーボンナノチューブ１０７のうち、所定の電気的性質を有するもののみを選別して基板１０３上に残し、不要なカーボンナノチューブ１０７を除去してもよい。たとえば、Philip G. Collins、  他２名、  「Engineering Carbon Nanotubes and Nanotube Circuits Using Electrical Breakdown」、  SCIENCE、  2001年、  292号、  p.706-709に記載の方法を用いることにより、金属膜１０５上のカーボンナノチューブ１０７のうち、半導体的な性質を有するカーボンナノチューブ１０７を選択的に切断することができる。このため、金属膜１０５間を金属的な性質を有するカーボンナノチューブ１０７によって接続することができる。よって、カーボンナノチューブ構造体１０１を電子デバイスに適用した際に、所望の性質を安定的に発揮させることができる。
【００７５】
また、ビオチン化カーボンナノチューブ１１３の作製（図４）の際に、カルボキシル化（Ｓ１０３）の前に、カーボンナノチューブ１０７の表面に吸着した界面活性剤の濃度を減少させてもよい。図９は、このようなステップを含むビオチン化カーボンナノチューブ１１３の作製手順を示す図である。図９において、界面活性剤の一部除去は、分画したカーボンナノチューブ１０７の分散液をクロロホルム等の有機溶媒と混合し、静置してもよい（Ｓ１０５）。こうすると、界面活性剤が有機溶媒側に抽出される。こうすれば、カーボンナノチューブ１０７の分散性をある程度確保しつつ、カーボンナノチューブ１０７を側面から切断する反応を確実に生じさせることができる。また、ビオチン化（Ｓ１０４）についてもさらに確実に進行させることができる。
【００７６】
また、図４においては、カーボンナノチューブを分画後（Ｓ１０２）、カルボキシル化する（Ｓ１０３）場合を例に説明したが、カルボキシル化の際にカーボンナノチューブが切断され、低分子化されることから、カルボキシル化後に分画を行う手順とすることもできる。図１０は、カルボキシル化後に分画する場合のビオチン化カーボンナノチューブ１１３の作製手順を説明する図である。
【００７７】
（第２の実施形態）
第一の実施形態に記載のカーボンナノチューブ構造体１０１を作製する際に、図４における可溶化（Ｓ１０１）後、分画（Ｓ１０２）に先立ち、カーボンナノチューブ１０７を電気的性質によって予め分離しておいてもよい。こうすることにより、所望の電気的特性を有するカーボンナノチューブ１０７のみを金属膜１０５間の接続に用いることができる。たとえば、半導体的性質を有するカーボンナノチューブ１０７または金属的性質を有するカーボンナノチューブ１０７を選別した後、分画以降のステップを行うことができる。
【００７８】
カーボンナノチューブをあらかじめ電気的性質によって分離する方法として、具体的には、たとえば、Ralph Krupke、  他３名、  「Separation of Metallic from Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes」、  SCIENCE、  2003年、  301号、  p.344-347、に記載の方法を用いることができる。この場合、可溶化したカーボンナノチューブ１０７を交流式の電気泳動に供することにより、金属的性質を有するカーボンナノチューブ１０７を選別し、回収することができる。
【００７９】
本実施形態では、金属膜１０５の表面にカーボンナノチューブ１０７を固定化する前に、カーボンナノチューブ１０７をあらかじめ電気的性質によって分離しておくので、金属膜１０５の表面に所望の性質のカーボンナノチューブ１０７のみを配置することができる。よって、素子の歩留まりが向上する。
【００８０】
（第３の実施形態）
以上の実施形態では、カーボンナノチューブ１０７と金属膜１０５との接続に、ビオチン１０９とアビジン１１１を用いたが、これらに代えて、ＮｉとＮＴＡおよびヒスチジンペプチドの組み合わせを用いてもよい。
【００８１】
たとえば、金属膜１０５の表面にビオチン１０９に代えてＮＴＡを導入し、カーボンナノチューブ１０７の末端に、ビオチン１０９に代えてＨｉｓ−ｔａｇを有するタンパク質を固定化すれば、アビジン１１１に代えてＮｉ（ＩＩ）を用いることにより、ＮＴＡ−Ｎｉ（ＩＩ）−Ｈｉｓ−ｔａｇの特異的相互作用により金属膜１０５間をカーボンナノチューブ１０７で橋渡しすることができる。
【００８２】
この場合、図５のステップ１１３に代えて、ＮＴＡ化のステップを経ることにより、金属膜１０５の表面に、ＮＴＡ誘導体を固定化する。たとえば、ステップ１１２でＡｕ膜の表面にチオール基を導入した後、末端がマレイミド化されたＮＴＡを金属膜１０５の上部に噴霧することにより、チオール基とマレイミド基とを共有結合させることができる。
【００８３】
また、図４のステップ１０４に代えて、Ｈｉｓ−ｔａｇ導入のステップを経ることにより、カーボンナノチューブ１０７の端部に、Ｎｉに配位するヒスチジン残基を導入することができる。
【００８４】
そして、ＮＴＡが導入された金属膜１０５をＮｉ（ＩＩ）を含む緩衝液中に浸漬させ、金属膜１０５の近傍に、Ｈｉｓ−ｔａｇが導入されたカーボンナノチューブを噴霧することにより、一対の金属膜１０５をカーボンナノチューブ１０７で橋渡ししたカーボンナノチューブ構造体が得られる。
【００８５】
本実施形態の構成によれば、ＮＴＡ−Ｎｉ（ＩＩ）−Ｈｉｓ−ｔａｇの特異的相互作用により金属膜１０５間をカーボンナノチューブ１０７で橋渡しすることができるため、カーボンナノチューブ１０７をその末端で基板１０３表面の特定領域すなわち金属膜１０５の表面に安定的に固定化することができる。
【００８６】
（第４の実施形態）
本実施形態は、以上の実施形態に記載のカーボンナノチューブ構造体を用いたトランジスタに関する。トランジスタは、たとえば電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）とすることができる。図１１は、本実施形態に係るトランジスタの構成を模式的に示す断面図である。図１１のトランジスタ１３１では、ソース電極１０５ａとドレイン電極１０５ｂとがカーボンナノチューブ１０７によって橋架けされている。ソース電極１０５ａとドレイン電極１０５ｂの上部には、金属パッド１２９が設けられており、両電極における金属層とカーボンナノチューブとの好適な電気的コンタクトが確保されている。また、基板１０３の表面を覆う絶縁膜１３５中の所定の位置に、ゲート電極１３３が設けられている。
【００８７】
図１１のトランジスタ１３１は、たとえば以下のようにして作成できる。図１２（Ａ）〜図１４（Ｂ）は、トランジスタ１３１の作製方法を説明するための断面図である。まず、以上の実施形態に記載の方法を用いてカーボンナノチューブ構造体１０１を作成する。このとき、半導体的な性質を有するカーボンナノチューブ１０７を用いる。図１のカーボンナノチューブ構造体１０１中の２つの金属膜１０５のうち、一方をソース電極１０５ａとし、他方をドレイン電極１０５ｂとする（図１２（Ａ））。また、これらの電極には、スペーサー１２１を介してビオチン１０９が修飾されている。
【００８８】
そして、基板１０３の表面にカーボンナノチューブ１０７が固定化された状態で熱アニールを行う。熱アニールを行うことにより、ビオチン１０９、アビジン１１１、スペーサー１２１、およびカーボンナノチューブ１０７の表面に吸着していた界面活性剤（不図示）が焼失する。このため、ソース電極１０５ａおよびドレイン電極１０５ｂの表面にカーボンナノチューブ１０７を直接接合することができる（図１２（Ｂ））。よって、カーボンナノチューブ１０７の両端の、ソース電極１０５ａまたはドレイン電極１０５ｂとの接触性を向上させることができる。
【００８９】
次に、カーボンナノチューブ１０７が接合された基板１０３の表面全面に、プラズマＣＶＤ法などを用いて、絶縁膜１２３を形成する。絶縁膜１２３として、たとえばＳｉＯ２などを用いることができる。また、絶縁膜１２３の膜厚は、たとえば１ｎｍ以上１μｍ以下とする。そして、ソース電極１０５ａおよびドレイン電極１０５ｂの上部に開口部を形成するレジスト膜（不図示）を絶縁膜１２３上に形成し、ソース電極１０５ａおよびドレイン電極１０５ｂの上部をドライエッチングやウエットエッチングなどの方法により除去する。こうすると、カーボンナノチューブ１０７の両末端が露出する。その後、絶縁膜１２３を溶解せずレジスト膜（不図示）を溶解する溶液を用いてレジスト膜（不図示）を除去する（図１２（Ｃ））。
【００９０】
次に、基板１０３の上面全面に、金属膜１２５を形成する（図１３（Ａ））。金属膜１２５の形成は、金属蒸着法やスパッタリング法など、ソース電極１０５ａおよびドレイン電極１０５ｂの作製すなわち金属膜１０５の作製と同様にして行うことができる。また、金属膜１２５として、たとえばＴｉ、Ｃｒなどの炭化物を形成しうる金属、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕなどの低抵抗金属や、これらの合金、たとえばＡｕ−Ｃｒ合金、などを用いる。特に、炭化物を形成しうる金属を用いることにより、金属膜１２５とカーボンナノチューブ１０７との接触抵抗を低下させることができるため、好ましい。また、Ａｕは貴金属であり、比電気抵抗も低いため、好ましい。
【００９１】
次に、金属膜１２５上にレジスト膜１２７を形成し（図１３（Ｂ））、これをマスクとしてエッチングを行い、金属膜１２５をパターニングし、金属パッド１２９を形成する（図１３（Ｃ））。その後、レジスト膜１２７を除去して金属パッド１２９を露出させる。こうして、ソース電極１０５ａおよびドレイン電極１０５ｂの上部に金属パッド１２９が形成される（図１４（Ａ））。金属パッド１２９を形成することにより、カーボンナノチューブ１０７と各電極とを良好に接触させることができる。
【００９２】
そして、基板１０３の上面全面に絶縁膜１３５を形成する（図１４（Ｂ））。絶縁膜１３５の材料および作製は、絶縁膜１２３の場合と同様にすることができる。そして、絶縁膜１３５上にレジスト膜（不図示）を形成し、ゲート電極１３３となる位置が開口するようにパターニングする。そして、図１３（Ａ）〜図１４（Ａ）までの工程と同様に、ゲート電極１３３となる金属パッドを形成する。以上により、図１１のトランジスタ１３１が得られる。
【００９３】
なお、図１１の断面を有するカーボンナノチューブ構造体を用いたトランジスタにおいて、ソース電極およびドレイン電極の配置は素子の設計に応じて適宜選択することができる。図１５および図１６は、ソース電極とドレイン電極の配置例を示す図である。図１５は、複数のソース・ドレイン電極対が基板１０３の表面にアレー状に形成された例である。図１５では、カーボンナノチューブ１０７により接続された電極間の間隔Ｌ３に対し、異なるトランジスタの電極間の間隔Ｌ１およびＬ２が充分大きいことが好ましい。Ｌ１およびＬ２は、たとえばＬ３の２倍以上とすることができる。こうすることにより、目的の電極対の間に確実にカーボンナノチューブ１０７を固定化することができる。また、図１６では、第一の電極１４１と、第二の電極１４３と離間して第一の電極１４１の周辺を囲むように設けられた第二の電極１４３とを備えている。第一の電極１４１および第二の電極１４３のうち、いずれか一方をソース電極１０５ａとし、他方をドレイン電極１０５ｂとする。このような電極配置とすれば、ソース電極１０５ａおよびドレイン電極１０５ｂをカーボンナノチューブ構造体１０１で接続することが比較的容易になり、生産性が良好となる。
【００９４】
以上、本発明を実施形態に基づき説明した。これらの実施形態は例示であり様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００９５】
たとえば、以上の実施形態で説明したカーボンナノチューブ構造体を、電気信号の変化や光信号の変化を検出するセンサに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施の形態に係るカーボンナノチューブ構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態に係るビオチン化カーボンナノチューブの作製手順を説明する図である。
【図３】実施の形態に係るビオチン化カーボンナノチューブおよびビオチン化基板の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】実施の形態に係るビオチン化カーボンナノチューブの作製手順を説明する図である。
【図５】実施の形態に係るビオチン化基板の作製手順を説明する図である。
【図６】実施の形態に係るビオチン化基板の作製工程を説明する断面図である。
【図７】実施の形態に係るビオチン化基板の作製工程を説明する断面図である。
【図８】実施の形態に係るカーボンナノチューブ構造体の作製工程を説明する断面図である。
【図９】実施の形態に係るビオチン化カーボンナノチューブの作製手順を説明する図である。
【図１０】実施の形態に係るビオチン化カーボンナノチューブの作製手順を説明する図である。
【図１１】本実施形態に係るトランジスタの構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】本実施形態に係るトランジスタの構成の作製工程を説明する断面図である。
【図１３】本実施形態に係るトランジスタの構成の作製工程を説明する断面図である。
【図１４】本実施形態に係るトランジスタの構成の作製工程を説明する断面図である。
【図１５】本実施形態に係るトランジスタの電極の配置例を示す上面図である。
【図１６】本実施形態に係るトランジスタの電極の配置例を示す上面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０１  カーボンナノチューブ構造体、１０３  基板、  １０５  金属膜、  １０５ａ  ソース電極、  １０５ｂ  ドレイン電極、  １０７  カーボンナノチューブ、  １０９  ビオチン、  １１１  アビジン、  １１３  ビオチン化カーボンナノチューブ、  １１５  ビオチン化基板、  １１７  緩衝液、  １１９  ノズル、  １２１  スペーサー、  １２３  絶縁膜、  １２５  金属膜、  １２７  レジスト膜、  １２９  金属パッド、  １３１  トランジスタ、  １３３  ゲート電極、  １３５  絶縁膜、  １４１  第一の電極、  １４３  第二の電極。
【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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