(57)【要約】【課題】  分子マニピュレータ、それを作成する方法、およびナノ構造を移動する方法を提供することにある。【解決手段】  分子マニピュレータは、二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応してその二重結合のシス−トランス配置を変更する光反応分子と、その光反応分子が取り付けられるプローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブとを含む。分子マニピュレータを作成する方法は、光反応分子をプローブに共有結合するステップを含む。ナノ構造を移動する方法は、分子マニピュレータによりナノ構造を制御可能に把持するステップと、移動するステップと、解放するステップとを含む。【選択図】  図３
2005059204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応して前記二重結合のシス−トランス配置を変更する光反応分子と、
前記光反応分子が取り付けられるプローブと、
を有する分子マニピュレータ。
【請求項２】
前記プローブが走査近接プローブ顕微鏡のチップおよびラインのうちの１つを有する、請求項１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項３】
前記プローブが、シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、および酸化チタンのうちの１つを有する、請求項１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項４】
前記光反応分子がアゾ化合物を有する、請求項１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項５】
前記光反応分子が、
２本のアームであって、前記２本のアームのうちの少なくとも１本が二重結合を含む２本のアームと、
前記２本のアームの間に位置する一部分と、
を含む、請求項１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項６】
前記２本のアームのうちの第１のアームが単一アゾ二重結合を含み、前記２本のアームのうちの第２のアームがアゾ二重結合以外のものを含む、請求項５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項７】
前記光反応分子がモノアゾ化合物を有する、請求項１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項８】
前記２本のアームのそれぞれがアゾ二重結合を含む、請求項５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項９】
前記光反応分子がジアゾ化合物を有する、請求項１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１０】
前記２本のアームのそれぞれが、前記選択した波長の光の照射により、同じシス−トランス配置を有するアゾ二重結合を含む、請求項８に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１１】
前記２本のアームのそれぞれが、前記一部分に結合された第１の端部と、官能基Ｒを含む第２の端部とを含む、請求項５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１２】
前記官能基Ｒが、アルキル、ハロアルキル、アリール、アルコール、エーテル、アミン、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、エステル、およびアミドのうちの１つを有する、請求項１１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１３】
前記一部分が、前記プローブに共有結合する官能基を含む、請求項５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１４】
前記官能基が、スルフィド、チオール、およびイソニトリルのうちの１つを有する、請求項１３に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１５】
前記プローブが、前記一部分の前記官能基と共有結合する被膜によって被覆される、請求項１３に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１６】
前記被膜が、金、パラジウム、および白金のうちの１つを含む金属被膜を有する、請求項１５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１７】
前記被膜がトリクロロシランおよびトリアルコキシルシランのうちの１つを有し、前記プローブが導電金属酸化物を有する、請求項１５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１８】
前記２本のアームのそれぞれが異なる長さを有する、請求項５に記載の分子マニピュレータ。
【請求項１９】
前記２本のアームのそれぞれについて官能基Ｒを選択することによって変えられる空間が前記２本のアームの間に形成される、請求項１１に記載の分子マニピュレータ。
【請求項２０】
二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応して前記二重結合のシス−トランス配置を変更する光反応分子にプローブを共有結合するステップ
を有する、分子マニピュレータを作成する方法。
【請求項２１】
前記光反応分子と共有結合する金属被膜により前記プローブを被覆するステップ
をさらに有する、請求項２０に記載の分子マニピュレータを作成する方法。
【請求項２２】
トリクロロシランおよびトリアルコキシルシランのうちの１つで前記プローブを被覆するステップを有し、前記プローブが導電金属酸化物を有する、請求項２０に記載の分子マニピュレータを作成する方法。
【請求項２３】
プローブに共有結合する前記ステップが、前記光反応分子の２本のアームの間に位置する一部分で行われる、請求項２０に記載の分子マニピュレータを作成する方法。
【請求項２４】
前記光反応分子の前記２本のアームの間に位置する空間が、前記２本のアームのそれぞれについて官能基Ｒを選択することによって変えられる、請求項２３に記載の分子マニピュレータを作成する方法。
【請求項２５】
第１の波長の光により光反応分子を照射することにより、プローブに取り付けられた前記光反応分子によってナノ構造を把持するステップと、
前記プローブを所定の位置に移動することにより、把持された前記ナノ構造を前記所定の位置に移動するステップと、
第２の波長の光により前記光反応分子を照射することにより、前記光反応分子から前記ナノ構造を解放するステップと、
を有する、ナノ構造を移動する方法。
【請求項２６】
前記ナノ構造を把持する前記ステップが、前記光反応分子内で二重結合をトランス配置からシス配置に変更するステップを有する、請求項２５に記載のナノ構造を移動する方法。
【請求項２７】
二重結合をトランス配置からシス配置に変更する前記ステップが、アゾ二重結合をトランス配置からシス配置に変更するステップを有する、請求項２６に記載のナノ構造を移動する方法。
【請求項２８】
前記ナノ構造を解放する前記ステップが、前記光反応分子内で二重結合をシス配置からトランス配置に変更するステップを有する、請求項２５に記載のナノ構造を移動する方法。
【請求項２９】
二重結合をシス配置からトランス配置に変更する前記ステップが、アゾ二重結合をシス配置からトランス配置に変更するステップを有する、請求項２８に記載のナノ構造を移動する方法。
【請求項３０】
走査近接プローブ顕微鏡の原子間力動作モードを使用することにより、前記ナノ構造との近接位置に前記プローブを移動するステップ
をさらに有する、請求項２５に記載のナノ構造を移動する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、分子マニピュレータ（molecularmanipulator）、分子マニピュレータを作成する方法、およびナノ構造（nanostructure）を移動する方法に関する。特に、この分子マニピュレータは、選択した波長の光による照射に反応してその配置を変更し、移動可能なプローブに取り付けられる光反応分子（light-sensitive molecule）を含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
ナノサイエンスおよびナノテクノロジは世界的に活発な研究分野である。ナノサイエンスおよびナノテクノロジの進歩は近い将来、情報技術、バイオテクノロジ、材料科学、化学工学、機械工学、電気工学において重大な変化の始まりとなることが予想されている。
【０００３】
ナノサイエンスおよびナノテクノロジは、ナノメートル、すなわち、１０-9メートルの範囲内の寸法を有する物体に関係するものである。ナノ構造、すなわち、ナノメートルの範囲内の寸法を有する構造は、原子、分子、および原子または分子集団を含む。これらのナノ構造は、幾何構造、たとえば、ナノチューブまたはナノ球（nanosphere）として記述することができる。
【０００４】
２つの電気接点間のナノチューブの位置決めの例のように、ナノ構造の精密な位置決めが望ましい状況では、原子間力顕微鏡（atomic force microscope：ＡＦＭ）のプローブを使用して、ナノチューブを所定の位置まで少しずつ動かす（nudge）かまたは移動することができる。ナノ構造の位置は、当技術分野で周知の通り、ＡＦＭモードでそのチップを使用することによって識別することができる。
【０００５】
ＡＦＭは、約１０分の数ナノメートルから数千ナノメートルの尺度でサンプルの表面トポグラフィ（surface topography）を測定できる走査近接プローブ顕微鏡（scanned-proximity probe microscope）の一種である。走査近接プローブ顕微鏡は、サンプル表面上を微細チップで走査し、チップと走査サンプル表面との間の物理的性質、たとえば、高さ、光吸収、磁性などを測定することによって機能する。ＡＦＭの場合、チップはサンプル表面に非常に接近して位置決めされるので、チップとサンプル表面との間の原子間力により、スプリング様片持ちばりに取り付けられたチップを偏向させる。この偏向の量は、精巧な電子工学またはオプトエレクトロニクスの技術（手法）によって測定され、サンプル表面上のあるポイントにおけるチップの高さに対応する。
【０００６】
サンプル表面の基準座標に対するチップの位置は、たとえば、十分な正確さと精度で三次元の位置決めを可能にする圧電セラミック・コントローラによって制御することができる。ＡＦＭでは、チップはｘおよびｙ方向にサンプル表面上を走査するので、フィードバック回路は、サンプル表面からｚ方向の一定の高さにチップを維持することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ナノ構造を制御可能に把持し、移動し、所定の位置で解放することができれば、ナノ構造のより精密な位置決めはより容易になるであろう。
【０００８】
分子基質（molecularsubstrate）を把持し解放するためのピンセットまたはクリップとして作用する分子合成受容体（molecular synthetic receptor）が知られている。ナフタレンおよびベンゼン・スペーサユニットを含む分子ピンセットまたはクリップは、電子不足で中性および陽イオンの分子基質を溶解状態で選択的に結合する。トリメチレンおよびジメチレンブリッジ・クリップ（dimethylene-bridged clip）は芳香基質（aromatic substrate）との錯体（complex）を形成するものであり、水溶性クリップは水溶液中でＮＡＤ+などのＮ−アルキルピルジニウム陽イオン（N-alkylpyrdinium cation）を選択的に結合することが証明されている。同様に、可溶性分子ピンセットは、ドキソルビシンおよびダウノルビシンなどの化学療法ゲスト（chemotherapeutic guest）とホスト・デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）との間のゲスト／ホスト相互作用（guest-host interaction）を研究するために合成されている。Ｎ’，Ｎ’’−ポリ（メチレン）ビス−（１−メチル−４，４’−ビスプリジニウム），ＶＣnＶ（ｎ＝３−８）と２−ナフトールとの間の電荷移動錯体形成に対する鎖長の依存状態は、ｎ＝７のときにＶＣnＶｓが溶解状態で効果的に分子ピンセットとして機能することを示している。
【０００９】
しかし、これらの様々な可溶性分子ピンセットおよびクリップによる分子基質の把持および解放は溶解状態で行われる。このため、これらの可溶性分子ピンセットおよびクリップは、制御可能かつ正確かつ精密に把持した基質を所定の位置に配置することができない。加えて、基質の把持および解放の化学反応速度論は、溶液の成分のうちの１つまたは複数の成分の濃度の変化に依存する可能性がある。このような濃度変化は時間を要する。
【００１０】
ナノ構造の把持および解放は、キノン基質に対するカリクスアーレン−ポルフィリン共役によるピンセット様作用の光誘導（photoinduction）の例によって、より容易に制御される。
【００１１】
加えて、アゾベンゼン基を含有するポリペプチド鎖は、種々の波長による光励起によってそれぞれ収縮および膨張することが証明されている。さらに、このポリペプチドの光誘導収縮は、ＡＦＭの片持ちばりを曲げるのに十分な力を提供する。
【００１２】
ナノサイエンスおよびナノテクノロジは、選択したナノ構造を制御可能に把持し、選択したナノ構造を制御可能に移動し、選択したナノ構造を所定の位置で制御可能に解放するための手段の恩恵を大いに受けることであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来の技法の上記その他の例示的な問題および欠点を考慮すると、本発明の例示的な一態様は、二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応してそのシス−トランス配置を変更する光反応分子と、その光反応分子が取り付けられるプローブ、たとえば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のプローブとを有する分子マニピュレータを含むことができる。
【００１４】
本発明の他の例示的な態様は、プローブ、たとえば、ＡＦＭなどの走査近接プローブ顕微鏡のプローブに光反応分子を共有結合するステップを有する、分子マニピュレータを作成する方法を含むことができ、その分子マニピュレータは第１の波長の光による照射を受けてナノ構造を把持し、第２の波長の光による照射を受けてナノ構造を解放することができる。
【００１５】
本発明の他の例示的な態様は、第１の波長の光によりプローブに取り付けられた光反応分子を照射することにより選択したナノ構造を把持するステップと、プローブを所定の位置に移動することにより選択したナノ構造を所定の位置に移動するステップと、第２の波長の光により光反応分子を照射することにより選択したナノ構造を解放するステップとを有する、選択したナノ構造を移動する方法を含むことができる。
【００１６】
上記その他の利点および態様を達成するために、本発明の例示的な一実施形態によれば、二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応して二重結合のシス−トランス配置を変更する光反応分子と、その光反応分子が取り付けられるプローブとを有する分子マニピュレータが本明細書で開示される。
【００１７】
本発明の他の例示的な実施形態では、プローブは、走査近接プローブ顕微鏡のチップおよびラインのうちの１つを有する。
【００１８】
本発明の他の例示的な実施形態では、プローブは、シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、および酸化チタンのうちの１つを有する。
【００１９】
本発明の他の例示的な実施形態では、光反応分子はアゾ化合物を有する。
【００２０】
本発明の他の例示的な実施形態では、光反応分子は、２本のアームであって、その２本のアームのうちの少なくとも１本が二重結合を含む２本のアームと、その２本のアームの間に位置する一部分（moiety）とをさらに含む。
【００２１】
本発明の他の例示的な実施形態では、２本のアームのうちの第１のアームは単一アゾ二重結合を含み、２本のアームのうちの第２のアームはアゾ二重結合以外のものを含む。
【００２２】
本発明の他の例示的な実施形態では、光反応分子はモノアゾ化合物を有する。
【００２３】
本発明の他の例示的な実施形態では、２本のアームのそれぞれはアゾ二重結合を含む。
【００２４】
本発明の他の例示的な実施形態では、光反応分子はジアゾ化合物を有する。
【００２５】
本発明の他の例示的な実施形態では、２本のアームのそれぞれは、選択した波長の光により照射されたときに、同じシス−トランス配置を有するアゾ二重結合を含む。
【００２６】
本発明の他の例示的な実施形態では、２本のアームのそれぞれは、その一部分に結合された第１の端部と、官能基Ｒを含む第２の端部とを含む。
【００２７】
本発明の他の例示的な実施形態では、官能基Ｒは、アルキル、ハロアルキル（haloalkyl）、アリール、アルコール、エーテル、アミン、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、エステル、およびアミドのうちの１つを有する。
【００２８】
本発明の他の例示的な実施形態では、その一部分は、プローブに共有結合する官能基を含む。
【００２９】
本発明の他の例示的な実施形態では、官能基は、スルフィド（sulfide）、チオール、およびイソニトリルのうちの１つを有する。
【００３０】
本発明の他の例示的な実施形態では、プローブは、それに対してその一部分の官能基が共有結合する被膜によって被覆される。
【００３１】
本発明の他の例示的な実施形態では、被膜は、金、パラジウム、および白金のうちの１つを含む金属被膜を有する。
【００３２】
本発明の他の例示的な実施形態では、被膜はトリクロロシランおよびトリアルコキシルシランのうちの１つを有し、それが導電金属酸化物を有するプローブを被覆する。
【００３３】
本発明の他の例示的な実施形態では、２本のアームのそれぞれは異なる長さを有する。
【００３４】
本発明の他の例示的な実施形態では、２本のアームは、その２本のアームのそれぞれについて官能基Ｒを選択することによって変えられる空間を２本のアームの間に形成する。
【００３５】
本発明の他の例示的な実施形態では、分子マニピュレータを作成する方法は、二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応して二重結合のシス−トランス配置を変更する光反応分子をプローブに共有結合するステップを含む。
【００３６】
本発明の他の例示的な実施形態では、分子マニピュレータを作成する方法は、それに対して光反応分子が共有結合する金属被膜によりプローブを被覆するステップをさらに含む。
【００３７】
本発明の他の例示的な実施形態では、分子マニピュレータを作成する方法は、トリクロロシランおよびトリアルコキシルシランのうちの１つでプローブを被覆するステップをさらに含み、それが導電金属酸化物を有するプローブを被覆する。
【００３８】
本発明の他の例示的な実施形態では、プローブに共有結合するステップは、光反応分子の２本のアームの間に位置する一部分で行われる。
【００３９】
本発明の他の例示的な実施形態では、光反応分子の２本のアームの間に位置する空間は、その２本のアームのそれぞれについて官能基Ｒを選択することによって変えられる可能性がある。
【００４０】
本発明の他の例示的な実施形態では、ナノ構造を移動する方法は、第１の波長の光により光反応分子を照射することにより、プローブに取り付けられた光反応分子によってナノ構造を把持するステップと、プローブを所定の位置に移動することにより、把持されたナノ構造を所定の位置に移動するステップと、第２の波長の光により光反応分子を照射することにより、光反応分子からナノ構造を解放するステップとを含む。
【００４１】
本発明の他の例示的な実施形態では、ナノ構造を把持するステップは、光反応分子内で二重結合をトランス配置からシス配置に変更するステップを有する。
【００４２】
本発明の他の例示的な実施形態では、二重結合をトランス配置からシス配置に変更するステップは、アゾ二重結合をトランス配置からシス配置に変更するステップを有する。
【００４３】
本発明の他の例示的な実施形態では、ナノ構造を解放するステップは、光反応分子内で二重結合をシス配置からトランス配置に変更するステップを有する。
【００４４】
本発明の他の例示的な実施形態では、二重結合をシス配置からトランス配置に変更するステップは、アゾ二重結合をシス配置からトランス配置に変更するステップを有する。
【００４５】
本発明の他の例示的な実施形態では、ナノ構造を移動する方法は、走査近接プローブ顕微鏡の原子間力動作モードを使用することにより、ナノ構造との近接位置にプローブを移動するステップをさらに含む。
【００４６】
したがって、本発明の様々な例示的な諸実施形態は、選択した波長の光による照射に反応してそのシス−トランス配置を変更し、プローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブに取り付けられる光反応分子を含む分子マニピュレータおよびそれを作成する方法と、分子マニピュレータによりナノ構造を移動する方法とを提供することができる。
【００４７】
本発明の上記その他の諸態様は、図面に関連して以下に示す本発明の例示的な諸実施形態の詳細な説明から、より適切に理解されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明は一般に、分子マニピュレータとそれを作成する方法の様々な例示的な諸実施形態を記述する。
【００４９】
分子マニピュレータは、ナノ構造を制御可能に把持し、プローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブを所定の位置まで移動することにより把持したナノ構造を制御可能に移動し、把持したナノ構造を所定の位置で制御可能に解放することができる。分子マニピュレータは、二重結合を含み、選択した波長の光による照射に反応してそのシス−トランス配置を変更する光反応分子と、その光反応分子を取付け可能なプローブ、たとえば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの走査近接プローブ顕微鏡のプローブとを有することができる。
【００５０】
分子マニピュレータを作成する方法は、プローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブに光反応分子を共有結合するステップを有することができ、その分子マニピュレータは第１の波長の光による照射を受けてナノ構造を把持し、第２の波長の光による照射を受けてナノ構造を解放することができる。
【００５１】
選択したナノ構造を移動する方法は、光反応分子を取付け可能なプローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブを選択したナノ構造付近に移動することにより、光反応分子を選択したナノ構造に接近させるステップと、第１の波長の光により光反応分子を照射することにより選択したナノ構造を制御可能に把持するステップと、プローブを所定の位置に移動することにより選択したナノ構造を所定の位置に移動するステップと、第２の波長の光により光反応分子を照射することにより選択したナノ構造を解放するステップとを含むことができる。
【００５２】
図１および図２を参照すると、光反応分子１００は本発明の様々な例示的な諸実施形態においてアゾ化合物を含むことができる。光反応分子１００は２本のアーム１１０を含むことができ、２本のアームのうちの少なくとも１本はアゾ二重結合を含むことができる。様々な例示的な諸実施形態では、光反応分子１００は、図１に示すように２本のアーム１１０のそれぞれに位置するアゾ二重結合を備えたジアゾ化合物または図２に示すように２本のアーム１１０のうちの１本に位置する単一アゾ二重結合を備えたモノアゾ化合物を有することができる。光反応分子１００は、２本のアーム１１０のそれぞれが結合される一部分１３０をさらに含むことができる。
【００５３】
光反応分子１００の各アームは、第１の端部で一部分１３０に結合し、第２の端部で官能基Ｒに結合することができ、その官能基Ｒは、たとえば、アルキル、ハロアルキル、アリール、アルコール、エーテル、アミン、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、エステル、およびアミドを含むことができる。様々な例示的な諸実施形態では、各アームの第２の端部にある官能基Ｒは２本のアーム１１０において同じである場合もあれば、異なる場合もある。２本のアーム１１０間の間隔は、たとえば、様々な官能基Ｒを使用することによって変えることができる。
【００５４】
追加として、光反応分子１００の各アームの長さは、共役二重結合を含む様々な置換基を各アームの第１の端部および／または第２の端部に追加することによって変えることができる。様々な例示的な諸実施形態では、光反応分子１００の１つまたは複数のアゾ二重結合は、照射光の波長に依存する優先シス−トランス配置として存在することができる。
【００５５】
図１および図２によって示されるように、光反応分子１００の二重結合は第１の波長の光によって照射されたときにトランス配置としてそれぞれ存在することができ、光反応分子１００の二重結合は第２の波長の光によって照射されたときにシス配置としてそれぞれ存在することができる。
【００５６】
図１に示すように、安定したシスまたはトランス配置を形成する共役二重結合を含むことができる一部分１３０は、光反応分子１００の２本のアーム１１０が等しい長さであるときに２本のアーム１１０の間に対称的に位置することができる。図２に示すように、光反応分子１００の第１のアームと第２のアームの長さが異なる場合、一部分１３０は光反応分子１００内に非対称的に位置することができる。加えて、２本のアーム１１０間の間隔は、安定性が維持される限り、様々なサイズの一部分によって、または２本のアーム１１０を一部分１３０の様々な箇所に結合することにより、変動する可能性がある。
【００５７】
一部分１３０は、金属被膜、たとえば、金、パラジウム、または白金に、あるいは、たとえば、トリクロロシランまたはトリアルコキシルシランに共有結合する官能基であって、走査近接プローブ顕微鏡のプローブを形成するインジウム・ドープ酸化チタン（indium doped titanium oxide）などの導電酸化物（conductive oxide）に共有結合する官能基、たとえば、スルフィド、チオール、またはイソニトリルを含むことができる。
【００５８】
図３を参照すると、光反応分子１００がプローブ２３０、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブに取り付けられると、分子マニピュレータ２００を作成することができる。様々な例示的な諸実施形態では、プローブ２３０は、当技術分野で周知の通り、チップまたはライン、すなわち、チップの線形延長部を有することができる。様々な例示的な諸実施形態では、プローブ材料は、たとえば、二酸化珪素または酸化アルミニウムなどのシリコンまたはセラミックを有することができる。被膜２１０はプローブに施すことができ、その被膜２１０は、金属、たとえば、金、パラジウム、または白金を有することができる。様々な例示的な諸実施形態では、インジウム・ドープ酸化チタンなどの導電酸化物を有するプローブに共有結合するトリクロロシランまたはトリアルコキシルシランは、被膜２１０を有することができる。光反応分子１００の一部分の官能基は、プローブ２３０に共有結合するか、被膜２１０が存在するときは被膜２１０に共有結合することができる。
【００５９】
図４は、図３の分子マニピュレータ２００を作成する方法の例示的な一実施形態の流れ図３００を示している。様々な例示的な諸実施形態では、分子マニピュレータを作成する方法は、選択した波長の光に反応して二重結合のシス−トランス配置を変更する光反応分子をプローブに共有結合するステップ３１０を有する。
【００６０】
様々な例示的な諸実施形態では、プローブは、走査近接プローブ顕微鏡のプローブまたはセンサを構成することができる。たとえば、可視光または赤外線を有する選択した第１の波長の光は、ナノ構造を把持するために光反応分子の二重結合のシス−トランス配置を変更することができ、可視光または赤外線を有する選択した第２の波長の光は、ナノ構造を解放するために光反応分子の二重結合のシス−トランス配置を変更することができる。
【００６１】
図５は、上記の分子マニピュレータによりナノ構造を移動する方法の例示的な一実施形態の流れ図４００を示している。様々な例示的な諸実施形態では、ナノ構造を移動する方法は、プローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブに取り付けられた光反応分子内の二重結合をトランス配置からシス配置に変更するために第１の波長の光により光反応分子を照射することにより、光反応分子によってナノ構造を把持するステップ４４０と、プローブを所定の位置に移動することにより、把持したナノ構造を所定の位置に移動するステップ４６０と、二重結合をシス配置からトランス配置に変更するために第２の波長の光により光反応分子を照射することにより、ナノ構造を光反応分子から解放するステップ４８０とを有することができる。ナノ構造に接近するようにプローブ、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブを移動することは、ＡＦＭモードでプローブのチップを使用することにより実施することができる。
【００６２】
様々な例示的な諸実施形態では、プローブは、光吸収、磁性などを測定可能なセンサを有する場合もあれば、ナノ構造の原子間力によって偏向可能なラインまたはチップを有する場合もある。
【００６３】
例示的な諸実施形態に関して本発明を説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲の精神および範囲内の変更とともに本発明を実践可能であることを認識するであろう。たとえば、本発明は、成分としてナノ粒子を含有する回路を補修するため、または従来のリソグラフィック・プロセスでは製作できないナノ構造を構築するために使用することができる。
【００６４】
さらに、本出願人の意図は、手続き中に後で補正される場合でも、すべての特許請求の範囲と同等のものを包含することであることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の例示的な一実施形態において２つのアゾ二重結合を含む光反応分子１００を示す図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態において単一アゾ二重結合を含む光反応分子１００を示す図である。
【図３】本発明の例示的な一実施形態において図１の光反応分子と、光反応分子が取り付けられるプローブ２３０、たとえば、走査近接プローブ顕微鏡のプローブとを含む分子マニピュレータ２００を示す図である。
【図４】本発明の例示的な一実施形態において図３の分子マニピュレータ２００を作成する方法の流れ図３００を示す図である。
【図５】本発明の例示的な一実施形態において図３の分子マニピュレータ２００によりナノ構造を移動する方法の流れ図４００を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
２００  分子マニピュレータ
２１０  被膜
２３０  プローブ
【図１】
2005059204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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