(57)【要約】本発明は、ソース領域およびドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体と、ソース領域、ドレイン領域および分子媒体の間の電気絶縁層とを含む分子デバイスを提供する。本発明の分子デバイス中の分子媒体は、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜である。
2006508525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース領域およびドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に延在する分子媒体と、
前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記分子媒体の間の電気絶縁層と
を備えた分子デバイス。
【請求項２】
前記ソース領域および前記ドレイン領域が電極である、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項３】
前記電極および前記分子媒体が基板上に配置された、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項４】
前記分子媒体の近くに前記分子媒体から間隔を置いて配置されたゲート領域をさらに備えた、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項５】
前記ゲート領域が前記絶縁層の下の基板上に配置された、請求項４に記載の分子デバイス。
【請求項６】
前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記分子媒体が前記絶縁層上に配置され、前記絶縁層が前記基板上に配置された、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項７】
前記ソース領域、前記ドレイン領域、およびこれら両領域の間に配置された前記分子媒体が、基板である絶縁材料上に垂直に配置された、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項８】
前記基板と前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記分子媒体との間に配置されたゲート領域をさらに備えた、請求項７に記載の分子デバイス。
【請求項９】
前記分子媒体が分子スイッチング媒体である、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項１０】
前記分子媒体が、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜を含む、請求項１に記載の分子デバイス。
【請求項１１】
前記薄膜が、複数のステップを含むプロセスによって調製され、前記複数のステップが、
（１）下式によって表される第１のリンカー化合物を基板の表面に塗布して、
Ｇ１−リンカーａ−Ｇ２
前記第１のリンカー化合物からなる下塗り層を前記基板上に生成するステップであって、上式で、Ｇ１が、前記基板の前記表面と相互作用する能力を有する官能基、Ｇ２が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する官能基、リンカーａが、Ｇ１およびＧ２に結合した二官能有機基であるステップと、
（２）前記下塗り層上に金属−金属結合錯体の層を塗布して、前記下塗り層上に金属−金属結合錯体単分子層を生成するステップであって、前記金属−金属結合錯体が、下式によって表される化合物およびそれらの組合せからなる群から選択され、
【化１】
2006508525.tif 000030
上式で、
Ｌａｘがアキシアル配位子、
Ｌｅｑがエクアトリアル配位子であり、２つのエクアトリアル配位子が一緒になって二座配位子
【化２】
2006508525.tif 000031
を形成し、
【化３】
2006508525.tif 000032
がそれぞれ独立に
【化４】
2006508525.tif 000033
からなる群から選択され、
Ｍが遷移金属であり、
【化５】
2006508525.tif 000034
が、ＳＯ４２−、ＭｏＯ４２−、ＷＯ４２−、ＺｎＣｌ４２−およびジカルボキシラートからなるグループからそれぞれ独立に選択された橋かけ基であり、
ｍが１から２５までの整数、ｎが０から６である
ステップと、
（３）前記金属−金属結合錯体単分子層上に、下式によって表される第２のリンカー化合物を塗布して、
Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４
前記金属−金属結合錯体単分子層上に有機単分子層を生成するステップであって、上式で、Ｇ３およびＧ４が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する同じ官能基または異なる官能基であり、リンカーｂが、単結合またはＧ３およびＧ４に結合した二官能有機基であるステップ
を含み、さらに任意選択で、
（４）ステップ（２）および（３）を少なくとも１回順番に繰り返して、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する、逐次積層成長させた前記薄膜を生成するステップ
を含む、請求項１０に記載の分子デバイス。
【請求項１２】
前記金属−金属結合錯体中の前記遷移金属が、Ｃｒ２４＋、Ｍｏ２４＋、Ｒｅ２６＋、Ｒｅ２５＋、Ｒｅ２４＋、Ｒｕ２５＋、Ｒｕ２６＋、Ｒｈ２４＋およびこれらの組合せからなる群から選択された、請求項１１に記載の分子デバイス。
【請求項１３】
前記基板が、金属、金属酸化物、半導体材料、金属合金、半導体合金、ポリマー、有機固体およびこれらの組合せからなる群から選択された、
請求項１１に記載の分子デバイス。
【請求項１４】
前記基板が、Ａｕ、ＩＴＯ、ＳｉＯ２および電極からなる群から選択された、請求項１３に記載の分子デバイス。
【請求項１５】
前記薄膜が、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を１層から１００層有する、請求項１１に記載の分子デバイス。
【請求項１６】
前記薄膜が、複数のステップを含むプロセスによって調製され、前記複数のステップが、
（ａ）基板の表面に溶液を塗布するステップであって、前記溶液が、
（ｉ）下式によって表される化合物およびそれらの組合せからなる群から選択された金属−金属結合錯体を含み、
【化６】
2006508525.tif 000035
上式で、
Ｌａｘがアキシアル配位子、
Ｌｅｑがエクアトリアル配位子であり、２つのエクアトリアル配位子が一緒になって二座配位子
【化７】
2006508525.tif 000036
を形成し、
【化８】
2006508525.tif 000037
がそれぞれ独立に
【化９】
2006508525.tif 000038
からなる群から選択され、
Ｍが遷移金属であり、
【化１０】
2006508525.tif 000039
が、ＳＯ４２−、ＭｏＯ４２−、ＷＯ４２−、ＺｎＣｌ４２−およびジカルボキシラートからなる群からそれぞれ独立に選択された橋かけ基であり、
ｍが１から２５までの整数、ｎが０から６であり、前記溶液がさらに、
（ｉｉ）下式によって表されるリンカー化合物を含み、
Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４
上式で、Ｇ３およびＧ４が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する同じ官能基または異なる官能基であり、リンカーｂが、単結合またはＧ３およびＧ４に結合した二官能有機基であり、前記溶液がさらに、
（ｉｉｉ）溶媒を含む
ステップと、
（ｂ）前記溶媒を蒸発させて前記基板上に分子媒体の薄膜を生成するステップ
とを含む、請求項１０に記載の分子デバイス。
【請求項１７】
ソース領域およびドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に延在する分子媒体であって、逐次積層成長によって調製された、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜を含む分子媒体と、
前記分子媒体の近くに前記分子媒体から間隔を置いて配置されたゲート領域と、
前記ゲート領域と前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記分子媒体との間の電気絶縁層と
を備えた分子デバイス。
【請求項１８】
前記ソース領域、分子媒体およびドレイン領域が基板の表面に配置されており、前記電気絶縁層が前記分子媒体の上に配置され、前記ソース領域から前記ドレイン領域まで延在しており、前記ゲート領域が前記電気絶縁層の上に配置されている、請求項１７に記載の分子デバイス。
【請求項１９】
前記ゲート領域がゲート層として基板の表面に配置されており、前記電気絶縁層が前記ゲート層上に配置されており、前記ソース領域、分子媒体およびドレイン領域が前記電気絶縁層上に配置されている、請求項１７に記載の分子デバイス。
【請求項２０】
前記基板が可撓性材料を含む、請求項１８に記載の分子デバイス。
【請求項２１】
前記可撓性材料がプラスチック材料を含む、請求項２０に記載の分子デバイス。
【請求項２２】
前記分子媒体が分子スイッチング媒体である、請求項１７に記載の分子デバイス。
【請求項２３】
前記分子媒体が、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜を含む、請求項１７に記載の分子デバイス。
【請求項２４】
前記薄膜が、複数のステップを含むプロセスによって調製され、前記複数のステップが、
（１）下式によって表される第１のリンカー化合物を基板の表面に塗布して、
Ｇ１−リンカーａ−Ｇ２
前記第１のリンカー化合物からなる下塗り層を生成するステップであって、上式で、Ｇ１が、Ｃｌ３ＳｉおよびＳＨからなる群から選択され、Ｇ２が、４−ピリジルおよび４−シアノフェニルからなる群から選択され、リンカーａが、Ｃ１〜Ｃ８アルキレン、Ｃ１〜Ｃ８アルケンジイル、Ｃ１〜Ｃ８アルキンジイルおよび１，４−アリーレンからなる群から選択されたステップと、
（２）前記下塗り層上に金属−金属結合錯体を塗布して、前記下塗り層上に金属−金属結合錯体単分子層を生成するステップであって、前記金属−金属結合錯体が、下式によって表される化合物およびそれらの組合せからなる群から選択され、
【化１１】
2006508525.tif 000040
上式で、
Ｌａｘがアキシアル配位子、
Ｌｅｑがエクアトリアル配位子であり、２つのエクアトリアル配位子が一緒になって二座配位子
【化１２】
2006508525.tif 000041
を形成し、
【化１３】
2006508525.tif 000042
がそれぞれ独立に
【化１４】
2006508525.tif 000043
からなる群から選択され、
Ｍが遷移金属であり、
【化１５】
2006508525.tif 000044
が、下式によって表される化合物およびそれらの混合物からなる群から選択されたジカルボキシラート橋かけ基であり、
【化１６】
2006508525.tif 000045
ｍが１から１２までの整数、ｎが０から３である
ステップと、
（３）前記金属−金属結合錯体単分子層上に、下式によって表される第２のリンカー化合物を塗布して、
Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４
前記金属−金属結合錯体単分子層上に有機単分子層を生成するステップであって、上式で、Ｇ３およびＧ４が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する同じ官能基または異なる官能基であり、リンカーｂが、単結合またはＧ３およびＧ４に結合した二官能有機基であるステップ
を含み、さらに任意選択で、
（４）ステップ（２）および（３）を少なくとも１回順番に繰り返して、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する、逐次積層成長させた前記薄膜を生成するステップ
を含む、請求項２３に記載の分子デバイス。
【請求項２５】
前記金属−金属結合錯体中の前記遷移金属が、Ｃｒ２４＋、Ｍｏ２４＋、Ｒｅ２６＋、Ｒｅ２５＋、Ｒｅ２４＋、Ｒｕ２５＋、Ｒｕ２６＋、Ｒｈ２４＋およびこれらの組合せからなる群から選択された、請求項２４に記載の分子デバイス。
【請求項２６】
ソース領域およびドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に延在する分子媒体であって、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜を含む分子媒体と、
前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記分子媒体の間の電気絶縁層と
を備えた分子デバイス。
【請求項２７】
前記分子媒体の近くに前記分子媒体から間隔を置いて配置されたゲート領域をさらに備えた、請求項２６に記載の分子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソース領域およびドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体と、ソース領域、ドレイン領域および分子媒体の間の電気絶縁層とを含む分子デバイス（molecular device）に関する。詳細には本発明は、分子媒体が、金属−金属結合錯体（metal-metal bonded complex）単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜である分子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去３０年の間に、複数の金属−金属結合を含む複核化合物の理解は相当に進んだ。こうした化合物は実験と理論の両面で広範囲に調べられた。これらの研究は多くの情報、特に以下の領域の多くの情報をもたらした。複核コアの反応性、金属−金属相互作用の強さ、金属ベースの軌道と金属−配位子電荷移動を含む軌道との間の電子遷移、複核コアの酸化還元活性およびこれらの特性間の相互関係（例えばコットン（Cotton）、ウォールトン（Walton）、金属原子間の多重結合（Multiple Bonds Between Metal Atoms）、第２版、オックスフォード（Oxford）、1993年を参照されたい）。
【０００３】
技術的に重要な複核化合物の応用に焦点を合わせた研究が、無機液晶（例えばチザム（Chisholm）、Acc.Chem. Res.、2000年、33巻、53ページを参照されたい）、抗癌剤（例えばホール（Hall）他、J. Clin. Hematol. Oncol.、1980年、10巻、25ページを参照されたい）、均一系および光分解性触媒反応（例えばドイル（Doyle）、AldrichimicaActa、1996年、29巻、3ページ；ノセラ（Nocera）、Acc. Chem. Res.、1995年、28巻、209ページを参照されたい）などの多くの有望な研究領域の発掘につながった。
【０００４】
多成分膜を１層ずつ製作する逐次積層構成技法（layer-by-layerassembly technique）が文献において調べられた。逐次積層成長させた系のうち最も進んだ系の１つは、積層された金属リン酸塩とホスホン酸塩である。この膜は、多価金属イオン、例えばＺｒ４＋と、酸性官能基、例えばホスホン酸を末端に有する有機分子とを含む（例えばカオ、ホン（Cao,Hong）、Mallouk, Acc. Chem. Res.、1992年、25巻、420ページを参照されたい）。カッツ（Katz）とその共同研究者はこの方法を使用して、過分極可能な（hyperpolarizable）分子を、２次の非線形光学効果を示す極性多層膜に整列させた（例えば米国特許番号第５２１７７９２号および５３２６６２６号を参照されたい）。同様の方法が、ポリマー、天然タンパク質、コロイド、無機クラスタなどの他の物質にも拡張された（例えばデシャー（Decher）、サイエンス（Science）1997年、277巻、1232ページを参照されたい）。この同じ技法がさらに、Ｃｏ−ジイソシアニド、ジチオールとＣｕ、ピラジンとＲｕを含む他の多分子膜の製造に応用された（例えばページ（Page）、ラングミュア（Langmuir）、2000年、16巻、1172ページを参照されたい）。
【０００５】
既存の例の中で、この膜の進行（progression）の推進力は主に、ポリカチオンとポリアニオンの間の静電的相互作用であり、水素結合、共有結合、共有結合とイオン結合の混合など他のタイプの相互作用を含む例はほとんどない。本発明は、金属と配位子の間のイオン相互作用を利用するのではなしに、新規の戦略では金属と配位子の間の強い共有結合相互作用を利用して、ほとんど完全に充填された多分子層を組織化（assemble）させる。
【０００６】
これらの領域の活動の豊富さにもかかわらず、これらの研究は、溶液ベースの系の中の金属−金属結合化合物の研究および使用に限定されている。固体素子用途および固体素子デバイスにおいて、金属−金属結合物質の電子、光学および磁気特性を利用するため、官能基性の金属−金属結合錯体を含む薄膜を製作する新しい方法の開発が求められている。
【０００７】
したがって、本発明は、ドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体と、ソース領域、ドレイン領域および分子媒体間の電気絶縁層とを有する分子電子デバイスを提供する。本発明に基づく分子デバイス中の分子媒体は、逐次積層成長によって調製された、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜である。
【特許文献１】米国特許番号第５２１７７９２号
【特許文献２】米国特許番号第５３２６６２６号
【非特許文献１】コットン（Cotton）、ウォールトン（Walton）、金属原子間の多重結合（MultipleBonds Between Metal Atoms）、第２版、オックスフォード（Oxford）、1993年
【非特許文献２】チザム（Chisholm）、Acc. Chem. Res.、2000年、33巻、53ページ
【非特許文献３】ホール（Hall）他、J. Clin. Hematol. Oncol.、1980年、10巻、25ページ
【非特許文献４】ドイル（Doyle）、Aldrichimica Acta、1996年、29巻、3ページ
【非特許文献５】ノセラ（Nocera）、Acc. Chem. Res.、1995年、28巻、209ページ
【非特許文献６】カオ、ホン（Cao, Hong）、Mallouk, Acc.Chem. Res.、1992年、25巻、420ページ
【非特許文献７】デシャー（Decher）、サイエンス（Science）1997年、277巻、1232ページ
【非特許文献８】ページ（Page）、ラングミュア（Langmuir）、2000年、16巻、1172ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、
ソース領域およびドレイン領域と、
ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体と、
ソース領域、ドレイン領域および分子媒体の間の電気絶縁層と
を含む分子デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はさらに、
ソース領域およびドレイン領域と、
ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体であって、逐次積層成長によって調製された、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜を含む分子媒体と、
分子媒体の近くに分子媒体から間隔を置いて配置されたゲート領域と、
ゲート領域とソース領域、ドレイン領域および分子媒体との間の電気絶縁層と
を含む分子デバイスを提供する。
【００１０】
本発明はさらに、
ソース領域およびドレイン領域と、
ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体であって、逐次積層成長によって調製された、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する薄膜を含む分子媒体と、
ゲート領域とソース領域、ドレイン領域および分子媒体との間の電気絶縁層と
を含む分子デバイスを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、１層ずつ成長させる逐次積層成長（layer-by-layer growth）によって調製された、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を含む分子媒体を、２端子および３端子電子デバイスの能動スイッチング媒体として使用する。このような金属−金属結合錯体単分子層と有機化合物単分子層の交互単分子層は、金属−金属結合層と有機層の分子規模の複合体である。その結果、これらの材料は、電子デバイス応用に対する恵まれた電気化学的特性および電子的特性を提供し、一方で、溶液からの低コスト付着などの方法により、室温で単純かつ簡単に処理される。
【００１２】
こうした錯体は、スピンコーティングなどの技法によって、または系統的な逐次積層構成によって溶液から付着させることができる。溶液ベースの低コスト付着は安価な大面積電子応用品に適合する。さらに、低温付着条件は、可撓性電子応用品向けのプラスチックを含む様々な基板材料に適合する。
【００１３】
本発明は、薄膜の逐次積層成長によって調製された、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層からなる薄膜を有する分子電子デバイスを提供する。
【００１４】
この分子デバイスは、ソース領域およびドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域の間に延在する分子媒体と、ソース領域、ドレイン領域および分子媒体の間の電気絶縁層とを含む。
【００１５】
一実施形態では、ソース領域、ドレイン領域、およびソース領域とドレイン領域の間に配置された分子媒体が、基板である絶縁材料上に垂直に配置される。
【００１６】
他の実施形態では、分子デバイスがさらに、基板、絶縁層、ソース領域、ドレイン領域および分子媒体の間に配置されたゲート領域を含む。
【００１７】
他の実施形態では、分子デバイス中の分子媒体が分子スイッチング媒体である。
【００１８】
他の実施形態では、薄膜が、複数のステップを含むプロセスによって調製され、この複数のステップが、
（ａ）基板の表面に溶液を塗布するステップであって、この溶液が、
（ｉ）下式によって表される化合物およびそれらの組合せからなる群から選択された金属−金属結合錯体を含み、
【００１９】
【化１】
2006508525.tif 000003
上式で、
Ｌａｘがアキシアル配位子（axial ligand）、
Ｌｅｑがエクアトリアル配位子（equatorialligand）であり、２つのエクアトリアル配位子が一緒になって二座配位子
【００２０】
【化２】
2006508525.tif 000004
を形成し、
【００２１】
【化３】
2006508525.tif 000005
がそれぞれ独立に
【００２２】
【化４】
2006508525.tif 000006
からなる群から選択され、
Ｍが遷移金属であり、
【００２３】
【化５】
2006508525.tif 000007
が、ＳＯ４２−、ＭｏＯ４２−、ＷＯ４２−、ＺｎＣｌ４２−およびジカルボキシラートからなる群からそれぞれ独立に選択された橋かけ基、
ｍが１から２５までの整数、ｎは０から６であり、この溶液がさらに、
（ｉｉ）下式によって表されるリンカー（linker）化合物を含み、
Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４
上式で、Ｇ３とＧ４が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する同じ官能基または異なる官能基であり、リンカーｂは、単結合またはＧ３およびＧ４に結合した二官能有機基であり、この溶液がさらに、
（ｉｉｉ）溶媒を含む
ステップと、
（ｂ）溶媒を蒸発させて基板上に分子媒体の薄膜を生成するステップ
を含む。
【００２４】
本明細書に記載のプロセスは、金属−金属結合錯体の単分子層と有機分子の単分子層の交互単分子層を有する薄膜の逐次積層成長を含む。このような膜は固体素子用途において有用である。
【００２５】
この薄膜は、予め官能基化しておいた基板上に、金属−金属結合単位、例えばテトラホルムアミジナート二ロジウム錯体、続いて次の付着に適した有機リンカー、例えばジピリジル有機分子を、繰返し順番に付着させることによって調製する。
【００２６】
この付着方法は、自己組織化（self-assembling）の調整可能な段階的プロセスである。基板に塗布すると錯体は基板の表面に吸着する。その後に有機単分子層を塗布する。したがって、これらのステップを繰り返すと、薄膜の逐次積層成長を段階的に達成することができる。
【００２７】
この多層薄膜は、逐次積層成長によって所望の厚さに成長させることができる。このプロセスは、
（１）下式によって表される第１のリンカー化合物を基板の表面に塗布して、
Ｇ１−リンカーａ−Ｇ２
第１のリンカー化合物からなる下塗り層を基板上に生成するステップであって、上式で、Ｇ１が、基板の表面と相互作用する能力を有する官能基、Ｇ２が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する官能基、リンカーａが、Ｇ１およびＧ２に結合した二官能有機基であるステップと、
（２）この下塗り層上に金属−金属結合錯体の層を塗布して、下塗り層上に金属−金属結合錯体単分子層を生成するステップであって、金属−金属結合錯体が、下式によって表される化合物およびそれらの組合せからなる群から選択され、
【００２８】
【化６】
2006508525.tif 000008
上式で、
Ｌａｘがアキシアル配位子、
Ｌｅｑがエクアトリアル配位子であり、２つのエクアトリアル配位子が一緒になって二座配位子
【００２９】
【化７】
2006508525.tif 000009
を形成し、
【００３０】
【化８】
2006508525.tif 000010
がそれぞれ独立に
【００３１】
【化９】
2006508525.tif 000011
からなる群から選択され、
Ｍが遷移金属であり、
【００３２】
【化１０】
2006508525.tif 000012
が、ＳＯ４２−、ＭｏＯ４２−、ＷＯ４２−、ＺｎＣｌ４２−およびジカルボキシラートからなる群からそれぞれ独立に選択された橋かけ基、
ｍが１から２５までの整数、ｎが０から６である
ステップと、
（３）金属−金属結合錯体単分子層上に、下式によって表される第２のリンカー化合物を塗布して、
Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４
金属−金属結合錯体単分子層上に有機単分子層を生成するステップであって、上式で、Ｇ３とＧ４が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する同じ官能基または異なる官能基であり、リンカーｂが、単結合またはＧ３およびＧ４に結合した二官能有機基であるステップ
を含み、さらに任意選択で、
（４）ステップ（２）および（３）を少なくとも１回順番に繰り返して、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する、逐次積層成長させた薄膜を生成するステップ
を含む。
【００３３】
金属−金属結合単位および有機リンカーを変更することによって、それぞれの層の長さ、官能基性、金属−金属ベクトルの方向ならびにその他の物理的および化学的特性を調整することができる。薄膜は、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を１層から１００層有することが好ましい。薄膜が、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を３０層から４０層有するとより好ましい。
【００３４】
膜は溶液から付着され、したがって、多様なトポグラフィおよび形状（configuration）を有する基板上に膜を付着させることができる。
【００３５】
基板上に金属−金属結合化合物を製作するのに使用する本発明に基づく逐次積層成長法を下図に示す。
【００３６】
【化１１】
2006508525.tif 000013
【００３７】
適当な任意の材料を基板として使用することができる。適当な基板には例えば、金属、金属酸化物、半導体、金属合金、半導体合金、ポリマー、有機固体およびこれらの組合せが含まれる。基板の形態は平面固体とし、または段差のある表面、曲面などの非平面固体とすることができる。
【００３８】
以下の好ましい基板が実証された：Ａｕ、ＩＴＯおよびＳｉＯ２。
【００３９】
Ｇ１−リンカーａ−Ｇ２基は、自己組織化単分子層を形成することができる適当な分子種であり、被覆表面を形成している基板の表面と相互作用する能力を有する官能基Ｇ１を有する有機分子種を含む。
【００４０】
分子に組み込んで、化学的特異性を有する特定の基板表面と相互作用しまたはこれと結合するように設計することができるこの基の例には、ホスフィンオキシド、ホスファイト、ホスフェート、ホスファジン、アジド、ヒドラジン、スルホン酸、スルフィド、ジスルフィド、アルデヒド、ケトン、シラン、ゲルマン、アルシン、ニトリル、イソシアニド、イソシアナート、チオシアナート、イソチオシアナート、アミド、アルコール、セレノール、ニトロ、ボロン酸、エーテル、チオエーテル、カルバマート、チオカルバマート、ジチオカルバマート、ジチオカルボキシラート、キサンテート、チオキサンテート、アルキルチオホスフェート、ジアルキルジチオホスフェート、これらの組合せなどの１つまたは複数の同じ官能基または異なる官能基が含まれる。
【００４１】
Ｇ１のトランス方向にある官能基Ｇ２は、次層の金属−金属結合分子と相互作用する能力を有する。分子に組み込んで、化学的特異性を有する特定の金属−金属結合分子と相互作用しまたはこれと結合するように設計することができるこの基の例には、１つまたは複数の同じ官能基または異なる官能基が含まれる。したがって、第１のリンカー化合物中のＧ２は独立に、４−ピリジル、３−ピリジル、シアノ、４−シアノフェニル、３−シアノフェニル、ペルフルオロ−３−シアノフェニルおよびペルフルオロ−４−シアノフェニルとすることができる。
【００４２】
この分子には２つのタイプ、すなわちＧ２ａおよびＧ２ｂがある。ニトリル、ピリジル、トリメチルシラン化合物などのＧ２ａはアキシアル方向の結合に使用され、（Ｎ，Ｎ）（Ｎ，Ｏ）（Ｏ，Ｏ）（Ｏ，Ｓ）（Ｐ，Ｐ）（Ｎ，Ｓ）および（Ｓ，Ｓ）供与体組を有するいくつかの橋かけ二座配位子などのＧ２ｂは、エクアトリアル方向の結合に使用される。二座配位子の一般的ないくつかの例は、（Ｎ，Ｎ）供与体組であるアミジナート、（Ｎ，Ｏ）セットであるアセトアミド、（Ｏ，Ｏ）セットであるカルボキシラート、（Ｏ，Ｓ）セットであるチオカルボキシラート、（Ｐ，Ｐ）セットであるジホスフィン、（Ｎ，Ｓ）セットであるメルカプトピリミジン、および（Ｓ，Ｓ）組であるジチオカルボキシラートである。
【００４３】
以下の分子が実証された：酸化物表面に対する
【００４４】
【化１２】
2006508525.tif 000014
およびＡｕ表面に対する
【００４５】
【化１３】
2006508525.tif 000015
【００４６】
ＩＩＩ．
【００４７】
【化１４】
2006508525.tif 000016
は少なくとも１つの金属−金属結合単位を含む適当な分子である。
【００４８】
１．第１の単分子層が末端にＧ２ａ基を有する場合、これらの金属−金属結合錯体の例は、以下の金属−金属結合コアのうちの１つまたは複数のコアを含む分子など、そのアキシアル方向がＧ２ａ基と相互作用しまたはＧ２ａ基と結合することができる、１つまたは複数の金属−金属結合単位を含むことができる：Ｃｒ２４＋、Ｍｏ２４＋、Ｒｅ２６＋、Ｒｅ２５＋、Ｒｅ２４＋、Ｒｕ２５＋、Ｒｕ２６＋、Ｒｈ２４＋。Ｇ２ａ基と相互作用しまたはＧ２ａ基に結合することができる分子種として使用するのに適した好ましい分子には、テトラキス（カルボキシラト）二クロム、テトラキス（カルボキシラト）二モリブデン、テトラキス（アミジナト）ジクロロ二レニウム、テトラキス（アミジナト）クロロ二ルテニウム、テトラキス（カルボキシラト）二ロジウム、テトラキス（アミジナト）二ロジウム、ビス（カルボキシラト）ビス（アミジナト）二ロジウムおよび２つ以上の二金属（dimetal）単位を含む錯体が含まれる。
【００４９】
第１の単分子層が末端にＧ２ｂ基を有する場合、これらの金属−金属結合錯体の例は、以下の金属−金属結合コアのうちの１つを含む分子など、そのエクアトリアル方向がＧ２ｂ基と相互作用しまたはＧ２ｂ基と結合することができる、１つまたは複数の金属−金属結合単位を含むことができる：Ｃｒ２４＋、Ｍｏ２４＋、Ｗ２４＋、Ｒｅ２６＋、Ｒｅ２５＋、Ｒｅ２４＋、Ｒｕ２４＋、Ｒｕ２５＋、Ｒｕ２６＋、Ｏｓ２６＋、Ｒｈ２４＋。Ｇ２ｂ基と相互作用しまたはＧ２ｂ基に結合することができる分子種として使用するのに適した好ましい分子には、テトラキス（カルボキシラト）二金属（金属は上記金属のうちの１つである）、デカキス（アセトニトリル）二金属（金属はＭｏ、ＲｅおよびＲｈである）が含まれる。
【００５０】
実証された分子は［Ｒｈ２（シス−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−アニシルホルムアミジナート）２］２（Ｏ２ＣＣＨ２ＣＯ２）２である。
【００５１】
【化１５】
2006508525.tif 000017
は、両端に２つの官能基を持つ適当な分子である。これらの官能基は、金属−金属結合単位を末端に有する前の表面と相互作用しまたはこれに結合する。Ｇ３およびＧ４官能基はともにＧ２と非常によく似ている。
【００５２】
したがって、第２のリンカー化合物中のＧ３およびＧ４はそれぞれ独立に、４−ピリジル、３−ピリジル、シアノ、４−シアノフェニル、３−シアノフェニル、ペルフルオロ−３−シアノフェニルおよびペルフルオロ−４−シアノフェニルとすることができる。リンカーｂは単結合、アルキレン、アルケンジイル、アルキンジイル、１，４−アリーレン、アレーン−１，３，５−トリイル、１，２，３−トリアジン−２，４，６−トリイル、４，４’，４”，４”’−（２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン−５，１０，１５，２０−テトライル）、４，４’，４”，４”’−（２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン−５，１０，１５，２０−テトライル）の亜鉛錯体、およびこれらの組合せとすることができる。Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４基の他の例には、
【００５３】
【化１６】
2006508525.tif 000018
などの橋かけ二座配位子として使用される供与体組（Ｎ，Ｎ）、（Ｎ，Ｏ）、（Ｏ，Ｏ）、（Ｏ，Ｓ）、（Ｐ，Ｐ）、（Ｎ，Ｓ）および（Ｓ，Ｓ）のうちの少なくとも２つを含むポリニトリル、ポリピリジル、ジトリメチルシランおよび有機分子が含まれる。ＳＯ４２−、ＭｏＯ４２−、ＷＯ４２−、ＺｎＣｌ４２−などの四面体形状を有するいくつかの分子をエクアトリアル・リンカーとして使用することもできる。
【００５４】
第２のリンカー化合物の例には下式によって表される化合物、
【００５５】
【化１７】
2006508525.tif 000019
および下式によって表されるアセチレンまたはジアセチレン・リンカーが含まれる。
【００５６】
【化１８】
2006508525.tif 000020
これは、下式によって表される化合物から、トリメチルシリル基の脱シリル化によって誘導することができる。
【００５７】
【化１９】
2006508525.tif 000021
【００５８】
少なくとも２つの必要な官能基を持つ好ましい分子には下式の分子が含まれる。
【００５９】
【化２０】
2006508525.tif 000022
【００６０】
好ましい一実施形態では、本発明の方法が、
（１）下式によって表される第１のリンカー化合物を基板の表面に塗布して、
Ｇ１−リンカーａ−Ｇ２
第１のリンカー化合物からなる下塗り（primer）層を生成するステップであって、上式で、Ｇ１が、Ｃｌ３ＳｉおよびＳＨからなる群から選択され、Ｇ２が、４−ピリジルおよび４−シアノフェニルからなる群から選択され、リンカーａが、Ｃ１〜Ｃ８アルキレン、Ｃ１〜Ｃ８アルケンジイル、Ｃ１〜Ｃ８アルキンジイルおよび１，４−アリーレンからなる群から選択されるステップと、
（２）この下塗り層上に金属−金属結合錯体を塗布して、下塗り層上に金属−金属結合錯体単分子層を生成するステップであって、金属−金属結合錯体が、下式によって表される化合物およびそれらの組合せからなる群から選択され、
【００６１】
【化２１】
2006508525.tif 000023
上式で、
Ｌａｘがアキシアル配位子、
Ｌｅｑがエクアトリアル配位子であり、２つのエクアトリアル配位子が一緒になって二座配位子
【００６２】
【化２２】
2006508525.tif 000024
を形成し、
【００６３】
【化２３】
2006508525.tif 000025
がそれぞれ独立に
【００６４】
【化２４】
2006508525.tif 000026
からなる群から選択され、
Ｍが遷移金属であり、
基
【００６５】
【化２５】
2006508525.tif 000027
が、下式によって表される化合物およびそれらの混合物からなる群から選択されたジカルボキシラート橋かけ基（bridging group）であり、
【００６６】
【化２６】
2006508525.tif 000028
ｍが１から１２までの整数、ｎが０から３である
ステップと、
（３）この金属−金属結合錯体単分子層上に、下式によって表される第２のリンカー化合物を塗布して、
Ｇ３−リンカーｂ−Ｇ４
金属−金属結合錯体単分子層上に有機単分子層を生成するステップであって、上式で、Ｇ３およびＧ４が、金属−金属結合錯体と相互作用する能力を有する同じ官能基または異なる官能基であり、リンカーｂが、単結合またはＧ３およびＧ４に結合された二官能有機基であるステップ
を含み、さらに任意選択で、
（４）ステップ（２）および（３）を少なくとも１回順番に繰り返して、金属−金属結合錯体単分子層と有機単分子層の交互単分子層を有する、逐次積層成長させた薄膜を生成するステップ
を含む。
【００６７】
第１のステップでは、膜の成長に使用する基板を、ガラス、石英、アルミニウム、金、白金、金／パラジウム合金、シリコン、シリコン上に熱成長させた二酸化シリコン、インジウム−スズ−酸化物をコーティングしたガラスなど、様々な種類の金属、絶縁体および半導体とすることができる。膜は溶液から付着させるので、多様なトポグラフィおよび形状を有する基板上に膜を付着させることができる。基板の形態は平面固体、または段差のある表面、曲面などの非平面固体とすることができる。
【００６８】
薄膜付着の第２のステップは、このように修飾された基板を、少なくとも１種の金属−金属結合単位を含む溶液からの適当な化合物で処理するステップである。金属−金属結合単位はそのアキシアル方向にＮ原子と相互作用し、またはそのエクアトリアル方向に二座配位子と相互作用する。分子テンプレートとの相互作用に使用されなかった反対側の方向は、次の逐次積層薄膜成長ステップの部位として使用される。金属−金属結合単位中で使用する金属原子は以下の任意の原子とすることができる：Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ。
【００６９】
第３のステップでは、金属−金属結合単位を終端とする表面を、少なくとも２つの官能基を有する分子を含む溶液で処理する。アキシアル結合に対しては、これらの官能基を、Ｎ−供与体原子を含む任意の種類のニトリルまたはピリジルとすることができる。したがって、有機分子はポリピリジルまたはポリニトリルであり、あるいはピリジル官能基とニトリル官能基の両方を含む。エクアトリアル・リンカーについては、有機分子を、橋かけ二座配位子として使用される以下の任意の供与体組のうちの少なくとも２つを含む有機分子とすることができる：（Ｎ，Ｎ）（Ｎ，Ｏ）（Ｏ，Ｏ）（Ｎ，Ｐ）（Ｐ，Ｐ）（Ｎ，Ｓ）および（Ｓ，Ｓ）。ＳＯ４２−、ＭｏＯ４２−、ＷＯ４２−、ＺｎＣｌ４２−などの四面体形状を有するいくつかの分子をエクアトリアル・リンカーとして使用することもできる。
【００７０】
次のステップは、上記の２つのステップを繰り返して追加の層を追加するステップである。しかし、金属−金属結合単位および有機リンカーはそれらが同様の構造部分を有する限り同じものである必要はない。これは、様々な金属−金属結合構成単位から、所望の層順序を本質的に有する多層ヘテロ構造を組み立てる汎用的な手段を提供する。
【００７１】
下記のスキームは、石英、インジウム−スズ−酸化物（ＩＴＯ）、および天然または熱成長二酸化シリコン表面を有するシリコン・ウェーハなどのピリジル官能基化酸化物基板上に、酸化還元活性金属−金属結合超分子［Ｒｈ２（ＤＡｎｉＦ）２］２（Ｏ２ＣＣＨ２ＣＯ２）２（ＤＡｎｉＦ＝Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−アニシルホルムアミジナート）１とｔｒａｎｓ−１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン２の交互層を含む多層薄膜成長の実施例を示す。
【００７２】
酸化物基板を次のように洗浄した。まず最初に各基板をＵＶ／オゾンで３０分間処理し、次いでアセトン、ジクロロメタンおよび水を用いて完全にすすぎ、次いで１２０℃のオーブンの中で少なくとも２時間乾燥させた。膜付着の直前に基板を再びＵＶ／オゾンで３０分間処理した。
【００７３】
最初に、１ｍＭ  ４−［２−（トリクロロシリル）］−エチルピリジンを含むトルエン溶液に３０分間浸すことによって基板をシリル化した。多量のトルエンおよびエタノールで洗浄した後、基板を真空乾燥した。最初に−１５℃の分子１の０．１ｍＭトルエン溶液に基板を２時間浸し、次いで室温の分子２の０．１ｍＭエーテル溶液に３０分浸すことによって金属−金属結合分子膜を成長させた。この２つのステップの間にはすすぎを実施した。
【００７４】
最初の二分子膜を付着させた後、それぞれの溶液への浸漬時間を１分に短縮してこの手順を、所望の数の二分子層が得られるまで繰り返した。
【００７５】
これらのステップは以下のように概略的に表すことができる。
【００７６】
【化２７】
2006508525.tif 000029
【００７７】
図１に、基板１０を有する一般的な２端子横型電子デバイスの断面図を示す。デバイスは金属−金属結合錯体材料層４を含む。層４は金属−金属結合錯体であり、基板１０上に製作された電極６と電極８との間の能動スイッチング媒体の働きをする。
【００７８】
図２に、トランジスタ構成の一般的な３端子横型電子デバイス２０の断面図を示す。トランジスタ２０は金属−金属結合材料層２２を含む。層２２は金属−金属結合錯体であり、ソース電極２４とドレイン電極２６との間のチャネルの働きをする。金属−金属結合錯体のコンダクタンスは、ＳｉＯ２薄膜などの電気絶縁層２８越しにゲート電極３０によって調節する。ゲート電極３０は、ドープ縮退（degenerately）シリコン層とすることができ、これらはすべて基板３２上に製作される。
【００７９】
図３に、一般的な２端子垂直型電子デバイス４０の断面図を示す。デバイス４０は金属−金属結合錯体材料層４２を含む。層４２は金属金属結合錯体であり、基板４８上に製作された電極４４と電極４６との間の能動スイッチング媒体の働きをする。このケースでは、電極４４が金属−金属結合層の上に付着されている。
【００８０】
図４に、トランジスタ構成の一般的な３端子垂直型電子デバイス６０の断面図を示す。トランジスタ６０は金属−金属結合材料層６２を含む。層６２は金属−金属結合錯体であり、ソース電極６４とドレイン電極６６との間のチャネルの働きをする。金属−金属結合錯体のコンダクタンスは、ＳｉＯ２薄膜などの電気絶縁層６８越しにゲート電極７０によって調節される。ゲート電極７０は、ドープ縮退シリコン層とすることができ、これらはすべて基板７２上に製作される。このケースでは、電極６４が金属−金属結合層の上に付着されている。
【００８１】
図５に、溶液から逐次積層構成させた金属−金属結合錯体のＡＦＭ像を示す。この図には、二分子層の数を（ａ）０、（ｂ）７、（ｃ）１７および（ｄ）３０と増加させたときにＡｕ電極間の距離を埋めて伸びる錯体が示されている。Ａｕ電極は、ドープ縮退シリコン基板上の厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２の上に付着させた。
【００８２】
図６に、図５に示したＡＦＭ像の断面を示す。金属−金属結合錯体は、二分子層の数を（ａ）０、（ｂ）７、（ｃ）１７および（ｄ）３０と増加させるにつれて電極間の距離を埋めて伸び、電極間の分離を閉じていく。
【００８３】
錯体を逐次積層構成させることによって、または金属−金属結合単位および有機配位子が自己組織化した多結晶薄膜をスピンコーティングすることによって、金属−金属結合錯体が電極間の距離を埋めると、電極は電気的に接続される。
【００８４】
２端子横型デバイス構造の望ましい負の微分抵抗を示す２つの金属−金属結合錯体の予備データを、図７および８、ならびに図９および１０に示す。図７および８では、化合物が逐次積層に構成され、図９および１０では、化合物が、回転速度１５００〜２０００ｒｐｍでクロロホルム溶液（１．６ｍｇ／ｍｌ）から１分間スピンコーティングすることによって付着されている。
【００８５】
図７に、Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合単位であり、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛が配位子である金属−金属結合錯体のＩ−Ｖ特性における負の微分抵抗を示す。この化合物は、メルカプタンエチルピリジンをリンカーとして使用して逐次積層成長によってＡｕ電極から成長させた。このデバイスは、金属電極間の間隔が８０ｎｍの横型形状に製作されている。
【００８６】
図８に、Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合単位であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体のＩ−Ｖ特性における負の微分抵抗を示す。この化合物は、メルカプタンエチルピリジンをリンカーとして使用して逐次積層によってＡｕ電極から成長させた。このデバイスは、金属電極間の間隔が８０ｎｍの横型形状に製作されている。
【００８７】
図９に、Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合単位であり、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛が配位子である金属−金属結合錯体のＡＦＭ像を示す。クロロホルム溶液からのスピンコーティングによって錯体を付着させて、金属−金属結合錯体の基本構造モチーフと一貫した粒構造を有する多結晶薄膜を形成した。
【００８８】
図１０に、Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合単位であり、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛が配位子である金属−金属結合錯体のＩ−Ｖ特性における負の微分抵抗を示す。錯体は、クロロホルム溶液からのスピンコーティングによって付着させた。
【００８９】
図１１に、Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合単位であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体のＡＦＭ像を示す。クロロホルム溶液からのスピンコーティングによって錯体を付着させて、金属−金属結合錯体の基本構造モチーフと一貫した粒構造を有する多結晶薄膜を形成した。
【００９０】
図１２に、Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合単位であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体のＩ−Ｖ特性における負の微分抵抗を示す。錯体は、クロロホルム溶液からのスピンコーティングによって付着させた。
【００９１】
金属−金属結合錯体の電子的特性は化学的性質（chemistry）によって調整することができる。金属−金属結合錯体として使用可能な幅広い範囲の金属−金属および有機配位子が存在する。金属−金属結合錯体は、錯体の化学的性質および構造モチーフを選択することによって設計することができる。化学的性質の柔軟性を使用して、分子デバイスの電子的特性を調整することができる。
【００９２】
好ましい実施形態を詳細に参照して本発明を説明した。当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく本発明の変更および修正を考案することができることを理解されたい。したがって、本発明は、添付の請求項の範囲に含まれるすべての代替、修正および変更形態を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】金属−金属結合層を能動スイッチング媒体として２つの電極の間に含む、２端子横型デバイス構造を示す図である。
【図２】絶縁体によってゲート電極から分離された金属−金属結合層を能動スイッチング媒体としてソース電極とドレイン電極の間に含む、３端子横型デバイス構造を示す図である。
【図３】金属−金属結合層を能動スイッチング媒体として２つの電極の間に含む、２端子垂直型デバイス構造を示す図である。
【図４】絶縁体によってゲート電極から分離された金属−金属結合層を能動スイッチング媒体としてソース電極とドレイン電極の間に含む、３端子垂直型デバイス構造を示す図である。
【図５】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体の逐次積層成長を示す原子間力顕微鏡像である。
【図６】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体の逐次積層成長を示す（図５の像に対応する）原子間力顕微鏡像断面を示す図である。金属電極間の距離は、（ａ）金属−金属結合錯体の逐次積層成長の前に示されている。金属−金属結合層および配位子層の数が、二分子層として（１つの二分子層は金属−金属結合層１層と配位子層１層とからなる）、（ｂ）７、（ｃ）１７、（ｄ）３０と増加するにつれて、金属−金属結合錯体は金属電極の外側へ成長し、測定された間隔を狭め、電極間の間隔を埋めて伸びる。電極間の間隔が金属−金属結合錯体によって埋められると、電気接続および負の微分抵抗を示す図７および図８のＩＶ特性が得られる。
【図７】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛が配位子である金属−金属結合錯体の室温Ｉ−Ｖ特性を示す図である。この錯体は、メルカプタンエチルピリジンをリンカーとして使用してＡｕ電極から逐次積層成長させた。このデバイスは、金属電極間の間隔が８０ｎｍの横型形状で製作されている。電極は、ドープ縮退シリコン基板上の厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２の上に付着させた。
【図８】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体の室温Ｉ−Ｖ特性を示す図である。この膜は、メルカプタンエチルピリジンをリンカーとして使用してＡｕ電極から逐次積層成長させた。このデバイスは、金属電極間の間隔が８０ｎｍの横型形状で製作されている。電極は、ドープ縮退シリコン基板上の厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２の上に付着させた。
【図９】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛が配位子である金属−金属結合錯体のスピンコーティングした多結晶薄膜の原子間力顕微鏡像である。錯体は、ドープ縮退シリコン基板上のＳｉＯ２の上に付着させたＡｕ電極上に付着させた。
【図１０】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛が配位子である金属−金属結合錯体の室温Ｉ−Ｖ特性を示す図である。錯体は、Ａｕ電極を有するデバイス構造の上に付着させた。デバイスは、金属電極間の間隔が（Ａ）８０ｎｍおよび（Ｂ）２９５ｎｍの横型形状で製作されている。電極は、ドープ縮退シリコン基板上の厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２の上に付着させた。
【図１１】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体のスピンコーティングした多結晶薄膜の原子間力顕微鏡像である。錯体は、ドープ縮退シリコン基板上のＳｉＯ２の上に付着させたＡｕ電極上に付着させた。
【図１２】Ｒｈ−Ｒｈが金属−金属結合であり、１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンが配位子である金属−金属結合錯体の室温Ｉ−Ｖ特性を示す図である。錯体は、Ａｕ電極を有するデバイス構造の上にスピンコーティングによって付着させた。デバイスは、金属電極間の間隔が（Ａ）８０ｎｍ、（Ｂ）２９５ｎｍおよび（Ｃ）３８５ｎｍの横型形状で製作されている。電極は、ドープ縮退シリコン基板上の厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２の上に付着させた。
【図１】
2006508525.tif 000046
【図２】
2006508525.tif 000047
【図３】
2006508525.tif 000048
【図４】
2006508525.tif 000049
【図５】
2006508525.tif 000050
【図６】
2006508525.tif 000051
【図７】
2006508525.tif 000052
【図８】
2006508525.tif 000053
【図９】
2006508525.tif 000054
【図１０】
2006508525.tif 000055
【図１１】
2006508525.tif 000056
【図１２】
2006508525.tif 000057
【国際調査報告】
2006508525.tif 000058
2006508525.tif 000059