(57)【要約】【課題】電極間に分子を再現性良く配置、配列させることができ、均一なる特性を発現し得るナノデバイスを提供する。【解決手段】ナノデバイスは、基体１０上に形成された第１対向面２１Ａを有する第１電極部及び第２対向面２２Ａを有する第２電極部２２、第１対向面２１Ａと第２対向面２２Ａとの間に位置する基１０体の部分の上に形成された島状部３０、第１対向面２１Ａに一端が結合し、島状部３０と他端が結合した有機分子の１分子４１、並びに、第２対向面２２Ａに一端が結合し、島状部３０と他端が結合した該有機分子の別の１分子４２から成り、有機分子の１分子の平均長さＬm、島状部の平均的大きさＬi、第１対向面２１Ａと第２対向面２２Ａとの間の最短距離Ｄeが一定範囲の値に規定されている。【選択図】  図１
2007276004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）基体上に形成された第１電極部、
（Ｂ）該基体上に形成され、該第１電極部の対向面と対向する対向面を有する第２電極部、
（Ｃ）該第１電極部の対向面と該第２電極部の対向面との間に位置する基体の部分の上に形成された島状部、
（Ｄ）該第１電極部の対向面に一端が結合し、該島状部と他端が結合した有機分子の１分子、並びに、
（Ｅ）該第２電極部の対向面に一端が結合し、該島状部と他端が結合した該有機分子の別の１分子、
から成り、
該有機分子の１分子の平均長さＬmは、２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）であり、
該島状部の平均的大きさＬiは、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）であり、
該第１電極部の対向面と該第２電極部の対向面との間の最短距離をＤeとしたとき、１．０×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦２．０×Ｌmを満足することを特徴とするナノデバイス。
【請求項２】
前記島状部は金（Ａｕ）から成ることを特徴とする請求項１に記載のナノデバイス。
【請求項３】
前記有機分子はπ電子を有することを特徴とする請求項１に記載のナノデバイス。
【請求項４】
（ａ）対向面を有する第１電極部、及び、該第１電極部の対向面と対向する対向面を有する第２電極部を基体上に形成した後、
（ｂ）該第１電極部の対向面と該第２電極部の対向面との間に位置する基体の部分の上に、平均的大きさＬiが、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）であり、且つ、第１電極部の対向面と第２電極部の対向面との間の最短距離をＤeとしたとき、１．０×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦２．０×Ｌm（但し、Ｌmは、次項で規定される有機分子の１分子の平均長さである）を満足する島状部を形成し、次いで、
（ｃ）１分子の平均長さＬmが２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）である有機分子が溶解した溶液に基体を接触させることで、該有機分子の１分子の一端が該第１電極部の対向面に結合し、該有機分子の該１分子の他端が該島状部と結合した状態、及び、該有機分子の別の１分子の一端が該第２電極部の対向面に結合し、該有機分子の該別の１分子の他端が該島状部と結合した状態を得る、
工程から成ることを特徴とするナノデバイスの作製方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）において、島状部を物理的気相成長法に基づき形成することを特徴とする請求項４に記載のナノデバイスの作製方法。
【請求項６】
前記島状部は金（Ａｕ）から成ることを特徴とする請求項４に記載のナノデバイスの作製方法。
【請求項７】
前記有機分子はπ電子を有することを特徴とする請求項４に記載のナノデバイスの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノデバイス及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速な半導体装置の小型化、高密度化、高速化は著しい。しかしながら、現在の微細加工技術に基づくシリコン系半導体装置には限界が見えており、このような半導体装置に替わる新規のデバイスの開発が強く望まれている。そして、このようなデバイスの１つとして、単一分子を回路構成要素として用いたデバイスであるナノデバイス（分子デバイス）の研究開発が大きな注目を集めている。ナノデバイスにおいては、分子個々の有する機能、１分子という極微細な大きさによって、従来のシリコン系半導体装置を超える高機能、高集積のデバイスの実現が期待されている。
【０００３】
ところで、１分子を構成単位とするナノデバイスを製造するためには、どのような方法、手段に基づき１分子を配置、配列するかが非常に大きな問題となる。ナノデバイスにおいては、通常、少なくとも一対の電極部を設け、これらの電極部の間に分子を配置、配列させるが、特に、一対の電極部の間の距離をナノオーダーで正確に制御し、このような状態を再現性良く、しかも、高精度にて実現することは、現状においては極めて困難である。
【０００４】
例えば、特開２００４−１００００９には金属電極の製造方法が開示されている。この金属電極の製造方法は、一対の金属電極を基板上に一定間隔で対向させて形成する第１工程と、該一対の金属電極の各々の所定部位と陽極金属の一部をメッキ浴に浸漬する第２工程と、該陽極金属と前記一対の金属電極間に所定電圧の直流電圧を印加することで、前記一対の金属電極同士の間隔が２０ｎｍ以下で導通しない間隔に狭まるまで前記各々の所定部位にメッキを施す第３工程とを有する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１００００９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、メッキ法によって形成された電極の表面は、通常、凹凸であり、電極間に分子を再現性良く配置、配列させることは困難であるし、電極間の距離の正確な制御も困難である。そして、電極間に分子を再現性良く配置、配列することができないと、ナノデバイスの特性にバラツキが生じてしまう。
【０００７】
従って、本発明の目的は、電極間に分子を再現性良く配置、配列させることができ、均一なる特性を発現し得るナノデバイス及びその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のナノデバイスは、
（Ａ）基体上に形成された第１電極部、
（Ｂ）該基体上に形成され、該第１電極部の対向面と対向する対向面を有する第２電極部、
（Ｃ）該第１電極部の対向面と該第２電極部の対向面との間に位置する基体の部分の上に形成された島状部、
（Ｄ）該第１電極部の対向面に一端が結合し、該島状部と他端が結合した有機分子の１分子、並びに、
（Ｅ）該第２電極部の対向面に一端が結合し、該島状部と他端が結合した該有機分子の別の１分子、
から成り、
該有機分子の１分子の平均長さＬmは、２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）であり、
該島状部の平均的大きさＬiは、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）であり、
該第１電極部の対向面と該第２電極部の対向面との間の最短距離をＤeとしたとき、１．０×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦２．０×Ｌmを満足することを特徴とする。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明のナノデバイスの作製方法は、
（ａ）対向面を有する第１電極部、及び、該第１電極部の対向面と対向する対向面を有する第２電極部を基体上に形成した後、
（ｂ）該第１電極部の対向面と該第２電極部の対向面との間に位置する基体の部分の上に、平均的大きさＬiが、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）であり、且つ、第１電極部の対向面と第２電極部の対向面との間の最短距離をＤeとしたとき、１．０×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦２．０×Ｌm（但し、Ｌmは、次項で規定される有機分子の１分子の平均長さである）を満足する島状部を形成し、次いで、
（ｃ）１分子の平均長さＬmが２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）である有機分子が溶解した溶液に基体を接触させることで、該有機分子の１分子の一端が該第１電極部の対向面に結合し、該有機分子の該１分子の他端が該島状部と結合した状態、及び、該有機分子の別の１分子の一端が該第２電極部の対向面に結合し、該有機分子の該別の１分子の他端が該島状部と結合した状態を得る、
工程から成ることを特徴とする。
【００１０】
本発明のナノデバイスあるいは本発明のナノデバイスの作製方法において、有機分子の１分子の平均長さＬmは、２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）であるが、より好ましくは、５×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．０×１０-8（ｍ）であることが望ましい。尚、有機分子の１分子の平均長さＬmが２×１０-9（ｍ）未満では、トンネル電流が有機分子内を流れ、ナノデバイスとしての機能を果たさなくなる虞があるし、有機分子の１分子の平均長さＬmが１．５×１０-8（ｍ）を越えると、有機分子内を電流が流れ難くなる虞がある。また、島状部の平均的大きさＬiは、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）であるが、より好ましくは、Ｌi≧５×１０-9（ｍ）であることが望ましい。尚、島状部の平均的大きさＬiが２×１０-9（ｍ）未満では、表面張力を減らす働きによる微粒子の形状安定性が低いので、再現性が悪いといった問題が生じる虞がある。更には、第１電極部の対向面（便宜上、第１対向面と呼ぶ場合がある）と第２電極部の対向面（便宜上、第２対向面と呼ぶ場合がある）との間の最短距離をＤeとしたとき、１．０×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦２．０×Ｌmであるが、好ましくは１．２×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦１．８×Ｌm、より好ましくは１．４×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦１．６×Ｌmを満足することが望ましい。尚、島状部の平均的大きさＬiは、島状部と基体との界面における島状部の平均的大きさを意味する。また、第１電極部の第１対向面と第２電極部の第２対向面との間の最短距離Ｄeは、第１電極部の第１対向面と基体との境界部と、第２電極部の第２対向面と基体との境界部との間の最短距離を意味する。即ち、Ｌi，Ｄeは、基体表面に沿った値（２次元的な値）である。
【００１１】
本発明のナノデバイスの作製方法にあっては、前記工程（ｂ）において、島状部を物理的気相成長法（ＰＶＤ法）に基づき形成することが望ましい。ＰＶＤ法として、具体的には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、イオンプレーティング法、ＩＶＤ法（イオン・ベーパー・デポジション法）を例示することができる。ここで、真空蒸着法として、電子ビーム蒸着法（ＥＢＥ）、抵抗加熱法、電子ビーム加熱法、レーザ加熱法、アーク放電法、高周波加熱法、フラッシュ蒸着法、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）成長法を挙げることができる。また、スパッタリング法として、平板型２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、高周波スパッタリング法、ダブルカソードスパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法を挙げることができる。更には、イオンプレーティング法として、ＤＣ（Direct Current）法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、ＨＣＤ（Hollow Cathode Discharge）法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法を挙げることができる。尚、島状部の形成方法として、その他、常圧ＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ（ＰＥ−ＣＶＤ）法、レーザＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を挙げることもできる。島状部を形成する際に、電場、磁場、光、熱、超音波といった外部からの一種の刺激あるいはエネルギーを形成中の島状部に与えてもよい。また、島状部を形成した後に、一種の後処理として、電場、磁場、光、熱、超音波といった外部からの一種の刺激あるいはエネルギーを形成後の島状部に与えてもよい。
【００１２】
このような望ましい形態を含む本発明のナノデバイスあるいは本発明のナノデバイスの作製方法にあっては、前記島状部は、導電性を有する材料から構成されていてもよいし、非導電性の材料から構成されていてもよい。より具体的には、島状部を構成する材料として、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、あるいは、これらの金属元素のいずれかを含む合金、黄銅（６０Ｃｕ−４０Ｚｎ−他）、丹銅（Ｃｕ−５〜２０Ｚｎ）、トムバック（Ｃｕ−１５Ｚｎ）、洋白（Ｃｕ−２７Ｚｎ−１８Ｎｉ）、青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）、白銅（Ｃｕ−Ｎｉ）、赤銅（Ｃｕ−Ａｕ）、コンスタンタン（５５Ｃｕ−４５Ｎｉ）、ノルディック・ゴールド（８９Ｃｕ−５Ａｌ−５Ｚｎ−１Ｓｎ）、クニフェ（６０Ｃｕ−２０Ｎｉ−２０Ｆｅ）、ジュラルミン（Ａｌ−Ｃｕ）、モネル（６３Ｎｉ−２８〜３４Ｃｕ）、バビットメタル（Ｓｎ−Ｃｕ−他）、ホワイトゴールド（Ａｕ−Ｎｉ−Ｐｄ）、スターリングシルバー（Ａｇ−Ｃｕ）、アマルガム（Ｈｇ−Ａｕ−他）等の合金、フラーレン、カーボンブラックといった非金属を例示することができる。
【００１３】
更には、以上に説明した望ましい形態を含む本発明のナノデバイスあるいは本発明のナノデバイスの作製方法にあっては、前記有機分子はπ電子を有することが望ましい。ここで、１分子の平均長さＬmが２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）である有機分子として、より具体的には、フタロシアニン、フラーレン、ペンタセン、テトラセン、カーボンナノチューブ、ＤＮＡ、ポルフィリン、シトクロムｃ、ポリフルオレン、ポリチオフェン、デンドリマーを例示することができる。１分子の平均長さＬmの測定は、Ｘ線回折、ＮＭＲの解析及び計算化学（分子力学法等）に基づき測定することができる。
【００１４】
以上に説明した望ましい形態を含む本発明のナノデバイスあるいは本発明のナノデバイスの作製方法（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、基体として、各種のガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板を挙げることができる。更には、基体として、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）やポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）に例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、このような可撓性を有する高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器へのナノデバイスの組込みあるいは一体化が可能となる。また、ナノデバイスの構成、構造によっては、ナノデバイスが支持部材上に設けられている場合もあるが、このような場合における支持部材も上述した材料から構成することができる。
【００１５】
本発明における第１電極部、第２電極部を構成する材料として、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、単結晶シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）を挙げることができる。
【００１６】
また、第１電極部、第２電極部の形成方法として、上述した各種のＰＶＤ法やＣＶＤ法といった成膜技術（以下、単に、成膜技術と呼ぶ場合がある）と電子線リソグラフィ技術とリフトオフ法との組合せ、成膜技術と電子線リソグラフィ技術とエッチング技術との組合せ、成膜技術とフォトリソグラフィ技術とリフトオフ法との組合せ、成膜技術とフォトリソグラフィ技術とエッチング技術との組合せを例示することができるが、これらに限定するものではない。
【００１７】
本発明において、第１電極部の第１対向面の少なくとも一部と第２の電極部の第２対向面の少なくとも一部とは、平行に対向、対面していることが好ましい。
【００１８】
島状部の平面形状は、本質的には、下地である基体の材質や形成条件等に依存するが、通常、円形となる。従って、島状部の平均的大きさＬiは、通常、島状部の直径となる。しかしながら、島状部の平面形状が円形ではない場合、第１電極部の第１対向面と基体との境界部から島状部までの最短距離に相当する線分（長さＬ1）が第１電極部の第１対向面と交わる点をＰ1、第２電極部の第２対向面と基体との境界部から島状部までの最短距離に相当する線分（長さＬ2）が第２電極部の第２対向面と交わる点をＰ2としたとき、２点Ｐ1，Ｐ2を結ぶ線分が島状部を横切る長さの平均値を、島状部の平均的大きさＬiとする。尚、これらの線分の長さＬ1，Ｌ2は、基体表面に沿った値（２次元的な値）である。
【００１９】
本発明にあっては、有機分子の一端が第１電極部あるいは第２電極部の第１対向面あるいは第２対向面に結合し、有機分子の他端が島状部に結合しているが、より具体的には、有機分子の一端及び他端に位置する官能基が、第１対向面、第２対向面、島状部に化学的に結合している形態を挙げることができる。尚、有機分子の一端に位置する官能基と、有機分子の他端に位置する官能基とは、同じ官能基であってもよいし、同種の官能基であってもよいし、異なる官能基であってもよい。ここで、官能基として、チオール基（−ＳＨ）、スルフィド基(−Ｓ−)、ジスルフィド基(−ＳＳ−)、 ポリスルフィド基(−ＳＳＳＳＳ−)、アミノ基（−ＮＨ2）、及び、シアノ基（−ＮＣ）を例示することができる。
【００２０】
有機分子が溶解した溶液に基体を接触させる形態として、スピンコーティング法；浸漬（ディップコーティング）法；エアドクタコーティング法、ブレードコーティング法、ロッドコーティング法、ナイフコーティング法、スクイズコーティング法、リバースロールコーティング法、トランスファーロールコーティング法、グラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スプレーコーティング法、スリットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法といった各種コーティング法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法；キャスティング法；スプレー法等の塗布プロセスを例示することができる。有機分子を溶解する溶媒は、有機分子によって適宜選択すればよく、例えば、炭化水素系溶媒（例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン）、エステル系溶媒（例えば、酢酸エチル、ブチルラクトン）、アルコール系溶媒（例えば、オクタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール）、芳香族系溶媒（例えば、トルエン、メシチレン、ベンゼン）、エーテル系溶媒（例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン）、ハロゲン系溶媒（例えば、クロロホルム、ジクロロメタン）、ケトン系溶媒（例えば、アセトン、シクロペンタノン）等を挙げることができる。
【００２１】
本発明において、ナノデバイスは少なくとも２つの電極部を有する、即ち、２端子構造を有することが必要とされる。尚、ナノデバイスを、２つの電極部を有する２端子構造とする場合、係るナノデバイスは、具体的には、例えば、スイッチング素子として機能させることができ、あるいは又、ダイオードとして機能させることができる。また、ナノデバイスを、３つの電極部を有する３端子構造とし、トランジスタとして機能させてもよいし、４つの電極部を有する４端子構造としてもよく、要は、ナノデバイスに要求される仕様に基づき、電極部の数を決定すればよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にあっては、第１電極部の対向面と第２電極部の対向面との間に位置する基体の部分の上に島状部が形成されており、しかも、有機分子の１分子の平均長さＬm、島状部の平均的大きさＬi、及び、第１電極部の対向面と第２電極部の対向面との間の最短距離Ｄeが規定されている。それ故、第１電極部の対向面から島状部までの距離、及び、第２電極部の対向面から島状部までの距離には、通常、変動（バラツキ）が生じるが、有機分子の１分子の一端が第１電極部の対向面に結合し、且つ、他端が島状部と結合した状態、及び、有機分子の別の１分子の一端が第２電極部の対向面に結合し、且つ、他端が島状部と結合した状態を、確実に、再現性良く、しかも、高い信頼性をもって達成することが可能となり、その結果、均一なる特性を発現し得るナノデバイスを提供することができる。また、島状部が存在するので、第１電極部の対向面と第２電極部の対向面との間の最短距離Ｄeを、島状部が存在しない場合よりも長くすることができるので、第１電極部及び第２電極部を、高い精度にて、比較的容易に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００２４】
実施例１は、本発明のナノデバイス及びその作製方法に関する。実施例１のナノデバイスを真上から眺めたときのナノデバイスの一部分の概念図を図１の（Ａ）及び図２に示し、斜め上から眺めたときのナノデバイスの一部分の概念図を図１の（Ｂ）に示す。尚、図１の（Ａ）は、島状部が、第１電極部の第１対向面と第２電極部の第２対向面との間の丁度、真ん中に位置している状態を模式的に示し、図２は、島状部が、第１電極部の第１対向面と第２電極部の第２対向面との間の真ん中よりも右側（第２電極部側）に位置している状態を模式的に示す。
【００２５】
実施例１のナノデバイスは、
（Ａ）基体１０上に形成された第１電極部２１、
（Ｂ）基体１０上に形成され、第１電極部２１の対向面（第１対向面２１Ａ）と対向する対向面（第２対向面２２Ａ）を有する第２電極部２２、
（Ｃ）第１電極部２１の第１対向面２１Ａと第２電極部２２の第２対向面２２Ａとの間に位置する基体１０の部分の上に形成された島状部（微粒子）３０、
（Ｄ）第１電極部２１の第１対向面２１Ａに一端が結合し、島状部３０と他端が結合した有機分子の１分子４１、並びに、
（Ｅ）第２電極部２２の第２対向面２２Ａに一端が結合し、島状部３０と他端が結合した有機分子の別の１分子４２、
から成る。
【００２６】
そして、有機分子の１分子４１，４２（図１の（Ａ）及び図２においては、ジグザグの図形で模式的に示す）の平均長さＬmは２×１０-9（ｍ）≦Ｌm≦１．５×１０-8（ｍ）である。より具体的には、有機分子の１分子４１，４２は、一端に位置する官能基がチオールであり、他端に位置する官能基もチオールであるポリフルオレンから成り、Ｌm＝７×１０-9（ｍ）である。ここで、有機分子４１，４２の一端及び他端に位置する官能基が、第１対向面２１Ａ、第２対向面２２Ａ、島状部３０に化学的に結合している。また、島状部（微粒子）３０は、金（Ａｕ）から成り、平面形状は円形であり、立体形状は、半球を高さ方向に潰した形状、あるいは、球をその直径に垂直な仮想平面で切断したときの形状であり、その平均的大きさＬiは、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）、より具体的には、平面形状円形の平均直径Ｌiは７．１×１０-9（ｍ）〜９．３×１０-9（ｍ）である。更には、第１電極部２１の対向面２１Ａと第２電極部２２の対向面２２Ａとの間の最短距離Ｄeは、１．０×Ｌm≦（Ｄe−Ｌi）≦２．０×Ｌmを満足する。尚、実施例１にあっては、第１電極部２１の第１対向面２１Ａの一部と第２の電極部２２の第２対向面２２Ａの一部とが、平行に対向、対面している（図３参照）。図１の（Ａ）及び図２においては、島状部３０の中心から、半径（Ｌm＋Ｌi／２）の円（但し、基体１０の表面と平行な仮想平面内に位置する）を点線で描いた。尚、第１電極部２１の第１対向面２１Ａの長さ（図１の（Ａ）の上下方向の長さ）に要求される最低値、及び、第２の電極部２２の第２対向面２２Ａの長さ（図１の（Ａ）の上下方向の長さ）に要求される最低値は、２．０×Ｌm＝（Ｄe−Ｌi）である。即ち、分子が電極に垂直に結合するときである。そのときの第１対向面２１Ａの長さ及び第２対向面２２Ａの長さの最低値は、電極を構成する金属原子１つの直径になる。例えば、電極が金の場合、ファンデルワールス半径が１６６ｐｍであるので、最低値は約０．３２ｎｍとなる。
【００２７】
実施例１においては、基体１０を、表面に厚さ７０ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）が形成されているシリコン基板から構成した。また、第１電極部２１、第２電極部２２を、厚さ２０ｎｍの金（Ａｕ）薄膜から構成した。実施例１のナノデバイスは、２つの電極部２１，２２を有する２端子構造であり、具体的には、例えば、スイッチング素子として機能させることができる。
【００２８】
以下、実施例１のナノデバイスの作製方法を説明する。
【００２９】
［工程−１００］
先ず、電子線リソグラフィ用レジスト（以下、レジストと略称する）を、５０００ｒｐｍにてスピンコーティング法に基づき基体１０上に塗布し、乾燥させた。次いで、加速電圧３０ｋｅＶ、ドーズ電流量５０ｐＡ、ドーズ時間４秒の条件で、電子線ビームにてレジストを描画した後、レジストの現像処理を行った。そして、レジスト及び露出した基体１０上に、密着層として機能する厚さ２ｎｍのＣｒ薄膜、及び、電極部に相当する厚さ２０ｎｍのＡｕ薄膜を電子ビーム蒸着法（ＥＢＥ）に基づく真空蒸着法にて成膜し、次いで、Ｎ−メチル−２−ピロリドン中で、レジストを基体１０から剥離するといった、所謂リフトオフ法に基づき、第１対向面２１Ａを有する第１電極部２１、及び、第１電極部２１の第１対向面２１Ａと対向する第２対向面２２Ａを有する第２電極部２２を基体１０上に形成した。尚、この状態の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図３に示す。例えば、１００ｎｍ角程度の開口部を有するマスクを用いて真空蒸着を行えば、不要な部分に島状部（微粒子）３０が形成されることを防止することができる。
【００３０】
［工程−１１０］
その後、第１電極部２１の第１対向面２１Ａと第２電極部２２の第２対向面２２Ａとの間に位置する基体１０の部分の上に、平均的大きさＬiが、Ｌi≧２×１０-9（ｍ）であり、且つ、第１電極部２１の第１対向面２１Ａと第２電極部２２の第２対向面２２Ａとの間の最短距離をＤeとしたとき、上述した関係を満足し、上述した値を有する島状部（微粒子）３０を、スパッタリング法にて時間を変えながら形成した。この状態の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図４の（Ａ）〜（Ｆ）に示すが、走査型電子顕微鏡観察の便宜上、基体１０をカーボン膜として試料を作製した。スパッタリングによる島状の金微粒子の形成は、サンユー電子株式会社製のスパッタリング装置（ＳＶＣ−７００）を用い、電流値５ｍＡ、金ターゲットと基体１０との間の距離３ｃｍ、時間２〜７秒の条件で行った。図４の（Ａ）はスパッタリング時間２秒、図４の（Ｂ）はスパッタリング時間３秒、図４の（Ｃ）はスパッタリング時間４秒、図４の（Ｄ）はスパッタリング時間５秒、図４の（Ｅ）はスパッタリング時間６秒、図４の（Ｆ）はスパッタリング時間７秒のときの走査型電子顕微鏡写真である。
【００３１】
蒸着時間の調節によって電極間に形成される島状の金微粒子のサイズや数が変わっていることが、図４から確認できる。そのサイズ分布を図５の（Ａ）〜（Ｆ）に示す。図５の（Ａ）はスパッタリング時間２秒、図５の（Ｂ）はスパッタリング時間３秒、図５の（Ｃ）はスパッタリング時間４秒、図５の（Ｄ）はスパッタリング時間５秒、図５の（Ｅ）はスパッタリング時間６秒、図５の（Ｆ）はスパッタリング時間７秒のときの値であり、縦軸は島状の金微粒子の数、横軸は島状の金微粒子の直径（単位：ｎｍ）である。このように、蒸着時間の調節によって、島状の金微粒子の平均直径サイズと分布を制御することができることが分かる。
【００３２】
［工程−１２０］
その後、有機分子が溶解した溶液に基体１０を接触させた。溶液として、具体的には、０．４ミリグラムのポリフルオレンを０．２ミリリットルの溶媒（ＴＨＦから成る）に溶解させた溶液に基体１０を浸漬し、乾燥させた。こうして、図１の（Ａ）、（Ｂ）あるいは図２に概念図を示すように、有機分子の１分子４１の一端が第１電極部２１の対向面２１Ａに結合し、有機分子のこの１分子４１の他端が島状部３０と結合した状態、及び、有機分子の別の１分子４２の一端が第２電極部２２の対向面２２Ａに結合し、有機分子のこの別の１分子４２の他端が島状部３０と結合した状態を得ることができた。
【００３３】
実施例１においては、島状部（微粒子）３０を真空蒸着法にて形成するので、第１電極部２１の第１対向面２１Ａと第２電極部２２の第２対向面２２Ａとの間に位置する基体１０の部分のどこに島状部３０が形成されるかは、無作為（ランダム）である。しかしながら、有機分子の１分子４１，４２の平均長さＬm、島状部３０の平均的大きさＬi、第１電極部２１の第１対向面２１Ａと第２電極部２２の第２対向面２２Ａとの間の最短距離Ｄeを規定することで、図１の（Ａ）及び図２に概念図を示したように、第１電極部２１の第１対向面２１Ａから島状部３０までの距離、及び、第２電極部２２の第２対向面２２Ａから島状部３０までの距離に変動が生じても、有機分子の１分子４１の一端が第１電極部２１の第１対向面２１Ａに結合し、且つ、他端が島状部３０と結合した状態、及び、有機分子の別の１分子４２の一端が第２電極部２２の第２対向面２２Ａに結合し、且つ、他端が島状部３０と結合した状態を、確実に、再現性良く、しかも、高い信頼性をもって達成することが可能となる。即ち、島状部３０の形成された位置の変動を、有機分子の結合状態（特に、対向面２１Ａ，２２Ａとの結合状態）によって、緩和、吸収することができる。そして、その結果、均一なる特性を発現し得るナノデバイスを提供することが可能となる。尚、図１の（Ａ）及び図２に示した概念図は、基体１０と平行な仮想平面内に有機分子４１，４２が位置している状態を示しているが、実際には、有機分子４１，４２が、電極部２１，２２の対向面２１Ａ，２２Ａ、島状部３０と３次元的に結合しているので、島状部３０の形成された位置のより大きな変動を、有機分子の結合状態によって、緩和、吸収することができる。
【００３４】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明のこの実施例に限定されるものではない。実施例にて使用した材料、種々の寸法等の仕様、ナノデバイスの作製条件等は例示であり、適宜変更することができる。第１電極部２１の第１対向面２１Ａと島状部（微粒子）３０との間を占める有機分子の１分子４１が、複数、存在する場合もあり得るし、第２電極部２２の第２対向面２２Ａと島状部（微粒子）３０との間を占める有機分子の１分子４２が、複数、存在する場合もあり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１のナノデバイスを真上から眺めたときのナノデバイスの一部分の概念図、及び、斜め上から眺めたときのナノデバイスの一部分の概念図である。
【図２】図２は、図１の（Ａ）と島状部の位置が若干異なる実施例１のナノデバイスを真上から眺めたときのナノデバイスの一部分の概念図である。
【図３】図３は、［工程−１００］にて得られた試料の走査型電子顕微鏡写真を代用する図である。
【図４】図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）は、蒸着時間を変化させたときの試料の走査電子顕微鏡写真を代用する図である。
【図５】図５は、［工程−１１０］にて得られた試料の微粒子サイズ分布のグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・基体、２１・・・第１電極部、２１Ａ・・・第１対向面、２２・・・第２電極部、２２Ａ・・・第２対向面、３０・・・島状部（微粒子）、４１・・・有機分子の１分子、４２・・・有機分子の別の１分子
【図１】
2007276004.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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