(57)【要約】【課題】小型化が可能で、かつ製造が容易な共振器またはセンサに用途展開可能なナノワイヤー複合体を提供する。【解決手段】複数の中空チャンネルを含むテンプレート１０と、テンプレート１０の各チャンネル内に形成されたナノワイヤー２０と、テンプレート１０の一部が除去されることにより形成され、一または複数のナノワイヤー２０が露出する機能部３０と、を含む。【選択図】図１
2007276105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中空チャンネルを含むテンプレートと、
前記テンプレートの各チャンネル内に形成されたナノワイヤーと、
前記テンプレートの一部が除去されることにより形成され、一または複数のナノワイヤーが露出する機能部と、を含むことを特徴とするナノワイヤー複合体。
【請求項２】
前記テンプレートは、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、またはＷＯ３を含む金属酸化物、ガラス、及びシリカからなる群から選択される一つ以上の材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のナノワイヤー複合体。
【請求項３】
前記ナノワイヤーは、金属、金属合金、金属硫化物、金属カルコゲン化合物、金属ハロゲン化物、または半導体によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のナノワイヤー複合体。
【請求項４】
前記ナノワイヤーは、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＳｉＣ、ＦｅＰｔ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される一つ以上の材料によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のナノワイヤー複合体。
【請求項５】
前記テンプレートの直径が１０ｎｍ〜１ｍｍで、長さが１００ｎｍ〜１ｍｍであり、前記チャンネルの直径が１〜１００ｎｍで、隣接するチャンネル間の間隔が２ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１に記載のナノワイヤー複合体。
【請求項６】
前記機能部は、一または複数のナノワイヤーによって構成されることを特徴とする請求項１に記載のナノワイヤー複合体。
【請求項７】
複数の中空チャンネルを含むテンプレートを用いてナノワイヤーを形成する段階と、
前記テンプレートの一部をエッチングして除去することにより、ナノワイヤーを露出させる段階と、を含むことを特徴とするナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項８】
前記ナノワイヤーを形成する段階は、
前記テンプレートの各チャンネル内に、金属、金属合金、金属硫化物、金属カルコゲン化合物、または金属ハロゲン化物の液相または気相の前駆体を注入する段階と、
前記前駆体を結晶化させてナノワイヤーを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項９】
前記前駆体を結晶化させてナノワイヤーを形成する段階は、紫外線照射、マイクロ波照射、または熱処理によって前記前駆体を結晶性ナノワイヤーに結晶化させることを特徴とする請求項８に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１０】
前記ナノワイヤーを露出させる段階は、
前記テンプレートの表面に感光性フォトレジスト組成物をコーティングする段階と、
前記テンプレートのエッチングしようとする部分を露出させるために前記感光性フォトレジスト組成物を露光する段階と、
前記テンプレートの露出された部分を除去するために前記テンプレートをエッチングする段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１１】
前記テンプレートをエッチングする段階は、湿式エッチングまたは乾式エッチングによって行われることを特徴とする請求項１０に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１２】
前記乾式エッチングは、ガス、プラズマ、またはイオンビームを用いて行われることを特徴とする請求項１１に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１３】
前記湿式エッチングは、酢酸水溶液、フッ化水素酸、およびリン酸水溶液からなる群から選択されるエッチング液を用いて行われることを特徴とする請求項１１に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１４】
前記テンプレートは、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、またはＷＯ３を含む金属酸化物、ガラス、及びシリカからなる群から選択される一つ以上の材料によって形成されることを特徴とする請求項７に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１５】
前記前駆体は、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＳｉＣ、ＦｅＰｔ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される一つ以上の材料によって構成されることを特徴とする請求項８に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１６】
前記テンプレートの直径が１０ｎｍ〜１ｍｍであり、長さが１００ｎｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１７】
前記チャンネルの直径が１〜１００ｎｍであり、隣接するチャンネル間の間隔が２ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項７に記載のナノワイヤー複合体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１に記載のナノワイヤー複合体を含む共振器。
【請求項１９】
請求項１に記載のナノワイヤー複合体を含むセンサ。
【請求項２０】
前記センサは、ナノワイヤー複合体の両端にコーティングされた電極を含むことを特徴とする請求項１９に記載のセンサ。
【請求項２１】
前記センサは、気体センサ、化学物質センサ、光センサ、またはバイオセンサであることを特徴とする請求項１９に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノワイヤー複合体、ナノワイヤー複合体の製造方法、共振器、及びセンサに関する。より詳しくは、本発明は、ナノワイヤー複合体、ナノワイヤー複合体の製造方法、ナノワイヤー複合体を含む共振器、及びナノワイヤー複合体を含むセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
共振器は、移動通信端末の小型軽量フィルターとして用いられている。既存の共振器は、下部電極、圧電層、及び上部電極が順次に積層された共振部の下部にエアギャップが形成され、共振部と基板とが互いに隔離されるエアギャップ型共振器である。このエアギャップ型共振器の製造時に、素子の外部から内部の犠牲層にまで延長されるビアホールを形成した後、このビアホールを通じてエッチング液を投与することによって犠牲層を除去すると、犠牲層の除去位置にエアギャップが形成される。しかしながら、従来の方法では、犠牲層が必要となって製作工程が複雑であり、ビアホールを用いてエッチング作業を行うため、共振部の損傷によって共振特性が低下するという問題点がある。また、エッチング時にエアギャップを３０ｎｍ以下のスケールでエッチングすることは、難しい課題として認識されている。
【０００３】
一方、バイオ物質、化学物質、環境物質、気体などを感知できる各種センサに対する関心が急増するにつれて、多様な物質を感知及び分析するためのセンサの開発が活発になりつつある。特に、圧電特性を用いて物質の表面吸着量を感知するセンサは、対象物質による共振周波数の変化を測定し、この測定された共振周波数の変化と蓄積されたデータベースとを比較することにより感知することができる。
【０００４】
上記のようなセンサの場合、センシング部の厚さが薄いほど感度が向上するが、現在の技術的限界のため、センシング部を薄く形成することは難しいことと認識されている。そのため、より小型でありながらも感度が高く、少ない試料で複数の検査を同時に実施することができるセンサを容易に製造するための材料または方法の開発が切実に要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した技術的要求に相応するもので、その目的は、小型化が可能で、かつ製造が容易な共振器またはセンサに用途展開可能なナノワイヤー複合体を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、工程が簡単で、かつコストが低廉なナノワイヤー複合体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、本発明のナノワイヤー複合体を含み、小型薄型化が可能で、かつ製造費用が低廉な共振器及びセンサ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一つの様相は、複数の中空チャンネルを含むテンプレートと、前記テンプレートの各チャンネル内に形成されたナノワイヤーと、前記テンプレートの一部が除去されることにより形成され、一または複数本のナノワイヤーが外部に露出する機能部と、を含むことを特徴とするナノワイヤー複合体に関係する。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の他の様相は、複数の中空チャンネルを含むテンプレートを用いてナノワイヤーを形成する段階と、前記テンプレートの一部をエッチングして除去することにより、チャンネル内に形成されたナノワイヤーを露出させる段階と、を含むことを特徴とするナノワイヤー複合体の製造方法に関係する。
【００１０】
前記テンプレートを用いてナノワイヤーを製造する段階は、前記テンプレートの各チャンネル内に、金属、金属合金、金属硫化物、金属カルコゲン化合物、または金属ハロゲン化物の液相または気相の前駆体を注入する段階と、前記前駆体を結晶化させてナノワイヤーを形成する段階と、を含む。本発明では、紫外線照射、マイクロ波照射、または熱処理によってチャンネルに注入された前駆体を結晶性ナノワイヤーに結晶化させる。
【００１１】
前記テンプレートの一部をエッチングする段階では、湿式エッチングまたは乾式エッチングによってテンプレートを除去してナノワイヤーを露出させ、共振器の共振部またはセンサのセンシング部として機能する機能部を形成する。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の更に他の様相は、本発明のナノワイヤー複合体を含む共振器または多機能センサに関係する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、高価な施設及び装備を用いることなく、低費用でナノワイヤー複合体を製造することができるので、センサまたは共振器も低価の単純工程によって製造できる。特に、本発明のナノワイヤー複合体を用いると、少ない試料で複数の検査を同時に実施するための多機能センサを容易に製造することができる。
【００１４】
また、本発明の共振器またはセンサは、小型薄型に製造することができるので、携帯用電子機器などの基板上に装着される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に対し、添付の図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１６】
一つの様相として、本発明は、テンプレートのチャンネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）内に形成された複数のナノワイヤーと、共振器の共振部またはセンサのセンシング部として機能するように、ナノワイヤーが露出された機能部と、を含むナノワイヤー複合体であることを特徴とする。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体の概略斜視図である。図１に示すように、本発明のナノワイヤー複合体は、複数の中空チャンネルを含むテンプレート１０と、このテンプレート１０の各チャンネル内に形成されたナノワイヤー２０と、テンプレート１０の一部区間が除去され、この一部区間内に形成された単一または複数本のナノワイヤー２０が外部に露出される機能部３０と、を含むことを特徴とする。本実施形態のテンプレート１０はシリンダ形状を有しており、ナノワイヤー２０はテンプレート１０の軸線方向に延びている。但し、テンプレート１０の形状は、シリンダ形状に限定されるものではない。
【００１８】
本発明において、テンプレート１０の内部には、ナノワイヤー２０が形成される複数の中空チャンネルが含まれる。テンプレート１０は、ガラス、シリカ、ならびにＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、及びＷＯ３などの金属酸化物からなる群から選択される材料によって形成される。なお、本実施形態のチャンネルはシリンダ形状を有するが、チャンネルの形状はシリンダ形状に限定されるものではない。
【００１９】
基本的に、テンプレート１０は、テンプレート母材（ｔｅｍｐｌａｔｅ  ｐｒｅｆｏｒｍ）を製作する工程と、母材からテンプレート形態を引き抜く（ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ）工程を通じて製造される。チャンネルの形成は、引抜き過程の引抜き速度（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｓｐｅｅｄ、抽出速度）、冷却条件などによって決定される。より詳しくは、母材に所望のチャンネル形態を予め加工することにより、引抜き過程を通じて、元の形態がナノサイズに縮小された構造を得ることができる。
【００２０】
テンプレートの直径及び長さは、自由度が高いため、ナノワイヤーが成長するチャンネルの大きさによって選択可能であるが、機能上及び製造上の見地から、直径が１０ｎｍ〜１ｍｍ、長さが１００ｎｍ〜１ｍｍであることが好ましい。また、テンプレート内のチャンネルの規格は、製造しようとするナノワイヤー及びナノワイヤー複合体の規格によって変わる。例えば、チャンネルの直径は、１〜１００ｎｍで、各チャンネル間の間隔は、２ｎｍ〜１μｍである。
【００２１】
本発明において、テンプレートのチャンネル内に形成されるナノワイヤー２０は、直径が１〜１００ｎｍの範囲で、直径に対する長さの比が非常に大きい。本発明において、ナノワイヤーの材料は、特別に制限されるものではなく、金属、金属合金、金属硫化物、金属カルコゲン化合物（ｍｅｔａｌ  ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｓ）、金属ハロゲン化物、半導体などの材料によって構成される。例えば、ナノワイヤーは、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＳｉＣ、ＦｅＰｔ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される一つ以上の材料によって構成される。
【００２２】
本発明のナノワイヤー複合体において、機能部３０は、テンプレートの一部区間をエッチングすることにより、ナノワイヤーがテンプレートの外部に露出するようにして製造され、共振器の共振部またはセンサのセンシング部の機能を有する。本発明のナノワイヤー複合体において、機能部３０は、単一または複数本のナノワイヤーによって構成される。本発明のナノワイヤー複合体は、各種センサまたは共振器の製造時に用いられる。
【００２３】
他の様相として、本発明は、上述したナノワイヤー複合体の製造方法に関係する。本発明の方法では、複数の中空チャンネルを含むテンプレートの各チャンネル内にナノワイヤーを形成した後、テンプレートの一部区間をエッチングしてナノワイヤーを露出させる。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体の製造方法におけるナノワイヤー形成段階の工程フローチャートであり、図３は、本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体の製造方法におけるテンプレートエッチング段階の工程フローチャートである。次に、本発明のナノワイヤー複合体の製造方法に対し、図２及び図３に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
本発明のナノワイヤー複合体を製造する場合、複数の中空チャンネルを含むテンプレートを用いてナノワイヤーを形成する。次いで、テンプレートの一部区間をエッチングして除去することにより、ナノワイヤーを露出させる。
【００２６】
ナノワイヤー形成時には、テンプレートの各チャンネル内に金属、金属合金、金属硫化物、金属カルコゲン化合物、または金属ハロゲン化物（例えば、ＡｇＩ、ＨｇＩ２）の液相または気相の前駆体を注入した後、この前駆体を結晶化させてナノワイヤーを形成する。ナノワイヤーの材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＳｉＣ、ＦｅＰｔ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４が挙げられるが、必ずしもこれらに制限されることはない。
【００２７】
ナノワイヤー形成時に液相工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を適用する場合、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｄなどの金属元素の前駆体には、窒酸塩、塩化塩、酢酸塩［例えば、Ｆｅ（ＮＯ３）２、ＦｅＣｌ３、ＡｇＮＯ３、Ａｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）、Ｃｄ（ＣＨ３ＣＯＯ）２］などの金属塩形態、ジメチル亜鉛（ＺｎＭｅ２、Ｍｅ＝ＣＨ３）、ジメチルカドミウム（ＣｄＭｅ２、Ｍｅ＝ＣＨ３）などの有機金属分子が用いられ、水、アルコール、ジメチルホルムアミド、エチレンジアミンなどの極性有機溶媒に溶解された溶液が用いられる。金属ナノワイヤーを生成するためには、金属前駆体の溶液にＮａＢＨ４などの還元剤を添加することにより、金属元素の還元を容易にする。場合によって、液相の前駆体溶液は、前記前駆体を炭素数６〜２２のアルキルホスフィン、炭素数６〜２２のアルキルホスフィンオキサイド、炭素数６〜２２のアルキルアミン、またはそれらの混合物などの適当な溶媒に溶解させて準備する。
【００２８】
前記液相または気相の前駆体は、毛細管現象を用いて注入する。また、テンプレートのチャンネルがナノサイズ程度に小さいため、テンプレートの両端に温度差または圧力差を与えて調節するか、電場または機械的な力をテンプレートに加えて注入することもできる。例えば、チャンネルの一側端から前駆体を注入し、流体力学的にマイクロポンプを用いて流体の流れを生成するか、あるいは、チャンネルの両端に電場を加えて毛細管電気泳動によって前駆体を注入することができる。
【００２９】
気相または液相の前駆体を結晶化させてナノワイヤーを製造する方法は、本発明の属する技術分野で知られたもので、本発明では、このような任意の方法によってナノワイヤーを結晶化させることができる。例えば、液相または気相の前駆体をテンプレートの各チャンネルに注入してから、紫外線照射、マイクロ波照射、熱処理によって前駆体を結晶化させて結晶性ナノワイヤーを製造することができる。
【００３０】
例えば、金属または金属合金の前駆体を結晶化させる場合、下記のような還元反応によって結晶化が行われる。
【００３１】
Ａｇ＋→Ａｇ０
Ｐｄ＋→Ｐｄ０
Ａｕ３＋：Ｐｄ＋→Ａｕ：Ｐｄ
金属または金属合金の前駆体としては、窒酸塩（ＡｇＮＯ３）、塩化塩（ＰｄＣｌ２、ＡｕＣｌ３）、酢酸塩（Ｐｄ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）などが用いられ、金属ナノワイヤーの生成を促進するために、ＮａＢＨ４、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）などの還元剤が添加される。
【００３２】
一方、金属硫化物または金属カルコゲン化合物を結晶化させる場合、次のような反応によって結晶化が行われる。
【００３３】
Ｚｎ２＋＋Ｓソース→ＺｎＳ
Ｃｄ２＋＋Ｓソース→ＣｄＳ
Ｃｄ２＋＋Ｓｅソース→ＣｄＳｅ
硫黄またはカルコゲン成分のソースとしては、硫黄（Ｓ）またはカルコゲン（Ｓｅ、Ｔｅ）元素成分の前駆体をアルキルホスフィンもしくはアルキルホスフィンオキサイドに溶かした溶液、または、これらの元素を含む分子性もしくはイオン性化合物が用いられる。硫黄及びカルコゲン成分の前駆体としては、Ｈ２ＳｅＯ３、（ＴＭＳ）２Ｓｅ、（ＴＭＳ）２Ｓ、チオウレア、ＮＨ２ＣＳＮＨ２、ＣＨ３ＣＳＮＨ２、Ｎａ２ＴｅＯ４、（ＢＤＭＳ）２Ｔｅ、ＮａＨＴが用いられる。
【００３４】
金属−ハロゲンは、次のような反応によって結晶化される。
【００３５】
Ａｇ（チャンネル）＋Ｉ→ＡｇＩ
Ｈｇ（チャンネル）＋２Ｉ→ＨｇＩ２
チャンネルにＡｇＩナノワイヤーを生成するために、Ａｇ前駆体を用いて、チャンネルに形成されたＡｇナノワイヤーを真空中でヨード（Ｉ２）と反応させる。その結果、ヨード分子のチャンネルへの拡散及び銀イオン（Ａｇ＋）のイオン伝導によって、チャンネル内で上記のようなハロゲン化反応が行われる。チャンネルにＨｇＩ２ナノワイヤーを生成するためには、チャンネルが存在するテンプレートを真空処理した後、流動性を持つ液体である水銀（Ｈｇ）に浸してチャンネルに水銀を充填させる。その後、ＡｇＩナノワイヤーの生成時と同様に、真空中でヨードと反応させることにより、ＨｇＩ２ナノワイヤーがチャンネルに生成される。ＨｇＩ２は、Ｘ線、ｇ線などの高エネルギー放射線の検出器に用いられる物質で、ナノワイヤー形態のＨｇＩ２は、環境及び医療用の高感度Ｘ線検出器に適用可能なものと期待される。
【００３６】
上記のような方法でナノワイヤーが形成されると、一部区間のテンプレートをエッチングによって除去し、単一または複数本のナノワイヤーを露出させる。図３に示すように、上記のような過程を行うためには、具体的に、テンプレートの表面に感光性フォトレジスト組成物をコーティングし、テンプレートのエッチングしようとする区間を露光する。露光部分が平面でないシリンダ状の立体構造であるため、狭い線幅のパルスレーザー（ｐｕｌｓｅｄ−ｌａｓｅｒ）を使用すると、立体部分（シリンダ表面）を精巧かつ微細に露光することができる。このような露光によってテンプレートの一部区間の感光性フォトレジストが剥離され、後続のエッチング段階でエッチング液などによってエッチングが行われる。露光によって露出されたテンプレートの領域は、化学的エッチングなどによって除去される。このとき、エッチングは、湿式エッチングまたは乾式エッチングによって行われる。また、化学的エッチングの代わりに、光エッチングなどによってテンプレートを除去することもできる。
【００３７】
湿式エッチング方法は、酢酸水溶液、フッ化水素酸、リン酸水溶液などのエッチング液を用いて、テンプレートのみを選択的に除去してエッチングする方法で、乾式エッチング方法は、ガス、プラズマ、イオンビームなどを用いてエッチングする方法である。乾式エッチングには、プラズマ状態で反応性ガスを活性化させてエッチングしようとする物質と化学反応させ、揮発性物質にしてエッチングする反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）、または、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）を活性源とする反応性イオンエッチング法（ＩＣＰ−ＲＩＥ）が用いられる。
【００３８】
本発明において、ナノワイヤーの大きさ（直径）は、テンプレートのチャンネルの直径、前駆体の濃度、反応時間などを調整して任意に調節することができる。チャンネルの直径は、マイクロ単位からナノ単位にまで調節することができ、ナノワイヤーの長さも任意に調節することができる。
【００３９】
更に他の様相として、本発明は、本発明のナノワイヤー複合体を含む共振器またはセンサに関係する。本発明のナノワイヤー複合体を用いて共振器またはセンサを製作する場合、ナノワイヤー複合体の両端（両側）に伝導性物質をコーティングして電極を形成する。
【００４０】
本発明の方法によって製造されるナノワイヤー複合体は、直線性及び規則性に優れたナノワイヤー（ｈｉｇｈｌｙ  ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ  ａｎｄ  ｗｅｌｌ−ｏｒｄｅｒｅｄ  ｎａｎｏｗｉｒｅｓ）を含むので、センサ、共振器、電子素子などに応用することができる。特に、本発明の方法によると、高価な施設または装備なしに、低費用で上記のようなセンサ素子を製造することができる。センサとして用いられる場合、気体センサ（例えば、水素センサ）、化学物質センサ、光センサ（例えば、可視光線、Ｘ線センサ）、バイオセンサなどに広範囲に適用され、バイオセンサの場合、医療用、食品用、軍事用、環境監視用、研究用などの多様な用途に用いられる。
【００４１】
図４は、本発明のナノワイヤー複合体を用いて製造されたセンサの断面概略図である。図４に示すように、センサは、二つの電極４０間にテンプレート１０及び機能部３０を含むナノワイヤー複合体が形成されて製造される。図４に示すように、本発明のナノワイヤー複合体を含むセンサは、基板上に信号処理回路と一緒に連結されてモジュール化することができる。
【００４２】
基板としては、シリコンなどの半導体、サファイアなどのセラミック、ガラス、高分子、プラスチックなどが用いられ、電極は、Ａｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、ＴｉＮなどの金属または金属合金によって構成される。
【００４３】
ナノワイヤーは、他の物質と比較したとき、単結晶で成長する特性が強いため、欠陥または不純物による物理的及び化学的特性の変化を排除または最小化することができる。また、体積（Ｖ）に対する表面積（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｖ）が非常に大きく、ナノサイズで得られる効果（ｑｕａｎｔｕｍ−ｓｉｚｅ  ｅｆｆｅｃｔ）によって、物理的及び化学的環境変化に対する反応及び感知力が大きいため、センサとして優れた機能を有している。また、一方向に充分に大きな長さを有するため、他のナノ物質と比較したとき、素子形態で製作することが容易である。また、半導体ナノワイヤーは、特定の波長で、光励起によって電気抵抗が変化する特性を有するので、このような特性により、特定波長に対する光センサとして用いられる。
【００４４】
本発明のナノワイヤー複合体を用いる共振器は、センサとして用いられる。この共振器においては、共振器上に追加的に物質が粘着される場合、共振周波数の変化（ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ）が発生するが、このような特定物質の粘着量及び周波数の変化の程度を算出した後、これを既に蓄積されたデータベース内の値と比較することにより、物質の種類及び特性などを感知することができる。
【００４５】
本発明のナノワイヤー複合体を含む共振器は、携帯用情報機器などのフィルター及びデュプレクサーとして用いられる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例を通じて本発明をより詳しく説明するが、下記の実施例は、説明の目的のためのもので、本発明を制限するものではない。
【００４７】
実施例１：ナノ構造複合体の製造
チャンネル直径２０ｎｍ、各チャンネル間の間隔４０ｎｍを有する長さ１μｍのチャンネルが形成された直径１００μｍのテンプレートを基板上に載せた後、トルエンに分散されたＣｄＳｅナノ粒子をテンプレート表面に噴霧する。非常に短い時間の間、テンプレートの下部に上部より相対的に低い圧力を加えて、ナノ粒子をチャンネル内に注入させた。ＣｄＳｅナノ粒子を注入した後、２００℃で１０分間熱処理してナノワイヤーを形成した。
【００４８】
実施例２：Ａｇナノ構造複合体の製造
チャンネル直径４０ｎｍ、各チャンネル間の間隔１００ｎｍを有する長さ１μｍのチャンネルが形成された直径１００μｍのテンプレートを真空状態にした後、酢酸銀［Ａｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）］が飽和されたエチレングリコール溶液を入れて加圧し、チャンネルにＡｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）溶液を浸透させる。加圧状態で１００〜１５０℃の温度範囲で２０分間反応させ、Ａｇナノワイヤーを生成する。加熱反応の代わりに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を５分間照射してＡｇナノワイヤーを生成する。
【００４９】
実施例３：ＡｇＩナノ構造複合体の製造
実施例２で生成されたＡｇナノワイヤーを浸したテンプレートをヨード（Ｉ２）と一緒に真空密封し、１５０〜２５０℃の温度範囲で２時間加熱した後、テンプレートの存在する部分の温度が他の部分よりも高くなるように温度勾配を与え、ＡｇＩ以外のヨードを除去してＡｇＩナノワイヤーを生成する。
【００５０】
実施例４：ＺｎＳｅナノ構造複合体の製造
１．５×１０−３ｍｏｌのＺｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）と、１．５×１０−３ｍｏｌのＮＨ２ＣＳｅＮＨ２を、２ＭｌのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させてから、この溶液に、チャンネルの存在するテンプレートを浸した後、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を３分間照射するか、あるいは、加圧状態で２００℃で１時間熱処理してチャンネルにＺｎＳｅナノワイヤーを形成する。
【００５１】
以上、具体的な実施形態を挙げて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で本発明の属する技術分野の当業者によって多様に変形可能である。
【００５２】
例えば、本発明において、ナノワイヤーは、炭素ナノチューブでもあり、ナノワイヤーの断面形状及び組成を変更することができる。すなわち、センサのセンシング部または共振器の共振部を構成するナノワイヤー複合体の機能部のナノワイヤーは、互いに異なる材質を交互に形成したハイブリッド構造になるか、または、表面積を一層増大させるために断面形状が円形状以外の形態に変形される。また、ナノワイヤーがセンサの製造時に応用されるとき、エッチングによって除去されず、テンプレート内に残存するナノワイヤーをレファレンスとして用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体の製造方法におけるナノワイヤー形成段階の工程フローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体の製造方法におけるテンプレートエッチング段階の工程フローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係るナノワイヤー複合体を含むセンサの断面概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    テンプレート、
２０    ナノワイヤー、
３０    機能部、
４０    電極。
【図１】
2007276105.tif 000003
【図２】
2007276105.tif 000004
【図３】
2007276105.tif 000005
【図４】
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