(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線の照射によりフォトアブレーション現象を発現し得る材料を下地層として多孔質基材上に形成する工程と、下地層に紫外線ビームを照射して微粒子が嵌まり込む多数の孔を形成する工程と、微粒子を浮遊させた状態の液体のｐＨを制御する工程と、前記液体を下地層表面に撒布して前記の孔に微粒子を嵌め込む工程とを行なうことを特徴とする微粒子配列体の製造方法。
【請求項２】
前記液体のｐＨの制御を酸またはアルカリの添加により行うことを特徴とする請求項１に記載の微粒子配列体の製造方法。
【請求項３】
下地層をポリシランにより形成する請求項１または２に記載の微粒子配列体の製造方法。
【請求項４】
ポリシランとしてポリメチルフェニルシランを用いる請求項３に記載の微粒子配列体の製造方法。
【請求項５】
多孔質材料としてゼオライト焼結体を用いる請求項１から請求項４のいずれかに記載の微粒子配列体の製造方法。
【請求項６】
多孔質材料としてポーラスシリコンを用いる請求項１から請求項４のいずれかに記載の微粒子配列体の製造方法。
【請求項７】
下地層の孔に嵌まり込んだ微粒子を紫外線硬化樹脂によって下地層に固定する請求項１から請求項７のいずれかに記載の微粒子配列体の製造方法。
【請求項８】
粒子が浮遊する液体の物性を、微粒子の物性に応じて設定する請求項１から請求項７のいずれかに記載の微粒子配列体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微粒子配列体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、材料を微粒子化することにより、バルク形状では得られなかった種々の特性が得られることが判明したことに加え、微粒子を形状や粒径などを精度良く形成する方法による研究成果が発表され、その応用面も積極的に研究されている。
【０００３】
当然、微粒子材料を微粒子そのままの形態で利用する提案も行われているが、さらに微粒子の特性を活かすために、微粒子を規則正しく配置し、その結果得られる性能を利用する応用研究も盛んである。
【０００４】
例えば、特許第２８２８３７４号公報には、微粒子の液状分散媒体を基板表面に展開して液体薄膜を形成し、液厚を粒子径サイズと同等かそれより小さくし、液が蒸発する際の横方向に働く表面張力により微粒子を２次元で凝集させて配列を行う、微粒子の２次元凝集形成方法が開示されている。
【０００５】
特開２０００−２３３９９８号公報には、コロイド結晶からなるテンプレートを電解液内に配置して、コロイド結晶内に格子材料を電気化学的に形成し、最終的には、コロイド結晶からなるテンプレートをエッチングなどによって除去する、周期性を示す材料の物質を製造する方法が開示されている。
【０００６】
特開２００１−４８５９号公報には、コロイド結晶を含むテンプレートを電解液内に配置して、結晶の格子間のボイド内に溶融した材料を導入し、この材料を冷却した後、最終的には、コロイド結晶を含むテンプレートをエッチングなどにより除去する、周期性を示す材料を含む物品を製造する方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許第２８２８３７４号公報に開示されている技術で得られる微粒子の配列は、２次元であり、その結果、応用できる分野も限られ、例えば、今後、光通信などの分野で期待されるフォトニック結晶に必要な３次元の微粒子配列を得ることは不可能である。これに加えて、微粒子の配列が一様にしかならず、任意のパターンで微粒子を規則的に配列することができない。
【０００８】
また、特開２０００−２３３９９８号公報に開示されている技術は、格子材料を電気化学的に形成するので、装置が大掛かりになる上に、エッチングを必要とするなど、プロセス時間も長くかかるという欠点を有している。
【０００９】
更に、特開２００１−４８５９号公報に開示されている技術も、エッチングを必要とするため、プロセス時間も長くかかるという欠点を有している。
【００１０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、マスクなどを必要とせず、非常に簡便なプロセスで、精度良く微粒子を規則的に配置する技術を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、紫外線の照射によりフォトアブレーション現象を発現し得る材料を下地層として多孔質基材上に形成する工程と、下地層に紫外線ビームを照射して微粒子が嵌まり込む多数の孔を形成する工程と、微粒子を浮遊させた状態の液体のｐＨを制御する工程と、前記液体を下地層表面に撒布して前記の孔に微粒子を嵌め込む工程とを行なう微粒子配列体の製造方法を最も主要な特徴とする。また、液体のｐＨの制御を酸またはアルカリの添加により行なってもよい。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、下地層をポリシランにより形成する微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、ポリシランとしてポリメチルフェニルシランを用いる微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、多孔質材料としてゼオライト焼結体を用いる微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、多孔質材料としてポーラスシリコンを用いる微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、下地層の孔に嵌まり込んだ微粒子を紫外線硬化樹脂によって下地層に固定する微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、微粒子が浮遊する液体の物性を、微粒子の物性に応じて設定する微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。
【００１９】
本発明の微粒子配列体の製造方法においては、基材上に形成した下地層に紫外線ビームを照射するとともに、そのエネルギーや、照射位置を制御して、微粒子が嵌まり込む孔を、微粒子の配列パターンに応じて形成する。
【００２０】
この下地層をテンプレートとして、下地層表面に対して微粒子が浮遊している状態の液体を撒布し、個々の孔に微粒子を嵌め込む。
【００２１】
また、孔を形成する際に、その深さを制御することにより、微粒子が３次元的に配列可能となる。
【００２２】
更に、基材を多孔質材料とすることにより、微粒子を孔に嵌め込む際に用いた液体成分のみを、下地層の孔と多孔質材料の空間を介して滴下させる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明により微粒子配列が完了した状態の微粒子配列体を模式的に示すもので、紫外線の照射によってフォトアブレーション現象を発現する下地層２を形成した基材１上に、微粒子３が規則正しく配置されている
【００２４】
図２から図４は本発明の微粒子配列体の製造方法の第１の例の手順を示すものである。
【００２５】
まず、基材１上に、紫外線の照射によってフォトアブレーション現象を発現し得る材料を、スピンコートなどの手法で下地層２として形成する（図２参照）。
フォトアブレーション現象を発現する材料としてはポリシランが好適であり、特に、取り扱いの容易さや、入手のしやすさなどもさることながら、紫外線照射によるフォトアブレーション現象が発現しやすい材料で、加工形状も良好であるというと特性を有することからポリメチルフェニルシランが最適である。
【００２６】
次いで、フォトアブレーション現象を発現させるのに十分なエネルギーを持つ紫外線ビーム４を下地層２に照射する。このとき、紫外線ビーム４の光源を、駆動装置、及び制御装置（図示せず）により、微粒子３のパターンに応じて走査させて、下地層２の紫外線の照射された部分に、フォトアブレーション現象による微細な孔５を形成する（図３参照）。
【００２７】
この孔５の径と深さは、紫外線ビーム４の径とエネルギー及び照射時間で制御することができる。また、光学系を用いて紫外線ビーム４の径を絞り込めば、より微細なパターンが得られることはいうまでもない。
【００２８】
ここでの、本発明の大きな特徴は、紫外線照射で生じるフォトアブレーション現象により、微細な孔５を所望のパターンに容易に形成できることを利用した点である。この多数の孔５を形成した下地層２を微粒子３を配列するためのテンプレートに利用することが、第一の本発明の特徴である。
【００２９】
同様な目的でテンプレートを作成する技術として、先に述べた、特開２０００−２３３９９８号公報に開示されたものがあるが、この先行技術では、スパッタリングやＣＶＤによる膜の形成と、フォトリソグラフィとエッチングという高価な装置が必要で、かつ複雑なプロセスを経なければならないという大きな問題があったが、本発明はそれを容易に解決できる。
【００３０】
更に、微粒子３が浮遊している状態の微粒子浮遊液体６を、下地層２の表面に撒布し（図４参照）、下地層２をテンプレートに利用して孔５に微粒子３を嵌め込み、最終的に、孔５のパターンに従って微粒子３を配列する（図１参照）。上記の下地層２の膜厚や孔５の深さを、微粒子３の形状に合わせて適切に設定すれば、微粒子３を３次元的に配列することも可能となる。
【００３１】
また、必要に応じて、孔５に嵌まり込まずに下地層２の表面に残った微粒子３を、風量および風速を最適化した気流によって除去する工程や、スクレーパーのようなもので掻きとる工程を加えてもよい。
【００３２】
本発明は、高規則性の微粒子配列を、溶液系の利用により実現することを特徴のひとつとしている。すなわち、乾燥状態では、凝集しやすくなる超微粒子であっても、溶液系という状態の利点を最大限に利用し分散性を向上させることにより凝集を防ぎ、ｐＨの制御、例えば添加するイオン種を適切に選択、制御することにより、溶液中での等電点の作用を利用することができる。その結果、高規則性の微粒子配列が得られるものである。
【００３３】
この点についてさらに詳細に説明すると、一般に、例えば金属酸化物からなる微粒子を水中に浸漬すると、微粒子は正または負の電荷を持ち、電界が存在すると対向する電場を有する方向へ移動する。この現象が電気泳動現象である。この電気泳動現象によって、微粒子の水中における荷電すなわち界面電位（ゼータ電位）の存在を知ることができる。
【００３４】
界面電位は微粒子−水系のｐＨによって大きく変化する。横軸に水系のｐＨを、縦軸に界面電位をとると、界面電位は水系のｐＨにより変化し、界面電位「０」を切る点の水系のｐＨを「等電点」と定義される。この現象から、一般的に金属酸化物微粒子表面の界面電位は、酸性側では正、アルカリ側では負の極性を取る。
【００３５】
等電点は材料ごとに大きく異なり、例えば、コロイダルシリカでは「２．０」、α−アルミナでは「９．０」、ヘマタイトでは「６．７」という値が紹介されている。つまり、等電点から離れるほど界面電位が大きくなり、酸性側にいくほど界面電位の値は正の大きい方に向かい、また逆に、アルカリ側にいくほど界面電位の値は負の大きい方に向かう。
【００３６】
これはｐＨで制御することができるものである。ｐＨの制御は、酸やアルカリの添加で、制御性よくコントロールできるものである。本発明では、この現象を積極的に利用し、微粒子の凝集を防ぎながら、微粒子３を２次元あるいは３次元で所望のパターンに規則的に配列させることが可能となる点が大きな特徴である。以上述べたように、等電点の概念を利用できない乾式のプロセスとは根本的に異なるものである。
【００３７】
図５から図７は本発明の微粒子配列体の製造方法の第２の例の手順を示すものであり、図中、図１から図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３８】
この微粒子配置方法では、多孔質材料からなる基材１上に下地層２を形成し、紫外線ビーム４を下地層２に照射して、フォトアブレーション現象による微細な孔５を形成する（図５参照）。
【００３９】
更に、微粒子３が浮遊している状態の微粒子浮遊液体６を、下地層２の表面に撒布し（図６参照）、下地層２をテンプレートに利用して孔５に微粒子３を嵌め込み、最終的に、孔５のパターンに従って微粒子３を配置する（図７参照）。
【００４０】
本発明のもうひとつの大きな特徴は、図５に示すように、基材１に多孔質材料を用いることにより、微粒子３を基材１上に残し、液体成分７のみを下方に除去することができるという点にある。この特徴は、微粒子３が孔５に嵌まり込む過程でも、当然発現する現象であるが、微粒子３の配置が完了した後でも、まだ完全に液体成分７の除去が完了していない場合もある。
【００４１】
このような場合、微粒子３を安定な位置に配置した状態で、わずかに液体成分７が残り、その液体成分７が、微粒子３の配置が完了した後に除去されるという状況になる。すなわち、微粒子３の配置になんら障害を与えることなく、液体成分７のみを下方に除去することができ、乾燥状態の２次元的あるいは３次元的な微粒子３の配置を容易に得ることが可能である。
【００４２】
その結果、最も安定な状態、すなわち、欠陥が無く且つ高規則性な微粒子３の配置を得ることができる。また、上述した手順に引き続き、乾燥状態の配列微粒子を固定することも容易に可能となる。つまり、図７に示すように配置した微粒子３に対して、たとえば、紫外線硬化樹脂（図示せず）などを滴下したうえ、樹脂を硬化させれば、基材１を取り除いても微粒子３の配置を保持することが可能となり、フォトニック結晶など各方面への応用が容易となる。
【００４３】
本発明は、これらの特徴を有するために従来の配列技術とは異なり、適用可能な微粒子の材質や、粒径の範囲が広がり、当然、乾燥状態では凝集して規則的に配列するこが不可能な微粒子にも対応でき、その結果、応用分野もそれに従って拡がり、広範囲な種類の微粒子に適用でき得るという大きな効果を有するものである。
【００４４】
以下に実施例を用いて更に詳細に説明する。
（実施例１）
▲１▼基材および下地層の形成
本実施例では、基材として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板を用いた。
【００４５】
ポリシランの調整は以下のとおりである。
【００４６】
本実施例で選択した有機ポリシランは、ポリメチルフェニルシラン（以下ＰＭＰＳと表記する）であり、以下に示すＷｕｒｔｚ型反応による合成によって得た。
【００４７】
つまり、メチルフェニルジクロロシランを、１１０℃のトルエン中で金属ナトリウムを触媒として反応させ、重合させた。得られたＰＭＰＳは平均分子量が１２０，０００程度で、収率は３２．５％であった。
【００４８】
上記の調整において得たＰＭＰＳをトルエンに溶解し、スピンコート法により基材に塗布し、乾燥させた。得られた膜厚は約０．５μｍであった。
【００４９】
▲２▼紫外線照射
▲１▼にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行った。
露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）
露光光量：３１０ｍＪ
【００５０】
光源はパターニングできるように、ミラーとレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動ができるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが描けるようスキャニングを行った。
【００５１】
事前の実験で、上記の条件で、直径０．６μｍ、深さ０．４μｍの微細な孔が形成されることを確認している。
【００５２】
▲３▼微粒子浮遊液体の調整
純水１００ｍＬに球状シリカ（粒径約０．５μｍ）を１０ｍｇ加え、十分に攪拌してシリカ浮遊液体を作製した。
【００５３】
▲４▼液体の撒布による微粒子配列
▲３▼で作成したシリカ浮遊液体をマイクロシリンジを用いて、▲２▼の処理を行った基材上に振動を与えないように注意しながら撒布した。
【００５４】
▲５▼液体成分の乾燥
下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、液体成分が自然乾燥するのをまった。約４時間後に乾燥が完了した。
【００５５】
▲６▼微粒子配列体の評価
得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行ったところ、若干欠陥はあるもののほぼ最密充填構造になっていることが確認された。
【００５６】
（実施例２）
▲１▼基材および下地層の形成
本実施例では、基材として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板を用いた。
ポリシランの調整は、実施例１と同様に行った。
【００５７】
調整して得たＰＭＰＳをトルエンに溶解し，スピンコート法により基材に塗布し，乾燥させた。得られた膜厚は約０．５μｍであった。
【００５８】
▲２▼紫外線照射
▲１▼にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行った。
露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）
露光光量：３１０ｍＪ
光源はパターニングできるように、ミラーとレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動ができるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが描けるようスキャニングを行った。
【００５９】
事前の実験で、上記の条件で、直径０．６μｍ、深さ０．４μｍの微細な孔が形成されることを確認している。
【００６０】
▲３▼微粒子浮遊液体の調整
純水１００ｍＬに球状酸化チタン（粒径約０．４μｍ）を１０ｍｇ加え、十分に攪拌して酸化チタン浮遊液体を作製した。
【００６１】
▲４▼液体の撒布による微粒子配列
▲３▼で作成した酸化チタン浮遊液体をマイクロシリンジを用いて、▲２▼の処理を行った基材上に振動を与えないように注意しながら撒布した。
【００６２】
▲５▼液体成分の乾燥
下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、液体成分が自然乾燥するのをまった。約４時間後に乾燥が完了した。
【００６３】
▲６▼微粒子配列体の評価
得られた２次元の微粒子配列装置を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行ったところ、若干欠陥はあるもののほぼ最密充填構造になっていることが確認された。
【００６４】
（実施例３）
▲１▼基材および下地層の形成
これまでの実施例とは異なり、基材として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのゼオライト燒結体を用いた。この基材に実施例１と同様にポリシラン膜成膜したが、膜厚を約０．３μｍとなるように制御した。
【００６５】
▲２▼紫外線照射
▲１▼にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行った。
露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）
露光光量：３１０ｍＪ
【００６６】
光源はパターニングできるように、ミラーとレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動ができるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが描けるようスキャニングを行った。
【００６７】
▲３▼微粒子浮遊液体の調整
純水１００ｍＬに球状シリカ（粒径約０．５μｍ）を１０ｍｇ加え、十分に攪拌してシリカ浮遊液体を作製した。
【００６８】
▲４▼液体の撒布による微粒子配列
▲３▼で作成したシリカ浮遊液体をマイクロシリンジを用いて、▲２▼の処理を行った基材上に振動を与えないように注意しながら撒布した。
【００６９】
▲５▼液体成分の乾燥
下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分のみがゼオライトの細孔を通して下方に排出されるようにした。すべての溶液成分が排出されるのに約３０分を要した。
【００７０】
▲６▼微粒子配列体の評価
得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行ったところ、ほとんど欠陥のない最密充填構造になっていることが確認された。
【００７１】
（実施例４）
▲１▼基材および下地層の形成
実施例３と同様に、基材および下地層を形成した。
【００７２】
▲２▼紫外線照射
▲１▼にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行った。
露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）
露光光量：３１０ｍＪ
【００７３】
光源はパターニングできるように、ミラーとレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動ができるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが描けるようスキャニングを行った。
【００７４】
▲３▼微粒子浮遊液体の調整
純水１００ｍＬに球状シリカ（粒径約０．５μｍ）を１０ｍｇ加え、十分に攪拌してシリカ浮遊液体を作製した。
【００７５】
▲４▼液体の撒布による微粒子配列
▲３▼で作成したシリカ分散液をマイクロシリンジを用いて、▲２▼の処理を行った基材上に振動を与えないように注意しながら撒布した。
【００７６】
▲５▼液体成分の乾燥
下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、液体成分のみがゼオライトの空間を経て下方に排出されるようにした。すべての液体成分が排出されるのに約４５分を要した。
【００７７】
▲６▼紫外線硬化樹脂による微粒子配列体の固定
振動を与えないように注意しながら、紫外線硬化樹脂（スリーボンド社製  一液性紫外線硬化樹脂）を５ｍＬ静かに滴下した。紫外線照射装置（波長：３１２ｎｍ）を用いて、１０分間紫外線の照射を行った。これにより、固定化された微粒子配列体が得られた。
【００７８】
▲７▼微粒子配列体の評価
得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行ったところ、ほとんど欠陥のない最密充填構造の２次元の微粒子配列体になっていることが確認された。
【００７９】
（実施例５）
▲１▼基材および下地層の形成
これまでの実施例とは異なり、基材として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのポーラスシリコンを用いた。この基材に実施例３と同様にポリシランからなる下地層を形成した。
【００８０】
▲２▼紫外線照射
▲１▼にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行った。
露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）
露光光量：３１０ｍＪ
【００８１】
光源はパターニングできるように、ミラーとレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動ができるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが描けるようスキャニングを行った。
【００８２】
事前の実験で、上記の条件で、直径０．６μｍ、深さ０．４μｍの微細な孔が形成されることを確認している。
【００８３】
▲３▼微粒子浮遊液体の作製
本実施例では、これまでの実施例とは異なり、純水１００ｍＬにアルミナ微粒子（アドマテックス社製、平均粒径＝約３９０ｎｍ）を５ｍｇ液中に分散させ、更に液性を酸性に制御するために、塩酸（関東化学社製、ＪＩＳ特級３５．０−３７．０％）を２００μＬ添加した。分散液のｐＨは「２．５５」であった。
【００８４】
このようにする理由は、以下のことによる。
つまり、アルミナ微粒子の等電点は一般的に「９．０」といわれているので、純水のように、中性（ｐＨ＝７．０）の溶液では界面電位がそれほど大きくはない。従って、アルミナ微粒子を制御性良くマイグレーションさせるには、液性を酸性側にして、界面電位を大きくすることが有効である。本発明のごとく、溶液系を用いることにより、液性も制御が可能となり、幅広い材料への応用が可能となるものである。
【００８５】
▲４▼液体の撒布による微粒子配列
▲３▼で作成したアルミナ浮遊液体をマイクロシリンジを用いて、▲２▼の処理を行った基材上に振動を与えないように注意しながら撒布した。
【００８６】
▲５▼液体成分の乾燥
下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分のみがゼオライトの空間を経て下方に排出されるようにした。すべての溶液成分が排出されるのに約４５分を要した。
【００８７】
▲６▼紫外線硬化樹脂による微粒子配列体の固定
振動を与えないように注意しながら、紫外線硬化樹脂（スリーボンド社製  一液性紫外線硬化樹脂）を５ｍＬ静かに滴下した。紫外線照射装置（波長：３１２ｎｍ）を用いて、１０分間紫外線の照射を行った。これにより、固定化された微粒子配列体が得られた。
【００８８】
▲７▼微粒子配列体の評価
得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行ったところ、ほとんど欠陥のない最密充填構造の２次元の微粒子配列体体になっていることが確認された。
【００８９】
（実施例６）
実施例５で作成した、アルミナ微粒子からなる集積体の、フォトニック結晶特性を評価した。
【００９０】
この集積体に、２ヶ所から、波長７８０ｎｍのレーザ光を入射させ、その出射光を観測したところ、二つの光束が干渉することもなく、損失が−１４ｄＢ以下という非常に低損失で６０度曲げが実現できていることが解った。
これにより、本発明は、フォトニック結晶への応用の可能性があることも示された。
【００９１】
なお、本発明の微粒子配列体の製造方法は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００９２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００９３】
（１）請求項１に対応する作用効果
基材上に形成した下地層に紫外線ビームを照射するとともに、そのエネルギーや、照射位置を制御して、微粒子が嵌まり込む孔を、微粒子の配列パターンに応じて形成し、更に、下地層をテンプレートとして、下地層表面に対して微粒子が浮遊している状態の液体を撒布し、個々の孔に微粒子を嵌め込むので、簡便且つ省エネルギー化されたプロセスで所望のパターンに微粒子を制御性よく配列することができ、フォトニック結晶などへの応用が可能になる。
【００９４】
（２）請求項２に対応する作用効果
下地層がポリシランであるので、紫外線ビームの照射という簡便なプロセスで微細な孔を形成でき、高精度に微粒子を配列することができる。
【００９５】
（３）請求項３に対応する作用効果
ポリシランがポリメチルフェニルシランであるので、下地層形成材料の入手、及び取り扱いが容易で精度のよい孔を形成でき、高精度に微粒子を配列することができる。
【００９６】
（４）請求項４に対応する作用効果
基材が多孔質材料であるので、微粒子を配列するとき、あるいは配列した後に、液体成分のみを下方に除去することができ、よって、乾燥状態の３次元微粒子配列体が得られる。
【００９７】
（５）請求項５に対応する作用効果
多孔質材料がゼオライト焼結体であるので、基材の取り扱いを容易に且つ安全に行なうことができ、液体成分の通過時間が短いという効果が得られる。
【００９８】
（６）請求項６に対応する作用効果
多孔質材料がポーラスシリコンであるので、基材の取り扱いを容易に且つ安全に行なうことができ、液体成分の通過時間が短いという効果が得られる。
【００９９】
（７）請求項７に対応する作用効果
配列した微粒子を紫外線硬化樹脂を用いて固定するので、フォトニック結晶のような光学部品、その他の種々の分野への応用が容易に可能となる。
【０１００】
（８）請求項８に対応する作用効果
微粒子を分散させた液体の液性を、基材および微粒子に応じて最適化するので、欠陥がなく微細で且つ高規則性の配列微粒子体が容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】微粒子配列が完了した状態の微粒子配列体の一例を示す模式図である。
【図２】基材上に下地層を形成した状態を示す模式図である。
【図３】図２に関連する下地層に紫外線ビームを照射して孔を形成している状態を示す模式図である。
【図４】図２に関連する下地層に微粒子浮遊液体を撒布する状態を示す模式図である。
【図５】多孔質材料よりなる基板上の下地層に対して孔を形成した状態を示す模式図である。
【図６】図５に関連する下地層に微粒子浮遊液体を撒布する状態を示す模式図である。
【図７】図５に関連する下地層の孔に微粒子を嵌め込んだ状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  基材
２  下地層
３  微粒子
４  紫外線ビーム
５  孔
６  微粒子浮遊液体
【図１】
0004231643.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004231643.tif 000006
【図６】
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【図７】
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