"金属ナノチューブと半導体ナノチューブとの混合体を設けるステップと、前記半導体ナノチューブから前記金属ナノチューブを分離するステップとを含む方法。前記分離するステップは、前記混合体を、金属ナノチューブの向きを選択的に定めるだけの十分な強さの電界にかけるステップを含む、請求項1に記載の方法。前記電界は、半導体ナノチューブが前記電界に対して、その向けられないままであるような強さからなる、請求項42に記載の方法。基板を設けるステップと、前記基板の表面に複数の電極をパターニングするステップと、前記ひとつまたは複数のナノスコピックワイヤを設けるステップと、前記複数の電極間に電界を与えて、前記ひとつまたは複数のナノスコピックワイヤを前記複数の電極間に整列させるステップと、を含む基板上にひとつまたは複数のナノスコピックワイヤを整列する方法。前記ナノスコピックワイヤはカーボンナノチューブである、請求項4に記載の方法。ナノスコピックワイヤを設ける動作は、前記基板の表面上に触媒部位を設けるステップと、前記触媒部位から前記ナノスコピックワイヤの成長を導くステップとを含む、請求項4に記載の方法。前記触媒部位は触媒コロイド部位である、請求項6に記載の方法。前記触媒部位はリソグラフィーにより前記表面上にパターンされる、請求項6に記載の方法。化学的にパターニングされる表面によって指示されるパターンに表面上のナノスコピックワイヤを形成するステップを含み、前記ナノスコピックワイヤは事前形成されるワイヤであり、前記化学的にパターニングされた表面は、前記ナノスコピックワイヤを引きつけそしてワイヤ堆積が所望される少なくとも第1の部分と第2の部分を含み、前記事前形成されるワイヤを前記第1と第2の部分に供給するステップを含む、方法。前記第1の部分と第2の部分の少なくともひとつは、自己集合した単分子膜によって画定される、請求項9に記載の方法。前記パターンは、複数の触媒コロイド部位を含む、請求項9に記載の方法。前記パターンは、微小相分離ブロック共重合体構造を含む、請求項9に記載の方法。化学的にパターニングされる表面によって指示されるパターンに表面上の複数のナノスコピックワイヤを堆積するステップを含み、前記複数のナノスコピックワイヤは事前形成されるワイヤであり、前記化学的にパターニングされた表面は、前記ワイヤを引きつける少なくとも第1の部分と第2の個別の部分を含み、前記ナノスコピックワイヤの少なくともひとつを前記第1の部分にそして前記ナノスコピックワイヤの少なくともひとつを前記第2の部分に堆積するステップを含む、方法。前記第1の部分と第2の部分の少なくともひとつは、自己集合した単分子膜によって画定される、請求項13に記載の方法。前記パターンは、複数の触媒コロイド部位を含む、請求項13に記載の方法。前記パターンは、微小相分離ブロック共重合体構造を含む、請求項13に記載の方法。現在まで、個別の、あるいは少数の分子デバイスの電気的な動作を特徴付けることにおいて著しい進歩があった。しかしながら、分子スケールのエレクトロニクスの改善、特に、高密度のメモリアレイのための双安定で、切替え可能なデバイスを集積することが強く求められている。本発明は、一連のナノスコピックスケールの電子素子、ナノスコピックスケールの電子素子を形成する方法、およびナノスコピックスケールの電子素子を利用する方法を提供する。一態様では、本発明は、ナノスコピック電子デバイスを提供する。そのデバイスは、少なくとも1つのナノスコピックのワイヤを含む電気的なクロスバーのアレイを特徴とする。クロスバーアレイは、1×8アレイ、8×8アレイ等のような種々の構造からなることができる。そのアレイは、たとえば、共有結合によって種々のワイヤと電気的に接触する接触電極を備えることができる。本発明により実現されるクロスバーアレイは、約1012/cm2までの密度を有する。別の実施形態では、本発明は、ナノスコピックスケールの電子デバイスを形成するための技術を提供する。一実施形態では、本発明は、化学的にパターニングされた表面によって指示される、パターン内の表面上にナノスコピックのワイヤを形成するステップを含む。ナノスコピックワイヤには、事前形成されたワイヤを用いることができ、その場合にその方法は、事前形成されたワイヤを、そのパターン内の表面に適用するステップを含む。別法では、ナノスコピックワイヤは、そのパターン内の表面上に成長させることができる。化学的にパターニングされた表面は、特定の電子デバイスのために有用な所定の向きに、ナノスコピックワイヤの製造あるいは成長を導くようにパターニングされることができる。別の実施形態では、本発明は、電界が存在する際に、ナノスコピックワイヤを成長させるステップを含む方法を提供する。電界は、ワイヤの成長の方向を定めるだけの十分な強さからなる。この方法は、オプションで、自己集合した単分子膜上にナノスコピックワイヤを成長させるステップを含む方法と組み合わせて用いることができる。全ての方法において、ナノスコピックワイヤの成長は、化学気相成長CVDを用いて実行されることができる。他の実施形態では、本発明は、機械的にパターニングされた表面によって、あるいはガス流によって指示される、パターン内の表面上にナノスコピックワイヤを形成するステップを含む方法を提供する。別の態様では、本発明は、電子デバイスを用いる方法を提供する。一態様では、本発明の方法は、クロスバーアレイの向きに、互いに接触することのない少なくとも2つのワイヤを含むクロスバーアレイを設けるステップと、そのワイヤを互いに接触させるステップとを含む。そのワイヤはクロスバーアレイ接合部において接触し、その接合部では、ワイヤは交互に、互いに接触する状態と、互いに接触しない状態とになる。一実施形態では、そのワイヤはナノスコピックワイヤである。本発明の別の態様は、描かれたパターンを画定する自己集合した単分子膜を含む物品を提供する。少なくとも2つの交差したワイヤが自己集合した単分子膜と関連付けられ、ワイヤのうちの少なくとも一方がナノスコピックワイヤである。別の態様では、本発明は、少なくとも2つの読取り可能な状態間で切り替えられることができるメモリ素子を画定する少なくとも2つの交差したワイヤを含む電気的なクロスバーアレイを備える物品を提供する。そのデバイスは、メモリ素子を画定する少なくとも2つの交差したワイヤ以外に補助回路は不要である。本発明は、ここではナノスコピックワイヤとも呼ばれるナノスコピックスケールのワイヤを含む一連の技術および装置を提供する。ナノスコピックスケールあるいはナノは、1μm未満の幅および直径からなる素子を含むことを意味する。本発明において用いるための小さなワイヤの一例として、ナノチューブが用いられ、好ましい実施形態では、本発明のデバイスはナノチューブと同等のスケールのワイヤを含む。ワイヤは、任意の半導体あるいは任意の金属の導電率を有する任意の材料を指す。本発明の1つの重要な態様は電子メモリ素子を含んでおり、その素子では、クロスバー接合部交差したワイヤの交差部が、少なくとも1つのナノスコピックスケールワイヤによって画定される。これらのクロスバー接合部自体は、そのデバイスのダイオードあるいはメモリ素子と、異なる状態オン状態およびオフ状態間で切替えを行うための素子との両方の機能を果たすことができる。すなわち、1つあるいは複数、好ましくは全ての素子が、その素子を画定する補助回路を必要としない、クロスバーアレイデバイスが提供される。現時点のシリコンを用いるデバイスは、ダイナミックRAMの1ビットを格納するために1つのトランジスタと1つのキャパシタとを必要とし、あるいはスタティックRAMに1ビットを格納するために、4~6個のトランジスタが必要とされる。本発明のデバイスは、状態を切り替えるために素子を指定する、トランジスタおよびキャパシタのような補助回路は不要である。これについては、以下に十分に説明される。当然、素子を画定する補助回路が不要は、ナノスコピックメモリ素子アレイの外部にあり、そのデバイスを動作させるために必要とされる電極および電源、あるいは他のマクロスコピック素子を含まない。ここに記載される全ての典型的な実施形態では、少なくとも1つのナノスコピックスケールのワイヤを含む回路が記載される。ナノスコピックスケールのワイヤの例として、ナノチューブ、特にカーボンナノチューブが主に記載および図示される。本発明において用いるために、ナノチューブ、特にカーボンナノチューブが好ましいが、ナノロッド、ナノワイヤ、有機および無機導電性および半導体ポリマー等のようなナノスコピックのワイヤを含む任意のナノスコピックスケールのワイヤを用いることができる。分子ワイヤではなく、種々の小さなナノスコピックスケールの寸法からなる場合がある他の導電性および半導体素子、たとえば主族元素および金属原子を用いるワイヤ状のシリコンのような無機構造体、遷移金属を含むワイヤ、ガリウム砒素、ゲルマニウム、セレン化カドミウム構造体、リソグラフィ技術によって形成される細い金属ワイヤ等も、いくつかの例において用いることができる以下にさらに十分に記載される。多種多様なこれらおよび他のナノスコピックスケールワイヤを、過度の実験を行うことなく、ナノチューブとともにここに記載される技術と同じようにして、電子デバイスのために有用なパターン内の表面に成長させ、かつ/または適用することができる。本発明において用いるためのナノスコピックワイヤおよび他の導体あるいは半導体の選択の判定基準は、ある例では主に高密度のメモリデバイスを達成するために寸法に基づき、他の例では寸法および耐久性に基づく。ワイヤは、少なくとも1ミクロン、好ましくは少なくとも3ミクロン、より好ましくは少なくとも5ミクロン、さらに好ましくは少なくとも10あるいは20ミクロンの長さと、好ましくは100ナノメートル未満、より好ましくは75ナノメートル未満、さらに好ましくは約50ナノメートル未満、さらに好ましくは約25ナノメートル未満の厚さ高さおよび幅とから形成されることになる。ワイヤは、少なくとも約10:1、好ましくは1000:1以上の縦横比長さ対厚さを有することになる。ナノスコピックワイヤを含む適切な導体あるいは半導体の選択は、本発明の開示の利点によって当業者には明らかであり、当業者によって容易に再現できるであろう。本発明のデバイスにおいて用いるために好ましいナノスコピックスケールのワイヤすなわちナノスコピックワイヤとして、ナノチューブあるいはナノワイヤのいずれかを用いることができる。ナノチューブたとえば、カーボンナノチューブは中空である。ナノワイヤたとえば、シリコンナノワイヤは中実である。ナノチューブあるいはナノワイヤまたは他のナノスコピックスケールのワイヤのいずれが選択される場合であっても、耐久性のあるものから選択されることが好ましい。本発明は、デバイスあるいは個々の接合部の状態が、多くの他の接続される素子が存在する場合でも読み取り可能であるように、高密度に集積されたシステムにおいて、入力/出力電子配線とナノスコピックデバイスとの信頼性のある接続を容易にする。本発明のシステムアーキテクチャは、傷および/または欠陥に耐性がある。分子エレクトロニクスに特に適した固有の構造的、電子工学的およい化学的特性を示すので、シングルウォールナノチューブSWNTが特に好ましい。構造的には、SWNTは、約0.5~5nmの直径と、10μmを超すことができる長さとを有するシームレスチューブに巻かれた1枚のグラフェンシートから形成される。直径およびらせん構造に応じて、SWNTは1次元の金属あるいは半導体として動作することができ、現時点では、金属および半導体ナノチューブの混合体として利用可能である。SWNTを含むナノチューブの製造方法およびその特徴については知られている。ナノチューブの端面および/または側面上の選択的な機能付与の方法についても知られており、本発明は、分子エレクトロニクスのためのこれらの能力を利用する。ナノチューブの基本的な構造的/電子工学的な特性を用いて、接続あるいは入力/出力信号を形成することができ、ナノチューブは分子スケールのアーキテクチャと矛盾しないサイズを有することができる。本発明において用いられる好ましいナノスコピックスケールのワイヤに関連する構造的および/化学的変化によって、ワイヤの特性を調節し、種々のタイプの電子デバイスを形成することができる。さらに、共有および非共有の化学的性質を用いて、これらのワイヤの大規模並列スケール上の構造体への組付けを、分子的な精度で行うことができる。また、本発明の好ましいナノスコピックワイヤは個別のナノチューブ、好ましくは個別のSWNTである。ここで用いられるような個別のナノチューブは、別のナノチューブと接触排他的ではないが、ここで記載されるように、クロスバーあるいは他の電子デバイスにおける個別のナノチューブ間に望まれるタイプの接触しないナノチューブを意味する。典型的な個別のナノチューブは、0.5nmの薄い厚さを有することができる。これは、高品質の材料ではあるが、2~50ナノメートル以上の直径を有し、多くの個別のナノチューブを含むロープとして形成される材料を製造する、主にレーザ蒸着技術によって製造されるナノチューブとは対照的であるたとえば、参照して本明細書に援用される、Thess他による金属カーボンナノチューブの結晶ロープcrystallineRopesofMetallicCarbonNanotubesサイアンス273483486を参照されたい。ナノチューブロープは本発明において用いることはできるが、個別のナノチューブが好ましい。本発明は、好ましくは分子エレクトロニクスのための、ナノチューブのような高品質の個別のナノスコピックスケールのワイヤを合成するために、金属触媒CVDを用いる。表面上に直接、大量に個別のワイヤを準備するために必要とされるCVD合成手順は知られており、当業者であれば容易に実行することができる。たとえば、いずれも参照して本明細書に援用される、Kong他によるパターン化シリコンウエハ上の個別単一壁カーボンナノチューブの合成SynthesisofIndividualSingleWalledCarbonNanotubesonPatternedSiliconWafersネイチャー395878881およびKong他による単一壁カーボンナノチューブのためのメタンの化学蒸着ChemicalVaporDepositionofMethaneforSingleWalledCarbonNanotubesChemPhysLett292567574を参照されたい。本発明の一態様は、少なくとも2つの交差したワイヤを含む電気的なクロスバーを含む物品を提供する。そのアレイは、n×mアレイを含むことができ、nおよびmは同じ数あるいは異なる数を有することができ、それぞれ0より大きい整数である。したがって、少なくとも2つの交差したワイヤは、1×1アレイあるいはそれ以上のアレイを含むことができる。交差したワイヤのうちの少なくとも一方はナノスコピックワイヤである。超高密度のアレイの場合、小さなデバイスサイズを実現するために、アレイ内の全てのワイヤがナノスコピックワイヤであることが好ましい。しかしながら、他の装置は、そのような超高密度アレイを必要としない場合もあり、コストを低減するために、ナノスコピックワイヤとともに、ナノスコピックワイヤではないワイヤを用いることができる。別法では、ナノロープだけを、あるいはナノロープとナノチューブとを組み合わせて用いることができる。図8は、本発明のクロスバーアレイの一例を示す。図8では、クロスバーアレイ200は、導電層215たとえば、高濃度にドープされたシリコンを終端する薄い誘電体層214たとえば、SiO2を含む基板上に、種々の手段によって支持されるワイヤ201~204を備える。ワイヤ203はワイヤ204と平行であり、これらは平行なワイヤ201および202と交差する。図8は、ワイヤ203および204に垂直なワイヤ201および202を示しており、典型的には、この構成は高い対称性を提供し、他のシステムとの集積化を容易にすることができる。当然、ワイヤは90°の角度で交差する必要はなく、任意の所望の角度で交差させることができる。少なくとも2つの交差したワイヤは接合部を画定することができ、たとえば、ワイヤ201は接合部206においてワイヤ203に隣接して配置される。隣接して配置されるは、ワイヤ201および203が互いに接触することを必要とせず、むしろ、ワイヤ201および203が互いに対して、互いに接触できるように配置されることを必要とする。そのワイヤは、他の材料がワイヤに介在することなしには接触できないか、あるいは中間材料の補うことによって、ワイヤ間に間隔を設けることができるたとえば、図5および図6と、その添付の説明を参照されたい。交差したワイヤが交点接合部において可逆的に互いに接触し、互いから離れるための能力は、スイッチ、メモリ素子およびダイオード接合のようなアドレス指定可能素子のための基礎を提供する。一実施形態では、ワイヤ203および201は、基板214上に直接ワイヤ203を配置することにより、互いに隣接して配置される。ワイヤ203および204は、ここでは、固定されるワイヤの一例を指している。ワイヤ203は、基板214とワイヤ201との中間をなす。ワイヤ201は、支持体210によって、基板214に対してワイヤ203上に支持される。ワイヤ201および202はここでは、支持されるワイヤの一例を指している。支持体210は、各固定されたワイヤたとえば、ワイヤ203および204のいずれかの側に、一定間隔をおいて周期的に配置される。この支持体210の構成によって、各接合部たとえば、接合部206および207が、互いから独立して指定されるようになる。別の実施形態では、ワイヤ201および203は、ワイヤ203をトレンチ内に配置することにより、互いに隣接して配置することができる。図10Bを参照すると、デバイス230は、平行なトレンチ232を特徴とする。固定されるワイヤは、固定されるワイヤが基板表面235より上側に突出しないだけの十分な深さからなる各トレンチ232に嵌め込まれる。交差したワイヤ233からなる平行なアレイが、トレンチ232を横切って配置されることができる。再び、固定されるワイヤおよび支持されるワイヤは、互いからの十分な間隔を有し、接合部において互いに接触したり、互いから離れたりできるようになる。再び図8に戻ると、各ワイヤ201~204のうちの少なくとも1つは、接触電極212のうちの1つと電気的に接触する。すなわち、一実施形態では、少なくとも1つのワイヤが、接触電極に取り付けられる。その取付けは、少なくとも1つのワイヤを接触電極に共有結合によって取り付けることにより行われることができる。電極は、当分野において知られているような、導通することができる任意の材料からなることができる。図8は、互いに接触していない、すなわち非接触状態のワイヤ201および203を示す。接触していないは、ワイヤ201と203との間に導電性経路が存在しないような、交差したワイヤ間の十分な間隙を指す。ワイヤ201のような支持されるワイヤは、ワイヤ203上で、依然として接触せずに、周期的に支持できるようにするために、十分な堅さを有するように選択されることが好ましい。対照的に、ワイヤ201および204は、接合部207において互いに接触している。接触は電気的な接触のことを指しており、ワイヤ201と204との間に導電性経路が存在するか、あるいは互いにファンデルワールス力で接触する。導電性ワイヤの多くの場合に、ファンデルワールス接触が電気的接触を提供する。そのような接触を達成するために、ワイヤ201は、接合部207の周囲の領域において局所化して変形することができる。したがって、本発明のワイヤは、ワイヤが接合部207において、交差したワイヤと変形可能なファンデルワールス接触が可能であるように、十分なヤング率を有することになる。さらに、この変形は、隣接する接合部に影響を及ぼすことなく行われる。すなわち、隣接する接合部におけるワイヤは、独立して変形を受けることができ、すなわち、交差したワイヤと接触しないままにすることができる。本発明のアレイの別の特徴は、刺激を加えることにより変形が生じることである。典型的には、その刺激は、少なくとも1つの電極212を通して与えられるような電気的な刺激である。1つの刺激は、電気的な引力によって、ワイヤ201がワイヤ207に向かって変形できるように、反対の極性で2つの交差したワイヤにバイアスをかけるステップを含む。さらに、ワイヤ201および204は、その刺激が取り除かれる際に、変形可能なファンデルワールス接触を保持するだけの十分な接着エネルギーを有するように選択されることが好ましい。したがって、好ましい実施形態では、ワイヤ201および204を互いに接触しておくために、エネルギーを加える必要はない。この能力の利点は、本発明のクロスバーアレイが双安定すなわち、不揮発性素子を実現するための電位に関して以下に説明される。固定されるワイヤ203および204は、全く変形することを必要としないことは理解されよう。しかしながら、支持されるワイヤ201および202は、固定されるワイヤ上に支持された状態になるだけの十分な堅さを有し、さらに、変形部が切断されることなく固定されたワイヤと接触できるだけの十分な柔軟性を有するとともに、ファンデルワールス接触を保持するだけの十分な接着エネルギーを有することになる。さらに、支持されるワイヤ201および202は、いくつかの変形プロセスの引っ張りに耐えるだけの十分な耐久性を有するべきである。カーボンナノチューブはこれら全ての特性を有しており、クロスバーアレイの支持されるワイヤのための好ましい材料である。もちろんカーボンチューブは固定されるワイヤとして用いることができる。さらに、支持されるワイヤは、特に変形プロセス中に、支持体上で滑動するのを防ぐだけの十分な摩擦を有するべきである。支持体との相互作用は、必要に応じて、化学的な変更を通してさらに改善されることができるが、これは必ずしも必要であるとは限らない。少なくとも2つの異なる状態、たとえば、交差したワイヤ間の接触状態と、交差したワイヤ間の非接触状態とを、いずれかの状態を保持するためのエネルギーを加えることを必要とすることなく保持することができるデバイスは、双安定デバイスと呼ばれる。ここで、一例として、クロスバーアレイの接合部において本発明によって実現される双安定デバイス素子が記載されるであろう。本発明の双安定素子は、2つの各状態が安定か、準安定である素子を含む。これらの双安定素子は、共通の特徴として、オン状態とオフ状態との間のナノスコピックスケールの電気機械的な切替えを有する。ここで、オン状態は、ナノスコピックスケールのワイヤがクロスバー接合部において電気的に接触することを含み、オフ状態では、ナノスコピックスケールのワイヤは電気的に接触していない分離されている。任意の交差接合部のオンおよびオフ状態を読み取ることは、その接合部の抵抗/コンダクタンスを測定することにより容易に達成される。このデバイスアーキテクチャの2つの状態は、オン状態の抵抗の変動とは無関係に容易に区別することができる。オフ状態のコンダクタンスは、典型的な双安定構造パラメータの場合に、検出感度によってのみ制限される程度まで、オン状態のコンダクタンスより低い。たとえば、カーボンナノチューブの場合、計算によって、典型的なデバイスパラメータの場合すなわち、オフ状態の場合の典型的なナノチューブ分離の場合に103~106倍だけオフ状態の抵抗に対してオン状態の抵抗が変化することが示唆される。したがって、デバイスアーキテクチャおよび機能は高い耐性を有する。ここで図2を参照して、本発明の双安定スイッチング素子の動作が記載されるであろう。図2は配置26および28を示しており、それぞれクロスバーアレイ接合部32を含む。図2の配置28を参照すると、オフ状態は機械的な平衡状態である、すなわち、図示されるように、交差したナノチューブが分離されている状態である。ワイヤ18と30との間に、それらのワイヤを互いに引き付ける電圧が確立されるとき、ワイヤ30はワイヤ18に向かって下方に曲がり、ファンデルワールス接触に対応してワイヤ18と接触し、オン状態を確定する。交差しているナノスコピックワイヤ間の電気伝導は、オン状態およびオフ状態においてそれぞれ高いか低いかのいずれかである。オン状態では、その電気伝導は、交差部において近似的な一定のワイヤ/ワイヤ接触によって確定される。オフ状態では、電気伝導は、量子力学的なトンネル効果によって行われ、非常に小さいであろう。双安定デバイスは、機械的な平衡状態およびファンデルワールス接触によってそれぞれオフ状態およびオン状態の両方において安定した最小値を含み、反対の極性でナノチューブにバイアスをかけることによりオン状態に切り替えられることができる。静電項は、接触時の電位最小値を低減し、最後には、オフ状態とオン状態との間の障壁をなくし、切替えを可能にする。電位が除去されても、システムは安定したオン状態のままである。そのデバイスは、同じ電位を両方のチューブに加えることにより、同じようにオフ状態に切り替えられることができる。妥当な約4~5Vの電位において、オン状態とオフ状態との間で切り替えることが容易になる。第2の一般的な種類の電気機械式スイッチたとえば、図2の配置26は、最初に休止時に接触したオン状態にあるが、静電気によって分離される際に、第2の電位オフ最小値に入るクロスバーSWNTアレイに基づく。本発明のナノスコピックスケールのデバイスは、約6~30ピコ秒の切替え時間を示すことができ、したがって、約200GHzの高い周波数で動作することができる。こうして、本発明は低周波数デバイスも含む。さらに、個々のデバイスを切り替えるためのエネルギーは非常に小さい。同様の周波数では、シリコンDRAMの場合より非常に低い電力しか必要としない。さらに、ナノチューブは、そのチューブ軸に沿って非常に良好な熱伝導性を有し、それゆえナノチューブは、集積度の高いデバイスから熱を除去するための理想的な構造である。さらに、本発明のナノスコピックスケールのデバイスは、金属接点の安定性によってのみ制限される、幅広い温度範囲で安定性を示す。たとえば、カーボンナノチューブから実現されるメモリ素子は、1000°C以上まで、固有の熱安定性を示す。またメモリ素子は、放射線安定性と、格納された情報の不揮発性とを示す。図4は、第1の電気導体が、その最も低いエネルギー構成で、第2の電気導体の上側に懸架され、接触していないたとえば、図2の配置28、本発明の一実施形態によるデバイスのメモリ素子32のオン状態とオフ状態とに関連するエネルギー曲線を概略的に示す。曲線51は、種々の形状におけるエネルギー状態を表す。機械的な平衡状態における最も低いエネルギー構成はオフ状態であり、その状態では、交差した導体が分離されている。オン状態はファンデルワールス接触に対応する。交差したワイヤ間の電気伝導は、オン状態において高レベルであり、オフ状態において低レベルである。切替えは以下のように実行される。オフ状態からオン状態への切替え曲線56のエネルギープロットに従うは、ワイヤ18および30が、安定したファンデルワールス接触距離Zvdwに達するまで、互いに向かって引き付けられるように、反対の極性でそれらのワイヤにバイアスをかけることにより実行される。オフ状態への切替えは、曲線54のエネルギープロットに従い、ワイヤ18および30が互いに反発し、その機械的な平衡距離Z0に向かって移動するように、同じ極性でそれらのワイヤにバイアスをかけることにより達成される。本発明のデバイスは、オフ状態とオン状態との間の切替えが約4~5Vで実行され、ワイヤをオン状態あるいはオフ状態のいずれかに保持するために外部電源を必要としないすなわち、双安定、不揮発性点で、非常に効率的である。オフ状態およびオン状態は、接合部の抵抗を測定することにより容易に読み取ることができる。一実施形態では、2つの交差したワイヤ間の抵抗の差によって、オン位置とオフ位置との間が十分に区別されなければならない。本発明の一態様は、ナノスコピックスケールのワイヤを、空間的に制御して明確なクロスバーアレイに形成するステップを含む。ここでは、空間的に制御して形成するための2つの一般的な技術が記載され、第1の技術は、事前形成されたナノスコピックスケールのワイヤを所望のパターンの表面上に方向を定めて組み付けるステップを含み、第2の技術は、たとえば、電界、高い方向性の前駆物質流量前駆物質風、テンプレートによって方向を定めた成長ホストチャネル内の成長、機械的に方向を定めた成長、自己集合したブロック共重合体のようなホスト材料内の成長および組付け、無機ホスト構造等によって、方向を定められた所望のパターンの表面上にナノスコピックスケールのワイヤを成長させるステップを含む。より集積度の高いアレイ、たとえば1×8、8×8、16×16アレイ等の他に、比較的な単純な1×1クロスバーアレイも実現される。アレイはメモリデバイスとして機能することができ、アレイの接合部がメモリ素子として機能することができる。別法では、その接合部は、以下に記載されるように、クロストークのような問題を克服するためのダイオードとしての役割を果たすことができる。ここで図1を参照すると、化学的にパターニングされた表面上に事前形成されたナノスコピックワイヤを、方向を定めて組み付けるための技術が概略的に示される。図1では、シリコン/二酸化シリコン基板10が設けられ、アルキルシランからなる自己集合した単分子膜SAM12を一様にコーティングされる。次に、ナノスコピックスケールの回路の方向を定めて組み付けるために、SAMをパターニングする一例では、原子間力顕微鏡AFMを用いて、高解像度でSAM12にパターンを書き込み、そのパターンのSAMが除去される。ナノスコピックの交差したアレイを形成するための実施形態では、そのパターンはたとえば、直線、すなわち直線からなる交差したアレイにすることができる。図に示されるように、そのパターンは直線であり、結果として、アルキルシランの線を画定する基板10上に、SAMのない直線領域によって分離された、直線状のSAM14のパターンが形成される。別の技術では、マイクロコンタクトプリンティングを用いて、パターニングされたSAM14を基板10に転写することができる。マイクロコンタクトプリンティングは以下に記載される。次に、パターニングされた表面内の空き領域直線状のSAM14間のSAMのない直線状領域が、ナノチューブのようなナノスコピックワイヤと非常に固有に相互作用するアミノ終端SAMを充填される。その結果、基板10上でSAMがパターニングされ、メチル終端材料表面において露出したメチル基の直線SAM部分14が、アミノ終端SAM材料の線16によって分離される。当然、任意の所望のパターンを形成することができ、アミノ終端SAM材料の領域が、ワイヤ堆積が望まれる領域に対応する。その後、パターニングされた表面は、ワイヤ、たとえばナノチューブの懸濁液に浸漬され、洗浄されて、SAMの領域16にワイヤ18が配置されたアレイが形成される。ナノチューブが用いられる場合、ジメチルホルムアミドのような有機溶媒を用いて、ナノチューブの懸濁液を生成することができる。他のナノスコピックスケールワイヤの懸濁液および堆積は、容易に選択された溶媒で達成することができる。種々の基板およびSAM形成材料のうちの任意のものを、1996年6月26日に公表され、参照して本明細書に援用される、Whitesides他の国際特許出願WO96/29629において記載される技術のような、マイクロコンタクトプリンティング技術とともに用いることができる。パターニングされたSAM表面を用いて、種々のナノスコピックワイヤあるいはナノスコピックスケールの電子素子の向きを定めることができる。SAM形成材料は、適切な露出した化学的機能性で、種々の電子素子の組付けの向きを定めるために選択することができる。ナノチューブを含む電子素子は、パターニングされたSAM表面の固有の所定の領域に特有に引き付けられるように化学的に調整することができる。ナノチューブは特に、よく知られているように、その外部表面上において化学的に機能させるために適している。SAMから誘導された表面以外の化学的にパターニングされた表面を用いることができ、表面を化学的にパターニングするための多くの技術が知られている。表面を化学的にパターニングするための適切で典型的な化学的性質および技術は、特に、結晶コロイドのマイクロコンタクトプリンティングMicrocontactPrintingofCatalyticColloidと題するHidber他による国際特許出願WO97/34025、および、それぞれLandoによる米国特許第3,873,359号、第3,873,360号ならびに第3,900,614号に記載されており、これら全ての明細書は参照して本明細書に援用される。化学的にパターニングされる表面の別の例は、微小相分離ブロック共重合体構造microphaseblockseparatedblockcopolymerstructureである。これらの構造は、高密度の薄膜相の積重体を提供する。これらの相を切断することにより一連のレーンが現れ、各レーンが1つの層を表す。このブロック共重合体は典型的には交互ブロックであり、ナノスコピックワイヤの成長および組付けをどちらが指示するかによって、変化する領域を提供することができる。図1は、SAMによって指示されるパターンにおけるSAMへのナノスコピックワイヤの組付けと、自己集合した単分子膜に関連するナノスコピックワイヤで描かれたパターンを画定するSAMとを概略的に示すが、図2は、自己集合した単分子膜によるパターンの方向を用いる、交差したマイクロスコピックワイヤアレイの形成を概略的に示す。図2では、図1を参照して記載されたような、部分14および16を有するSAMパターンを含む基板10と、そのSAMの部分16上に形成されるマイクロスコピックワイヤ18とが示される。AFMあるいは別の技術たとえば、電子ビームリソグラフィ等を用いて、SAMの部分14の領域20において、最初のワイヤの向きに対して直交する直線パターンを描くことができる。次に、パターニングされた表面内の空き領域が、同じ長さのアミノ終端SAMアミノ終結SAM部分22、あるいは最初のSAMパターンに比べて長いアミノ終端SAMSAM部分24を充填される。この結果、配置26あるいは配置28が得られ、配置26では、全てのSAM材料が同じ高さからなり、配置28では、SAM構成の一部が最初のSAMの平面より上に、またオプションで、ワイヤ18の高さの上に延在し、ワイヤの上側へのクリアランスを与える。その後、パターニングされた表面は付加的なナノスコピックスケールのワイヤの懸濁液に浸漬され、洗浄されて、クロスバーアレイが形成される。配置26では、ワイヤ30が、接合部32において最初のワイヤ18と交差してクロスバーアレイが形成される際に、ワイヤ18と接触して配列される。配置28は、クロスバーアレイの向きに少なくとも2つのナノスコピックワイヤを含む電気的なクロスバーアレイを画定し、そのクロスバーは、接合部において互いに接触していないワイヤから構成される。これらの構成は、以下に記載される利点によって当業者には明らかになるように、双安定デバイスメモリ素子として直接用いることができる。先に記載されたのは、事前形成されたナノスコピックスケールの電子素子を、ある表面上に組み付けるための技術である。ナノスコピックスケールの電子デバイスを形成するために本発明に含まれる別の一般的な技術は、所定のパターンで、ある表面上にナノスコピックスケールの素子を、方向を定めて成長させるステップを含む。図3Aおよび図3Bは、電界が存在する場合に、CVDを用いてクロスバーアレイを形成するステップを含む1つのそのような技術を概略的に示す。図3Aでは、触媒部位34のアレイが互いに反対側に配列され、クロスバーアレイの平行なナノスコピックワイヤの所望の終点を定める触媒部位の対が示されるが、以下に記載されるように、ワイヤ当たり1つの触媒部位のみが必要とされる。クラスタ34は、電界の存在時に、ある方向に橋架されるナノスコピックスケールのワイヤの成長の方向を定めるために用いられる。電界は、両端に配置される触媒部位の各アレイの背後に向けられ、電気回路40によって接続される電極36および38を用いるワイヤの成長の、所望の方向に対して平行な方向に所望の方向に向けられる。その技術のための根底をなす基礎は、その長軸が電界に沿って整列するときに、本発明により形成されるナノスコピックスケールのワイヤのような、分極性で、異方性の構造のエネルギーが低くなることである。これに対して、異方性の構造の整列に狂いが生じるとき、それを整列状態にするために、その構造に力が加えられる。電界による整列のこの基本的な概念は、ミクロンスケールのファイバを通過する異方性分子の整列の場合に以前から用いられており、それゆえ、その技術は、この開示の利点によって当業者により理解され、再現可能であろう。ナノチューブ、特にSWNTの高い異方性、すなわち一方向性の構造によって、同様の寸法を有する3次元材料たとえば、銅ナノワイヤの場合に存在することになるものより、非常に高い分極異方性チューブ軸に沿って1,000:1より大きいを有するため、ナノチューブはこの技術において特に好ましい。これにより、電界を整列したナノチューブの場合より、エネルギー/力項が大きくなるであろう。ナノチューブ成長中に、たとえ電界との整列状態に狂いがわずかに生じても、ナノチューブが成長するのに応じて、電界との向きを調整し直すために作用する力が徐々に大きくなるように補正される。電極から成長するナノチューブを整列させるための別の機構は、ナノチューブへ最終的な電荷の蓄積、および反対にバイアスをかけられた電極への静電引力である。その技術によれば、両側に配置される触媒部位34のアレイは、回路40ならびに電極36および電極38によって生成される電界の存在時に、化学気相成長の条件下に置かれ、触媒部位間にナノチューブ42が成長できるようになる。ナノチューブ42に垂直な方向に電界を形成して、一連の触媒部位44が触媒部位34に垂直な方向において反対側に配置されるように構造の向きを再調整することと、化学気相成長条件下に置くこととによって、ナノチューブ46が、ナノチューブ42に垂直なクロスバーアレイの向きに整列して堆積されるようになる。ナノスコピックワイヤを成長させるための触媒部位は、リソグラフィ技術、ホスト相を用いるか、あるいは用いない自己集合した、あるいは近接プローブを用いるパターニングたとえばディップペンリソグラフィによってパターニングされることができる。上記のように、ワイヤ当たり1つの触媒部位のみが必要とされる。図3Aを参照すると、図のようなナノチューブ42のアレイを形成するために、1組の触媒部位34が設けられ、電界が存在し、CVDの条件下に置かれる場合に、ナノチューブを、同じ方向において、各部位から離れて延在する各触媒部位から成長させることができる。同様に、図3Bを参照すると、触媒部位44のうちの1組のみが必要とされる。また上記のように、高い方向性の前駆物質流量、テンプレートによって方向を定めた成長、ホスト材料内の成長等のような、ナノスコピックスケールのワイヤの成長の方向を定めるための他の技術を用いることができる。本発明のクロスバーアレイを形成するための技術は、組み合わせて用いることができる。図2を参照すると、ワイヤ18は、従来のリソグラフィ技術を含む任意の技術によって形成することができる。その際、ナノスコピックスケールの素子の方向を定めて成長させることが、SAM部分22あるいは24にわたって行われ、それぞれ配置26および配置28を形成することができる。また、ナノスコピックワイヤは、機械的にパターニングされた表面によって指示されるパターンにおいて表面上に形成することもできる。機械的にパターニングされる表面は、壁、溝、トレンチ、毛細管等によって設けることができる。図10に戻ると、物品220は、複数の平行なトレンチ222を特徴とし、そのトレンチは、リソグラフィ技術、マイクロコンタクトプリンティング、ナノインプリンティング、ナノマシーンニング、化学エッチング、レーザエッチング、あるいは集束イオンビームFIB装置かのいずれかによるエッチング、および関連する技術を含む、種々の手段によって基板表面に設けることができる。別法では、微斜面、あるいは格子不整合へテロ‐エピタキシャル構造latticemismatchedheteroepitaxialstructureのようなある基板が、本来そのようなトレンチを示し、それゆえ、物品220として用いることもできる。物品220は、FIBによって加工されたトレンチ222を特徴とする。そのトレンチは、CVD成長技術によって行われるような、ナノワイヤの成長のための機械的なガイドとして機能することができる。交差したワイヤ233図10Bは、トレンチ222に平行に、かつ物品220の縁部に沿って直線状に配置される複数の触媒ナノ粒子224すなわち触媒部位、図10Aを設けることにより成長させることができる。図10Bは、ナノワイヤ233の成長が、CVDのような技術によってトレンチ232にわたって部位234から如何に方向を定められることができるかを示す。その成長は、その表面に平行な局所的な電界の下で方向を定められることができる。成長の原点は、触媒ナノ粒子をパターニングすることにより確定される。基板に沿ったワイヤ成長の別の例は、複数の凹部および凸部を有する物品を含む。基板表面上に凸部を配置することにより、基板表面と、複数の凹部とによって空洞が形成され、画定される。これらの凹部は、毛細管の形状を有することができる。毛細管壁を用いて、触媒部位から開始される成長の方向を機械的に定めることができるか、あるいはそれを用いて、表面を化学的にパターニングし、それによりナノワイヤの成長の方向を定めることができる。またナノワイヤは、ガス流によって指示されるパターンにおいて、表面上に形成することもできる。たとえば、一連の触媒ナノ粒子すなわち、触媒部位を配置し、これらのナノ粒子を高圧のガス流に露出することにより、ガス流の方向に、ナノワイヤの成長の方向を定めることができる。特に、この方法は新規の成長技術を提供し、その技術によれば、ガスはナノワイヤのための反応物質を含む。たとえば、エチレン、アセチレン、メタンあるいは一酸化炭素のようなカーボン前駆ガスを用いて、カーボンナノチューブを成長させることができるのに対して、シランを用いてシリコンナノワイヤを成長させることができる。他の前駆物質も当分野においてよく知られている。再び図3Aおよび図3Bを参照すると、導電性を有し、ナノチューブとの良好な電気的接触を提供する一連の接触電極図示せずに隣接して触媒部位34および44を配置することにより、あるいはその触媒部位34および44を接触電極として用いることにより、各ナノチューブは、異なる接触電極との電気的な接触を与えられることができる。ナノチューブと接触電極との間の共有結合による取付けが好ましく、それは、好ましくは共有結合によって接触電極に取り付けることができる分子を用いて、その端部においてナノチューブを機能させることにより容易に行われる。ナノチューブを機能させることは知られており、接触電極として機能することができる材料に結合する官能基が知られており、それゆえ本発明の技術は、この開示に基づいて容易に行われる。一実施形態では、ナノチューブの端部は、結合されたチオールで機能し、接触電極は金である。たとえば、いずれも参照して本明細書に援用される、Wong等による化学および生物学のためのナノメータプローブとして共有結合して機能化されたナノチューブCovalentlyFunctionalizedNanotubesasNanometerProbesforChemistryandBiologyネイチャー3945255およびWong等による化学力顕微鏡用の共有結合して機能化されたナノチューブプローブチップCovalentlyFunctionalizedSingleWalledCarbonNanotubeProbeTipsforChemicalForceMicroscopyJAmChemSoc12085578558を参照されたい。ナノチューブの端部状態は、参照して本明細書に援用される、Kim等による自動的に解析される単壁カーボンナノチューブの状態の電子密度ElectronicDensityofStatesofAtomicallyResolvedSingleWalledCarbonNanotubesVanHoveSingularitiesandEndStatesPhysRevLett8212251228に記載されるように、ナノチューブ内のバルク導電チャンネルに有効に結合されることができる。本発明の技術を用いるとき、約1012メモリ素子/cm2の高いアクティブ素子2次元密度を達成することができる。したがって、低密度あるいは高密度のアレイが想定される。これらの素子を用いて、応用形態の中でも特に、不揮発性のランダムアクセスメモリRAM、リードオンリーメモリビットおよびコンフィギュラブルロジックを構成することができる。これは、ナノスコピックワイヤ42のアレイ図3Bが20ナノメートルのインターバルで配置される場合に容易になる。ワイヤ46が同じように配列される場合、この密度が達成される。10ミクロン長のナノチューブのようなナノスコピックワイヤを用いることにより、各ナノチューブに沿って20ナノメートル毎にメモリ素子が存在する場合、各方向においてアレイは少なくとも500本の平行なワイヤを形成することができ、各ワイヤは少なくとも500個のクロスバーアレイ接合部メモリ素子を含む。そのようなアレイ内に、少なくとも250,000個のメモリ素子を形成することができる。同様に、3次元アレイを形成することができ、2次元アレイよりも高い集積密度を有することができる。3次元アレイは、図2を参照して先に記載されたようなものから、あるいは方向を定める因子としてブロック共重合体を用いる組付けから拡張された多層アーキテクチャを用いて作製される。上記のように、本発明は、各素子を指定する補助回路を用いることなく、書込みおよび読出しを行うことができるオン状態とオフ状態との間を切り替えることができる、クロスバーアレイ内の一連のメモリ素子を提供する。たとえば、図5は、オン状態およびオフ状態の両方において安定しており、キャパシタ、トランジスタおよびスイッチのような補助回路が不要であるという点で、双安定素子である素子32を示す。ここで図5を参照すると、図2の配置26による安定/準安定メモリ素子32が、概略的なグラフで示される。図に示されるように、オン状態にある、2つの接触している交差したワイヤ18および30は、下側をなすグランドに対してバイアスをかけられている。曲線70は、種々の構造におけるエネルギー状態を表す。オフへの切替え曲線74では、ワイヤが同じ極性でバイアスをかけられるとき、それらは互いに反発し合い、空間的に分離される。それらが、その間の間隙を埋める空間あるいは分子72によって分離される場合、準安定距離まで急速に戻ることができる。この準安定オフ状態は、保持時間内に、オン状態までゆっくりとスピードを緩めてもとに戻る。オンへの切替え曲線76では、ナノチューブが反対の極性でバイアスをかけられるとき、それらは互いに引き付け合い、そのもとへの復帰をファンデルワールス接触距離まで加速する。図6A~図6Cは種々の実施形態を示しており、図5の構成にしたがって、オフ状態においてナノチューブ間の交差接合部内で、逆に帯電した分子を編成することが可能である。これらの分子は、短時間帯電した重合体60図6A、ナノチューブの周囲にミセル構造を形成することができる表面活性剤分子62図6Bその構造の基部を形成するSAMに移植される重合体ブラシ64図6C等を含むことができる。本発明の別の態様は、ダイオードを画定する少なくとも2つの交差したワイヤを含む電気的なクロスバーアレイを含む物品を提供する。そのデバイスは、ダイオードを画定する少なくとも2つの交差したワイヤ以外の補助回路が不要である。たとえば、固定されるワイヤが半導体であり、支持されるワイヤが金属導体である場合には、2つのワイヤ間の接触は、金属/半導体接合を提供することになり、それは、接触接合部において整流用のショットキーダイオードとして機能する。こうして、オン接合部は固有の整流動作を提供する。現時点で、ナノチューブは、半導体および金属導体ナノチューブの混合体として存在する。その混合体を純粋に半導体ナノチューブと金属ナノチューブとに分離することはできていない。整流用ナノチューブは、好ましくはnタイプの半導体ナノワイヤを実現することによっても実現されることができる。金属ナノチューブの場合、整流用ショットキー接合部は、オン状態になり、一方、半導体ナノチューブ本質的にpタイプであるの場合、半導体ナノワイヤがnタイプにドープされている場合には、整流用のp/nダイオード接合になるであろう。ダイオード接合を実現することにより、クロスバー内のクロストークの問題を排除することができる。図9Aは、2×2アレイの一例を示しており、ビット[21]はオフである。したがって、ビット[21]とビット[11]との間の直接導電経路は許容されない。導電経路のための方向に関する制約はないので、実線250によって表されるような経路が、[21]/[11]経路を迂回することができる。これにより。ビット[21]は、それがオフ状態であっても、オンとして現れることができるであろう。図9Bは、1組の交差したワイヤが半導体を含み、他の組の交差したワイヤが金属導体を含むときの、整流動作の結果を示す。導電は一方向にのみ制限され、それゆえクロストークは避けられる。上記のように、純粋な半導体ナノチューブあるいは金属ナノチューブを実現することは、現時点では可能ではない。したがって、本発明の別の態様は、金属ナノチューブと半導体ナノチューブとの混合体を含む方法を提供する。その方法は、金属ナノチューブを半導体ナノチューブから分離するステップを含む。金属ナノチューブは、半導体ナノチューブよりも約3桁だけ大きい分極率を有することがわかっている。したがって、一実施形態では、その混合体を分離するステップは、その混合体に、金属ナノチューブの方向を選択的に合わせるだけの十分な強さの電界をかけるステップを含む。電界の強さに応じて、その長さ未満では、金属ナノチューブのみが整列されることになる臨界長が存在する。したがって、その強さは、臨界長未満の電界に一致するように調整することができる。この臨界長より上では、電界によって両方のタイプのナノチューブが整列することができる。この長さ未満では、電界は、半導体ナノチューブが、その電界に対して向きを変更されないままであるような強さからなる。一旦、選択的な整列が達成されたなら、分離は所定の手順で行われる。上記のように、本発明の著しい利点は、接合素子が、オン状態とオフ状態との間を遠隔に、すなわち交差する各ワイヤの少なくとも一方の端部を単に指定することにより切り替え、メモリ素子図2および図4のワイヤ18および30を形成することができることである。接合素子がメモリ素子、あるいはダイオードを含む場合、そのメモリ素子のいくつか、好ましくは全てが、メモリあるいはダイオード素子を画定する補助回路と、メモリあるいはダイオード素子を状態間で切り替えるために、それらを指定する補助回路とを必要としない。メモリあるいはダイオード素子は単に、そのメモリあるいはダイオード素子を指定するリードワイヤを画定するワイヤ18および30を含む。当業者は、オン状態とオフ状態との間でメモリあるいはダイオード素子を切り替えるための補助回路の意味、メモリ状態自体を定義する補助回路の意味、およびこれらの構成要素が不要であるデバイスの意味を理解されよう。メモリ状態自体を定義する補助回路の一例は、導通状態から非導通状態に切り替えることができる、接合部において2つの交差した導体を接続する電気的経路を含む。状態間でメモリ素子を切り替えるための補助回路の一例は、電気的経路を導通状態あるいは非導通状態にするために切り替えることができる、その経路に接続される回路を含む。本発明の1つの特徴は、図2を参照すると、ナノスコピックスケールのワイヤ18および30がそれぞれ、ナノチューブのような可撓性のナノスコピックワイヤである必要がないことである。図4および図5に関連する図および記載から明らかなように、本発明のメモリ素子はそれぞれ、切替え中に移動する必要がない1つのワイヤ図4および図5のワイヤ18を含み、適当な寸法に形成されることができる、適当な導電率を有する概ね任意の材料から形成されることができる。固定されるワイヤ18のために、ナノチューブおよび他のナノスコピックワイヤを用いることができるが、リソグラフィのようなむしろ従来の技術によって形成されるワイヤも同様に用いることができる。ワイヤ30は、図に示されるように、オフ状態とオン状態との間の切替え中に、繰返し湾曲することに関する付加的な要件を満足するように選択されることになる。したがって、ワイヤ30は、この要求を満足するための弾性および耐久性を有するように選択されることになる。ナノチューブはそのような耐久性を示し、本発明における可撓性ワイヤ30として用いるために理想的である。したがって、本発明のデバイスは、事前形成されたワイヤを表面上に方向を定めながら組み付けることにより、または表面において方向を定めながらワイヤを成長させること、あるいはその組み合わせから完全に構成することができるか、あるいは固定されたワイヤ18が最初にリソグラフィのような従来の技術を用いて形成され、その後、方向を定めて組み付けるかあるいは成長させることにより可撓性ワイヤ30を配置することができる。ここで図7を参照すると、本発明のクロスバーアレイ80の破断した概略図が与えられる。アレイ80は、一連の平行で、等間隔に配置されるワイヤ82、84、86、88...と、ワイヤ82、84...と交差する垂直である一連の平行で、等間隔に配置されるワイヤ100、102、104、106...とを備える。各ワイヤ82、84、86...は、その端部において電極120、122、124...によって指定され、各ワイヤ100、102、104、106...は、その端部において電極140、142、144...によって指定される。本発明の特徴は、ワイヤ82、84、86...およびワイヤ100、102、104...が、1つのみの電極との電気的接触を必要とすること、すなわち1つの相互接続を用いて、多くの個々の接合部を指定することができることである。電極は、電極が示される端部からワイヤの反対側の端部図7には示されない反対側の端部に設けることができるが、これはオプションである。各ワイヤ82、84、86...は、各ワイヤ100、102、104...と交差し、交差した各ワイヤの接合部は、図2、図4および図5に示され、先に説明されたようなメモリ素子を画定する。たとえば、接合部160は、ワイヤ88と140との交差部を画定するメモリ素子である。デバイス80が、図2および図4の配置28に示されるようなメモリ素子から構成されるとき、機械的な平衡状態では、ワイヤ88および104は接触せず、素子160はオフである。反対の極性のバイアス用電極126および144は、接合部160において、ワイヤ88と104とを互いに接触させ安定したファンデルワールス接触、接合部160はオンに切り替えられる。好ましい実施形態では、素子160をオン状態に保持するために、バイアスが電極126と144との間で保持される必要はない。素子160をオフに切り替えるために、電極126および144が、同じ極性でバイアスをかけられ、接合部160においてワイヤ88および104を互いに反発させる。デバイス80が図2および図5の配置26に示されるような接合部を備える場合、機械的な平衡状態において、ワイヤ88および104が互いに接触して、接合部160はオン状態にあり、素子160は、電極126および144を同じ極性でバイアスをかけることによりオフに切り替えられる。素子160をオンに戻すことは、電極126および144を反対の極性でバイアスをかけることにより達成される。本発明の別の態様は、少なくとも2つの読取り可能な状態間で不可逆的に切り替えられることができるメモリ素子を画定する少なくとも2つの交差したナノスコピックワイヤを含む電気的なクロスバーアレイを含む物品を提供する。したがって、そのデバイスは読出し専用である。別の実施形態では、その物品は、可逆的に切り替えられることができるメモリ素子を画定する少なくとも2つの交差したナノスコピックワイヤを含む電気的なクロスバーアレイを含む。したがって、そのデバイスは、揮発性RAMたとえば、格納された情報を保持するために電源を必要とするあるいは不揮発性RAMのために用いることができる。実施例1デバイス素子の双安定性および切替え動作を定量するために、全エネルギーETを計算することができる。ET=EvdwEelasEelecただしEvdwはファンデルワールスvdWエネルギーであり、Eelasはその装置のための弾性エネルギーであり、Eelecはその装置のための静電エネルギーである。1の最初の2項は、静的電位を定義しており、双安定デバイスを生じるパラメータの範囲を評価するために求められることができる。図11は、接合部の分離の関数として、1つの20nmデバイスのためのエネルギーET=EvdWEelasのプロットを示す。その一連の曲線は、カーボンナノチューブの場合の、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4nmの初期分離に対応しており、1.0~2.0nmの初期分離の場合に、2つの明確な最小値が観測される。これらの最小値は、分離されている2.4nm交差するナノチューブと、vdW接触状態にある0.8nm交差するナノチューブとに対応する。vdW相互作用は、フラーレンおよびナノチューブシステムの場合の実験と良好な一致を与えるために以前から知られているレナードジョーンズ電位の一対の和によって計算することができる。全エネルギーに対する弾性の寄与は、ビーム力学モデルを用いて決定することができる。ただしBは、ナノチューブ弾性係数と幾何学的慣性モーメントとの積であり、kは支持体の弾性係数であり、Lは懸架されるナノチューブの長さであり、β=1/√2k/B1/4であり、δzは懸架されたチューブの緊張していない位置からの変位である。これらの計算は、提案されたSWNTデバイス構造が幅広いパラメータ範囲の場合に双安定性を示すことを示している図11。たとえば、図11の20nmデバイスは、1.0~2.2nmの範囲にある初期分離の場合に、室温安定すなわち、障壁>>10kBTオン状態およびオフ状態を示す。2nmの初期分離の場合のオフ状態およびオン状態におけるSWNTデバイス素子の計算された構造図12は、初期分離が双安定性のための上限に近い場合であっても、オン状態において上側SWNTの歪みが比較的小さいことを強調する。Si支持構造体16GPaの弾性率は、明瞭にするために示されない。また、これらの計算は、上側ナノチューブが、シリコン図13のような硬質の材料あるいは軟質の有機材料図14のいずれかに支持される際に、その電位が幅広いデバイスサイズの範囲の場合の双安定であることも示す。図14は、12GPaの弾性率を有する有機層に関する計算を示す。図13および図14では、双安定デバイスをもたらす初期分離の範囲は灰色で示される。軟質の支持体によって、より小さいデバイスの場合に双安定性が可能になることは重要である。いずれのタイプの材料もデバイスの作製のための用いることができる。一般に、双安定性領域はデバイスサイズとともに増加し、より軟質の有機支持体は、特に最も小さな構造体において、より大きな双安定性範囲を生み出す。その計算は、1TPaの弾性係数、ならびにC6=32.00×10-60ergcm6およびC12=55.77×10-105ergcm12のレナードジョーンズパラメータを有する10,10SWNTの場合に15回実行された。これらの計算から引き出すことができるいくつかの重要な点がある。第1に、そのデバイス構成の場合に、双安定電位を生成する幅広いパラメータ範囲がある。オン/オフ状態の堅牢性は、このアーキテクチャが、たとえば自己集合したによって、製造中に不可避に上昇する、構造内の変動を許容することを強く示唆する。第2に、オン状態およびオフ状態におけるナノチューブ間の分離の差が、抵抗の大きな差すなわち、I~exp-kd、ただしIは電流であり、kは次数2オングストローム-1の減衰定数であり、dはオングストローム単位のチューブ‐チューブ間分離であるを生成し、それゆえ、交差接触抵抗における変動に関係なく、オン/オフ状態の信頼性の高い読取りを行うことができることになる。第3に、図11の双安定性を達成するために必要とされる機械的な変形の範囲、0.22~1.7は、SWNTの場合に計算および実験的に決定される少なくとも6の弾性限界より十分に小さく、オン状態の平均曲げ角は、ナノチューブを曲げるために必要とされるおよそ1/2である。それゆえ、これらのデバイス素子は、信頼性のある分子スケールのコンピュータのために必要とされるような耐性を有することができる。ナノチューブ表面の相互作用および摩擦の値に対する計算された変形エネルギーの比較は、i下側のナノチューブが基板上で固定されたままになること、ii懸架されたナノチューブが、オン状態に下方に湾曲されるとき、懸架されたナノチューブが、10nmのオーダーの支持体上で持ち上がらないこと、あるいは滑動しないことを示唆する。また、支持体との相互作用は、化学的な変更を通して改善することもできる。実施例2オン状態とオフ状態との間で懸架されたナノチューブデバイスを切り替える有効性は、全エネルギーに対する静電エネルギーの電圧に応じた寄与を評価することにより評価されている。この計算では、交差したナノチューブデバイスの複素3次元構造のためのラプラス方程式を解いて数値を求めるために、境界要素法が用いられた。20nmデバイスのオンおよびオフを切り替えるためのETの計算図15は、ナノチューブ欠陥に対する閾値電界を超えない適度の電圧を用いて、オン/オフ状態間で可逆的に変化させることができることを例示する。切替え電圧は、固有のデバイス構造すなわち、静的電位の形状に応じて変化し、それゆえ、さらに最適化することができる。たとえば、より薄い誘電体層すなわち、4対20nmSiO2を用いることにより、オンおよびオフ切替え閾値は4.5および20Vから3および5Vにそれぞれ低減することができる。また、その計算は、静電相互作用の大部分が個々の素子の小さな交差領域に局所化されるので、10nmデバイススケールであっても、隣接するナノチューブ間の静電力は、素子のアレイを曲げるには不十分である。これの例は、ナノチューブの静電力による切替えの例示を提供する。図15は、オンへの切替え図15Aおよびオフへの切替え図15Bの場合の、接合部における分離の関数としての、エネルギーET=EvdWEelasEelectroのプロットを示す。図15Aでは、プロットi、iiおよびiiiはそれぞれ、V1=V2=0V、V1=3;V2=-3VおよびV1=4.5;V2=-4.5Vの場合のETに対応する。ただし、V1およびV2は、2つの交差するナノチューブにかけられる電位である。図15Bでは、i、iiおよびiiiはそれぞれ、V1=V2=0V、V1=V2=15VおよびV1=V2=20Vに対応する。これらの電位は、導電性のグランド面に対して加えられるたとえば、図1A。オンおよびオフへの切替えのために必要とされる電圧の大きさの最小値はそれぞれ、4.5Vおよび20Vである。静電エネルギーは、1.4nmの初期分離を有する、Si上に支持された20nmデバイスの場合に、3600要素で境界要素法を用いて、ラプラス方程式を解いて数値を求めることにより計算された。その計算された静電電位は境界条件と、漸近的な動作とを満たした。実施例3この例では、デバイスの可逆的な切替え、および不揮発性RAMとして機能するデバイスの能力の管理が提供される。SWNTロープから形成された、懸架され、交差したナノチューブデバイスの特性が機械的な操作によって研究された図16。典型的なモデルデバイスの下側および上側ナノチューブにおいて行われた電流‐電圧I-V測定は、それぞれ11および58kΩの抵抗を有するオーミック動作を示す図16A。オフ状態における上側ロープと下側ロープとの間のI-V曲線は非線形であり、それはトンネル効果と一致し、抵抗は約GΩである。オンに切り替えた後、I-V曲線は、112kΩの抵抗を有するオーミック動作を示した図16B。この抵抗の大きな変化は、懸架されたデバイスアーキテクチャにおけるオフ対オン状態のための本発明者による予測と一致する。また明確なオン/オフ状態間の可逆的な切替えもデバイスにおいて観測されている図17。図17のデバイスの場合のオン/オフ抵抗における小さな変化は、しばしばナノチューブロープで観測される大きな接触抵抗から上昇するためと考えられる。それにもかかわらず、このオン/オフ状態間の変化は10倍であり、不変であった。最後に、ロープから製造されるデバイスの中には、適切に電圧が印加される場合に、オンにのみ切り替えられるものもあることがわかっている。この動作は、深いvdW最小値を有する電位の場合に予想されるたとえば、図11。不可逆的な切替えは、コンピューティングのためのロジック素子を構成するために利用することができる。ここに掲載される全てのパラメータは代表的であることを意味しており、実際のパラメータは、本発明の方法および装置が用いられる特定の実施形態に依存することになることは、当業者であれば容易に理解されよう。それゆえ、上記の実施形態は、例示のために提供されており、添付の特許請求の範囲およびその等価物の中で、本発明は、記載されるものとは異なるように実施される場合もあることは理解されたい。"