"アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりタンパク質半導体の導電型を制御するタンパク質半導体の製造方法。タンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を自身の性質と異なる性質を有するアミノ酸残基に置換し、または、タンパク質に酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を付加し、または、タンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を欠損させ、または、タンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を化学修飾し、または、タンパク質の周りを囲む媒体の極性を制御することにより、アミノ酸残基全体の電荷量を制御する請求項1記載のタンパク質半導体の製造方法。上記タンパク質は電子伝達タンパク質である請求項2記載のタンパク質半導体の製造方法。上記電子伝達タンパク質は金属を含む請求項3記載のタンパク質半導体の製造方法。上記電子伝達タンパク質は亜鉛置換チトクロムcまたは亜鉛置換チトクロムb562である請求項4記載のタンパク質半導体の製造方法。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することにより導電型を制御したタンパク質半導体。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することによりpn接合を製造するpn接合の製造方法。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することにより製造されるpn接合。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することによりpn接合を製造する工程を有する半導体装置の製造方法。上記半導体装置は受光素子または発光素子である請求項9記載の半導体装置の製造方法。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することにより製造されるpn接合を有する半導体装置。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することにより製造されるpn接合を有する半導体装置を有する電子機器。アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりタンパク質半導体の導電型を制御するタンパク質半導体の導電型の制御方法。しかしながら、本発明者らが知る限り、これまで、タンパク質半導体の導電型を制御する手段はなかった。そこで、本開示が解決しようとする課題は、タンパク質半導体の導電型を容易に制御することができるタンパク質半導体の導電型の制御方法、タンパク質半導体の製造方法およびタンパク質半導体を提供することである。本開示が解決しようとする他の課題は、タンパク質半導体によるpn接合の製造方法およびpn接合ならびにこのpn接合を用いる半導体装置の製造方法および半導体装置ならびにこの半導体装置を有する電子機器を提供することである。上記課題および他の課題は、添付図面を参照した本明細書の記述から明らかとなるであろう。上記課題を解決するために、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりタンパク質半導体の導電型を制御するタンパク質半導体の導電型の制御方法である。ここで、タンパク質半導体の導電型は、p型またはn型あるいはi型である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりタンパク質半導体の導電型を制御するタンパク質半導体の製造方法である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することにより導電型を制御したタンパク質半導体である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することによりpn接合を製造するpn接合の製造方法である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することにより製造されるpn接合である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することによりpn接合を製造する工程を有する半導体装置の製造方法である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することにより製造されるpn接合を有する半導体装置である。また、本開示は、アミノ酸残基全体の電荷量を制御することによりp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を製造し、これらのp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合することにより製造されるpn接合を有する半導体装置を有する電子機器である。タンパク質、より詳細にはタンパク質のポリペプチド部分のアミノ酸残基全体の電荷量を制御するためには、例えば、タンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を自身の性質と異なる性質を有するアミノ酸残基に置換する。あるいは、タンパク質に酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を付加する。あるいは、タンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を欠損させる。あるいは、タンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を化学修飾する。あるいは、タンパク質の周りを囲む媒体の極性を制御する。必要に応じて、これらの方法を組み合わせてもよい。また、場合によっては、タンパク質に光を照射して電子-正孔対を発生させることによる光ドーピングによりアミノ酸残基全体の電荷量を制御することも可能である。本開示において、タンパク質は、好適には電子伝達タンパク質である。電子伝達タンパク質は、一般的には金属を含む電子伝達タンパク質である。この金属は、好適には、d軌道以上の高エネルギーの軌道に電子を有する遷移金属である。電子伝達タンパク質は、鉄-硫黄タンパク質類例えば、ルブレドキシン、二鉄フェレドキシン、三鉄フェレドキシン、四鉄フェレドキシンなど、ブルー銅タンパク質類例えば、プラストシアニン、アズリン、シュードアズリン、プランタシアニン、ステラシアニン、アミシアニンなど、チトクロム類例えば、チトクロムc、金属置換チトクロムc、チトクロムc552のヘムの中心金属の鉄を他の金属で置換した金属置換チトクロムc552、修飾亜鉛ポルフィリンチトクロムc552、チトクロムb、チトクロムb5、チトクロムc1、チトクロムa、チトクロムa3、チトクロムf、チトクロムb6、チトクロムb562、金属置換チトクロムb562、亜鉛クロリンチトクロムb562などであるが、これらに限定されるものではない。例えば、これらの電子伝達タンパク質の誘導体骨格のアミノ酸残基が化学修飾されたものまたはその変異体骨格のアミノ酸残基の一部が他のアミノ酸残基に置換されたものを用いてもよい。金属置換チトクロムc、金属置換チトクロムc552、金属置換チトクロムb562などの金属は、必要に応じて選ばれるが、例えば、亜鉛Zn、ベリリウムBe、ストロンチウムSr、ニオブNb、バリウムBa、ルテチウムLu、ハフニウムHf、タンタルTa、カドミウムCd、アンチモンSb、トリウムTh、鉛Pbなどである。半導体装置は、pn接合p型タンパク質半導体とn型タンパク質半導体との間に真性i型のタンパク質半導体が挟まれたpin接合も含むものとするを用いるものである限り、基本的にはどのようなものであってもよい。半導体装置は、具体的には、受光素子、発光素子、電場検出素子、キャリア走行素子トランジスタなどなどである。ここで、電場検出素子は、pn接合だけでなく、p型タンパク質半導体単体あるいはn型タンパク質半導体単体を用いることによっても構成することができる。上述の本開示においては、出発物質として用いるタンパク質のアミノ酸残基全体の電荷量を、そのタンパク質に含まれる酸性のアミノ酸残基、塩基性のアミノ酸残基および中性のアミノ酸残基のうちの1つまたは複数個を自身の性質と異なる性質を有するアミノ酸残基に置換するなどの種々の方法で制御することにより、得られるタンパク質半導体の導電型を制御することができる。本開示によれば、タンパク質半導体の導電型を容易に制御することができる。この制御方法を用いてタンパク質半導体によるpn接合を容易に製造することができ、このpn接合を用いて新規な半導体装置を容易に実現することができる。そして、この半導体装置を用いて高性能の電子機器を実現することができる。以下、発明を実施するための形態以下実施の形態とするについて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。1.第1の実施の形態タンパク質半導体の導電型の制御方法2.第2の実施の形態タンパク質半導体の製造方法およびタンパク質半導体3.第3の実施の形態pn接合の製造方法およびpn接合4.第4の実施の形態発光素子5.第5の実施の形態量子カスケードレーザ6.第6の実施の形態バルクヘテロ接合型光電変換素子7.第7の実施の形態電場検出素子8.第8の実施の形態バイポーラトランジスタ9.第9の実施の形態サイリスタ10.第10の実施の形態フォトセンサー11.第11の実施の形態インバータ回路1.第1の実施の形態[タンパク質半導体の導電型の制御方法]図1Aにタンパク質半導体の一例を示す。図1Aに示すように、このタンパク質半導体は、塩基性のアミノ酸残基以下、単に塩基性残基という。B、酸性のアミノ酸残基以下、単に酸性残基という。Aおよび中性のアミノ酸残基以下、単に中性残基という。Nがペプチド結合により結合したものである。図1Aに示す塩基性残基B、酸性残基Aおよび中性残基Nの配列順序および個数は仮想的なものに過ぎず、配列順序および個数はタンパク質半導体によって異なる。便宜上、塩基性残基Bは四角形、酸性残基Aは三角系、中性残基Nは円形で表す。塩基性残基Bは、リシンLys、アルギニンArgまたはヒスチジンHisの残基である。酸性残基Aは、グルタミン酸Gluまたはアスパラギン酸Aspの残基である。中性残基Nは、セリンSer、スレオニンThr、アスパラギンAsn、グルタミンGln、アラニンAla、システインCys、グリシンGly、イソロイシンIle、ロイシンLeu、メチオニンMet、フェニルアラニンPhe、プロリンPro、トリプトファンTrp、チロシンTyrまたはバリンValの残基である。図1Aに示すタンパク質半導体の性質を制御する方法について説明する。1.図1Aに示すタンパク質半導体の塩基性残基Bの1つまたは複数個を酸性残基Aに置換する。図1Bにその一例を示す。図1Bに示すように、図1Aに示すタンパク質半導体の左から5番目の塩基性残基Bを酸性残基Aに置換する。これによって、この図1Bに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には減少する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であるのに対し、図1Bに示すタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。2.図1Aに示すタンパク質半導体の塩基性残基Bの1つまたは複数個を中性残基Nに置換する。図1Cにその一例を示す。図1Cに示すように、図1Aに示すタンパク質半導体の左から5番目の塩基性残基Bを中性残基Nに置換する。これによって、この図1Cに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には減少する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であるのに対し、図1Cに示すタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。3.図1Aに示すタンパク質半導体の酸性残基Aの1つまたは複数個を塩基性残基Bに置換する。図1Dにその一例を示す。図1Dに示すように、図1Aに示すタンパク質半導体の左から4番目の酸性残基Aを中性残基Nに置換する。これによって、この図1Dに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には増加する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であったのに対し、図1Dに示すタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。4.図1Aに示すタンパク質半導体の酸性残基Aの1つまたは複数個を中性残基Nに置換する。図1Eにその一例を示す。図1Eに示すように、図1Aに示すタンパク質半導体の左から4番目の酸性残基Aを中性残基Nに置換する。これによって、この図1Eに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には増加する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であったのに対し、図1Eに示すタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。5.図1Aに示すタンパク質半導体の中性残基Nの1つまたは複数個を塩基性残基Bに置換する。図1Fにその一例を示す。図1Fに示すように、図1Aに示すタンパク質半導体の左から3番目の中性残基Nを塩基性残基Bに置換する。これによって、この図1Fに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には増加する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であったのに対し、図1Fに示すタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。6.図1Aに示すタンパク質半導体の中性残基Nの1つまたは複数個を酸性残基Aに置換する。図1Gにその一例を示す。図1Gに示すように、図1Aに示すタンパク質半導体の左から3番目の中性残基Nを酸性残基Aに置換する。これによって、この図1Gに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には減少する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であったのに対し、図1Gに示すタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。7.図1Aに示すタンパク質半導体の塩基性残基Bの1つまたは複数個を化学修飾により中性化または酸性化する。あるいは、図1Aに示すタンパク質半導体の酸性残基Aの1つまたは複数個を化学修飾により中性化または塩基性化する。あるいは、図1Aに示すタンパク質半導体の中性残基Nの1つまたは複数個を化学修飾により酸性化または塩基性化する。例えば、図1Aに示すタンパク質半導体の左から5番目の塩基性残基Bを化学修飾することにより中性残基または酸性残基に変える。これによって、このタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には減少する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であるのに対し、このタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。あるいは、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体の左から4番目の酸性残基Aを化学修飾することにより中性残基または塩基性残基に変える。これによって、このタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には増加する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がn型の光電流応答であるのに対し、このタンパク質半導体はp型の光電流応答に変化する。あるいは、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体の左から3番目の中性残基Nを化学修飾することにより塩基性残基または酸性残基に変える。これによって、このタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量は、図1Aに示すタンパク質半導体のアミノ酸残基の総電荷量に対して変化、具体的には増加または減少する。この結果、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がn型の光電流応答であるのに対し、このタンパク質半導体はp型の光電流応答に変化する。化学修飾法の例を挙げると次の通りである。リシン残基Lysのアセチル化セリン残基Serのスクシニル化スレオニン残基Thrのスクシニル化システイン残基Cysのジスルフィド化アスパラギン酸残基Aspのエステル化アスパラギン酸残基Aspのアミド化グルタミン残基Gluのエステル化グルタミン残基Glnのアミド化チロシン残基Tyrのリン酸化セリン残基Serのリン酸化8.図1Aに示すタンパク質半導体の周りを囲む媒体の極性を制御する。タンパク質半導体の周りを囲む媒体は液体、ゲル、固体のいずれであってもよい。例えば、図1Aに示すタンパク質半導体の周りを塩基性度の高い緩衝溶液や塩基性溶液や塩基性ポリマーなどで囲む。あるいは、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体の周りを酸性度の高い緩衝溶液や酸性溶液や酸性ポリマーなどで囲む。これによって、例えば、図1Aに示すタンパク質半導体がp型の光電流応答であるのに対し、このタンパク質半導体はn型の光電流応答に変化する。あるいは、図1Aに示すタンパク質半導体がn型の光電流応答であるのに対し、p型の光電流応答に変化する。[実施例1]亜鉛置換チトクロムcはp型の光電流応答を示す。亜鉛置換チトクロムcの塩基性残基の1つまたは複数個を酸性残基または中性残基に置換することにより、p型の光電流応答をn型の光電流応答に変換する。亜鉛置換チトクロムcのアミノ酸配列1文字記号は下記の通りである。亜鉛置換チトクロムcのアミノ酸残基数は104である。GDVEKGKKIFVQKCAQCHTVEKGGKHKTGPNLHGLFGRKTGQAPGFTYTDANKNKGITWKEETLMEYLENPKKYIPGTKMIFAGIKKKTEREDLIAYLKKATNE図2に亜鉛置換チトクロムcの塩基性残基の位置を示す。亜鉛置換チトクロムcの塩基性残基はリシン1文字記号ではK、3文字記号ではLysおよびアルギニン1文字記号ではR、3文字記号ではArgであり、残基番号は次の通りである。リシン5、7、8、13、22、25、27、39、53、55、60、72、73、79、86、87、88、99、100アルギニン38、91[実施例2]亜鉛置換チトクロムb562はp型の光電流応答を示す。亜鉛置換チトクロムb562の酸性残基の1つまたは複数個を塩基性残基または中性残基に置換することにより、p型の光電流応答をn型の光電流応答に変換する。亜鉛置換チトクロムb562のアミノ酸配列1文字記号は下記の通りである。亜鉛置換チトクロムb562のアミノ酸残基数は106である。ADLEDNMETLNDNLKVIEKADNAAQVKDALTKMRAAALDAQKATPPKLEDKSPDSPEMKDFRHGFDILVGQIDDALKLANEGKVKEAQAAAEQLKTTRNAYHQKYR図3に亜鉛置換チトクロムb562の塩基性残基の位置を示す。亜鉛置換チトクロムb562の酸性残基はグルタミン酸およびアスパラギン酸であり、残基番号は次の通りである。グルタミン酸4、8、18、49、57、81、86、92アスパラギン酸2、5、12、21、28、39、50、54、60、66、73、74[実施例3]亜鉛置換チトクロムcの塩基性残基の1つまたは複数個を化学修飾により中性化または酸性化することにより、p型の光電流応答をn型の光電流応答に変換する。亜鉛置換チトクロムcの塩基性残基の位置は図2に示す通りであり、塩基性残基であるリシンおよびアルギニンの残基番号は既に述べた通りである。例えば、塩基性残基であるリシン残基のアセチル化によりRとして中性のものを導入することにより、塩基性残基を中性残基に変換する。具体的には、例えば、Rとしてメチル基やエチル基などの電荷を帯びない置換基を導入することにより、塩基性残基を中性残基に変換する。また、塩基性残基を酸性化する場合は、Rとして酸性基、例えばスルホニルメチレン基やカルボニルメチレン基などを導入する。[実施例4]亜鉛置換チトクロムb562はn型の光電流応答を示す。亜鉛置換チトクロムb562の酸性残基の1つまたは複数個を化学修飾により中性化または塩基性化することにより、n型の光電流応答をp型の光電流応答に変換する。亜鉛置換チトクロムb562の酸性残基の位置は図3に示す通りであり、酸性残基であるグルタミン酸およびアスパラギン酸の残基番号は既に述べた通りである。例えば、酸性残基であるグルタミン酸またはアスパラギン酸のエステル化あるいはアミド化によりRとして中性のものを導入することにより、酸性残基を中性残基に変換する。具体的には、例えば、Rとしてメチル基やエチル基などの電荷を帯びない置換基を導入する。または、酸性残基を塩基性残基に変換する場合は、Rとして塩基性基を導入する。[実施例5]亜鉛置換チトクロムcの中性残基の1つまたは複数個を化学修飾により酸性化することにより、p型の光電流応答をn型の光電流応答に変換する。例えば、中性残基である、OH基を持つスレオニンおよびチロシンをリン酸化することで酸性化する。図4に亜鉛置換チトクロムcのOH基を持つ中性残基であるトレオニンおよびチロシンの位置を示し、トレオニンおよびチロシンの残基番号は次の通りである。トレオニン19、28、40、47、49、58、63、78、89、102チロシン48、67、74、97[実施例6]亜鉛置換チトクロムb562はn型の光電流応答を示す。亜鉛置換チトクロムb562の中性残基の1つまたは複数個を化学修飾により塩基性化することにより、n型の光電流応答をp型の光電流応答に変換する。例えば、中性残基である、OH基を持つセリン、トレオニンおよびチロシンはリン酸化することで酸性化する。図5に亜鉛置換チトクロムb562のOH基を持つ中性残基であるスレオニン、チロシンおよびセリンの位置を示し、残基番号は次の通りである。スレオニン9、31、44、96、97チロシン101、105セリン52、55[実施例7]亜鉛置換チトクロムcの周りを塩基性度の高い緩衝溶液あるいは塩基性溶液あるいは塩基性ポリマーで囲むことにより、p型の光電流応答をn型の光電流応答に変換する。[実施例8]亜鉛置換チトクロムb562の周りを酸性度の高い緩衝溶液あるいは酸性溶液あるいは酸性ポリマーで囲むことにより、n型の光電流応答をp型の光電流応答に変換する。[亜鉛置換チトクロムb562の調製方法]ここで、亜鉛置換チトクロムb562の調製方法およびその性質について説明する。a.大腸菌由来チトクロムb562の発現精製方法大腸菌由来チトクロムb562の構造遺伝子を組み込んだプラスミドCyt-b562/pKK223-3を作製し、大腸菌JM109株に形質転換した。発現精製方法は非特許文献2に準じた。LB-Amp培地100mLで37°C、オーバーナイト培養した前培養液を、Terrificbroth4L2L×2に移し、37°Cで5~6時間培養した。0.2mMのIPTGを加え、さらに25°Cで18時間培養することで、赤色の菌体70gを得ることができた。凍結した菌体を1mMEDTA、1mMPMSF、0.2mg/mLLysozyme、DTT適当、DNase適当を含む10mMTris-HClpH8.0200mLに懸濁し、超音波で細胞粉砕した。遠心上澄みに2Mリン酸を加えてpH4.55に調整し、不要タンパク質を遠心沈殿させた。このサンプルを、CM52陰イオン交換カラムクロマトグラフィーカラム体積80mL、50~150mMKCllineargradient/50mMリン酸カリウムpH4.55、SephadexG50Fineゲルろ過クロマトグラフィーカラム体積480mL、50mMTris-HCl、0.1mMEDTApH8.0により精製し、約80mgのチトクロムb562を得ることができた。精製されたチトクロムb562の吸収スペクトルを図6に示す。測定は、精製されたチトクロムb562を10mMリン酸ナトリウムpH7.0緩衝液中に浸漬した状態で行った。図6に示すように、精製された状態では、チトクロムb562は、418nm、532nmに吸収ピークのある酸化型であった。緩衝液に少量のジチオナイトを加えて還元型としたところ、426nm、531nm、562nmの吸収ピークが確認された。得られたチトクロムb562のアミノ酸配列は下記のとおりである。このアミノ酸配列では、後述のように、下線を付したヘムの配位子メチオニン7およびヒスチジン102と、イソロイシン17とが重要な役割を果たす。ADLEDNMETLNDNLKVIEKADNAAQVKDALTKMRAAALDAQKATPPKLEDKSPDSPEMKDFRHGFDILVGQIDDALKLANEGKVKEAQAAAEQLKTTRNAYHQKYRb.チトクロムb562の金ドロップ電極への固定化1979年にX線結晶構造解析により決定されたチトクロムb562の結晶構造非特許文献3参照を図7A、BおよびCに示す。ここで、図7Aはリボンモデルを示し、ヘムとその配位子アミノ酸を棒モデルで示す。図7Bはチトクロムb562が図7Aと同じ向きの時の電荷分布を示し、楕円状の破線で囲まれた部分が一番強く負に帯電しているヘム-プロピオン酸露出面である図7Cでも同様。図7Cはチトクロムb562を図7Bの状態から縦軸の周りに180度回転させた状態図7Bに示す状態のチトクロムb562の裏側の電荷分布を示す。図7A、BおよびCに示すように、チトクロムb562は4ヘリックスバンドル構造を有し、補欠分子族ヘムを1分子有する。そのヘムのプロピオン酸は分子から足を出すように露出している。図7Bに示す電荷分布を見ると、ちょうどそのヘムのプロピオン酸サイトに強い負電荷を持つことが分かる。したがって、金電極の表面に正電荷を持たせると、チトクロムb562をヘムのプロピオン酸サイトで金電極に吸着させることができる。その模式図を図8に示すヘムのみ棒モデルで示す。この例では、金電極11上に、最表面に正電荷を有する自己組織化単分子膜13を形成し、この自己組織化単分子膜13の最表面の正電荷とチトクロムb562のヘムのプロピオン酸サイトの負電荷との間に働く静電引力によりチトクロムb562が自己組織化単分子膜13に吸着している。金電極として直径2mmの金ドロップ電極を形成した。この金ドロップ電極を熱濃硫酸120°Cで洗浄し、硫酸中の酸化還元サイクル処理で金ドロップ電極の表面のラフネス粗さを増した。この金ドロップ電極を0.1mM11-アミノウンデカンチオールH2N-C11-SH/エタノール溶液に室温で16時間以上浸し、金ドロップ電極の表面に自己組織化単分子膜13としてH2N-C11-SH膜を形成した。こうしてH2N-C11-SH膜を形成した金ドロップ電極に圧縮エアを当てて乾燥後、50μMチトクロムb562/4.4mMリン酸カリウムpH7.2溶液60μLにソーキングし、4°Cで一昼夜インキュベートした。インキュベートした金ドロップ電極を10mMリン酸ナトリウムpH7.0中に浸漬して測定したサイクリックボルタモグラムを図9に示す。電位掃引速度は1V/sである。図9に示すように、吸着型のサイクリックボルタモグラムが得られた。金ドロップ電極の表面のチトクロムb562の有効表面積は1.7±0.6pmol/cm2、酸化還元電位は-4±11mVvsAg/AgCl、チトクロムb562-金ドロップ電極間の電子伝達速度定数は90±12s1であった。同様の吸着効果は、金ドロップ電極の表面に形成する11-アミノウンデカンチオールに0~10のヒドロキシウンデカンチオールを混在させても得られる。図9に、11-アミノウンデカンチオールに10のヒドロキシウンデカンチオールを混在させた場合のサイクリックボルタモグラムを示す。c.亜鉛置換チトクロムb562の調製亜鉛置換チトクロムb562の調製法はすでにHamachiらによる報告非特許文献4があるため、それに準じて亜鉛置換チトクロムb562の調製を行った。まず、チトクロムb562水溶液33μM3mLに、1M塩酸を加え、pHを2~3に調整した。このチトクロムb562水溶液に、あらかじめ水冷しておいた2-ブタノンを3mL加え、穏やかに攪拌してチトクロムb562からヘムを抽出し、ブタノン層をピペッティングで取り除いた非特許文献5参照。ブタノン層が色を呈さなくなるまで、この抽出操作を繰り返した。こうしてヘムの抽出操作を繰り返した水溶液に1MTris-HClpH8.0を極少量加え、pHを7~8に調整後、超純水に対して透析2L×5回を行い、アポチトクロムb562を得た。亜鉛プロトポルフィリンIXZnPPをジメチルスルホキシドに溶かし、上記のアポチトクロムb562溶液に2等量加えていった。これを、あらかじめ50mMTris-HClpH8.0、0.1mMEDTAで平衡化しておいたBio-gelP10脱塩カラムを用いて、タンパク質画分を回収し、精製亜鉛置換チトクロムb562Zn-Cytb562を得た。得られた亜鉛置換チトクロムb562の吸収スペクトルを図10に示す。測定は、亜鉛置換チトクロムb562を10mMリン酸ナトリウムpH7.0緩衝液中に浸漬した状態で行った。図10に示すように、280nm、357nm、429nm、554nm、593nmに吸収ピークがあり、その位置は非特許文献4と一致していた。また、波長554nmでの吸光度に対する波長429nmでの吸光度の比A429/A554は11.05であった。d.亜鉛置換チトクロムb562の金ドロップ電極への固定化と光電流測定金電極11として直径2mmの金ドロップ電極を形成した。この金ドロップ電極を熱濃硫酸120°Cで洗浄し、硫酸中の酸化還元サイクル処理で金ドロップ電極の表面のラフネス粗さを増した。この金ドロップ電極を0.1mM11-アミノウンデカンチオールH2N-C11-SH/エタノール溶液に室温で16時間以上浸し、金ドロップ電極の表面に自己組織化単分子膜13としてH2N-C11-SH膜を形成した。こうしてH2N-C11-SH膜を形成した金ドロップ電極に圧縮エアを当てて乾燥後、50μM亜鉛置換チトクロムb562/4.4mMリン酸カリウムpH7.2溶液60μLにソーキングし、4°Cで一昼夜インキュベートした。光電流測定は、窒素パージしておいた10mMリン酸ナトリウムpH7.0中で、参照電極としてAg/AgClを用い、対極としてPtメッシュ電極を用いて行った。バイアス電圧300mV、0mV、-300mVにおける光電流の測定結果光電流リアルタイムウェーブフォームを図11に示す。図11は、波長420nmの光を30秒照射し、10秒オフしたときの電流値を時間に対してプロットしたものである。図11に示すように、このバイアス電圧の範囲では、全てカソーディックな光電流が観測された。光電流アクションスペクトルを図12に示す。図12に示すように、ピーク電流を示す波長は418~420nm、550nm、586nmであり、図13に示す亜鉛置換チトクロムb562の溶液紫外可視吸収スペクトルにおける吸収極大波長429nm、554nm、593nmと大きく異なっている。また、波長550nmにおける光電流に対する波長418~420nmにおける光電流の比は3.7であり、図10に示す吸収スペクトルにおけるその光電流の比11.05に対して大きく下回っている。波長420nmにおける光電流値を電位Eに対してプロットしたグラフを図13に示す。図13において、電流-電圧曲線に付けた数字はデータ取得順を示す。特許文献1によれば、亜鉛置換チトクロムcを金電極に固定化した場合には-100mVvsAg/AgCl付近にスレッショルドを持ち、この電位を境に光電流の反転が見られるのに対し、図13に示すように、亜鉛置換チトクロムb562ではそれが見られない。また、フェロシアン化カリウムを加えてもこの光電流はエンハンスされない。これは特許文献1とは異なる。以上のように、この第1の実施の形態によれば、タンパク質半導体のアミノ酸残基全体の電荷量を種々の方法により制御することにより、タンパク質半導体の導電型を容易に制御することができる。2.第2の実施の形態[タンパク質半導体の製造方法およびタンパク質半導体]第2の実施の形態においては、第1の実施の形態によるタンパク質半導体の導電型の制御方法を用いて所望の導電型のタンパク質半導体、具体的には、p型タンパク質半導体、n型タンパク質半導体またはi型タンパク質半導体を製造する。この第2の実施の形態によれば、p型タンパク質半導体、n型タンパク質半導体またはi型タンパク質半導体を容易に製造することができる。このため、電子回路の構成素子の少なくとも一部をこれらのp型タンパク質半導体、n型タンパク質半導体またはi型タンパク質半導体あるいはp型タンパク質半導体とn型タンパク質半導体とを接合したpn接合を用いて形成することができる。3.第3の実施の形態[pn接合の製造方法およびpn接合]第3の実施の形態においては、第2の実施の形態により製造されたp型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を互いに接合してpn接合を製造する。こうして製造されるpn接合を図14Aに示す。図14Aに示すように、このpn接合は、p型タンパク質半導体21とn型タンパク質半導体22とが互いに接合したものである。上述のようにp型タンパク質半導体21およびn型タンパク質半導体22はアミノ酸残基全体の総電荷量を制御することより製造されたものであるが、p型タンパク質半導体21およびn型タンパク質半導体22はそれぞれ表面電荷の極性に特徴がある。具体的には、図14Aに示すように、p型タンパク質半導体21の表面は正電荷を帯びており、n型タンパク質半導体22の表面は負電荷-を帯びている。言い換えれば、タンパク質半導体の表面電荷を制御することにより分子軌道の位置、したがってエネルギーバンドを制御することができる。図14Bに、ゼロバイアス時におけるpn接合のエネルギーバンドを示す。図14Bに示すように、p型タンパク質半導体21には分子軌道により正孔の移動経路となるpチャネル21aが形成され、n型タンパク質半導体22には分子軌道により電子の移動経路となるnチャネル22aが形成されている。nチャネル22aのエネルギーはpチャネル21aのエネルギーよりも高い。図15Aに順方向バイアス印加時におけるpn接合を示す。また、図15Bに順方向バイアス印加時におけるpn接合のエネルギーバンドを示す。図15AおよびBに示すように、順方向バイアス印加時においては、pn接合の接合部にpチャネル21aから正孔hが移動し、かつnチャネル22aから電子eが移動することにより、pn接合を通って電流が流れ、一部の電子および正孔は再結合する。図16Aに逆方向バイアス印加時におけるpn接合を示す。また、図16Bに逆方向バイアス印加時におけるpn接合のエネルギーバンドを示す。図16AおよびBに示すように、逆方向バイアス印加時においては、正孔および電子ともpn接合の接合部から離れる方向に移動するため、pn接合を通って電流はほとんど流れない。以上より、このpn接合は、シリコンなどを用いた従来のpn接合と同様に働くことが分かる。なお、タンパク質半導体の分子内電荷電子または正孔移動のメカニズムについては非特許文献6および特許文献2に記載されている。これによれば、タンパク質半導体が光励起されたときに分子軌道間の電子の遷移が起き、その結果、このタンパク質半導体のある部位から他の部位に電子または正孔が移動する。このpn接合の具体例について説明する。p型タンパク質半導体21として例えばp型の亜鉛置換チトクロムcを用い、n型タンパク質半導体22として例えばn型の亜鉛置換チトクロムb562を用いる。p型の亜鉛置換チトクロムcにおけるpチャネルの出入り口は、ポルフィリン環PorπZn-SπとLys7図17あるいはポルフィリン環PorπZn-SπとAsn54図18である。図17に示すポルフィリン環PorπZn-SπおよびLys7の分子軌道はそれぞれ軌道番号3268および3270であり、ポルフィリン環PorπZn-SπとLys7との間の正孔の遷移速度は2.0×1010sec1、両者の距離は16.5Åである。図18に示すポルフィリン環PorπZn-SπおよびAsn54の分子軌道はそれぞれ軌道番号3272および3271であり、ポルフィリン環PorπZn-SπとAsn54との間の正孔の遷移速度は1.5×1011sec1、両者の距離は17.2Åである。p型の亜鉛置換チトクロムb562におけるnチャネルの出入り口は、ポルフィリン環PorπZn-SπとGly70図19あるいはポルフィリン環PorπZn-SπとPro56図20である。図19に示すポルフィリン環PorπZn-SπおよびGly70の分子軌道はそれぞれ軌道番号3329および3331であり、ポルフィリン環PorπZn-SπとGly70との間の電子の遷移速度は5.3×1011sec1、両者の距離は16.1Åである。図20に示すポルフィリン環PorπZn-SπおよびPro56の分子軌道はそれぞれ軌道番号3329および3332であり、ポルフィリン環PorπZn-SπとPro56との間の電子の遷移速度は1.3×1011sec1、両者の距離は21.3Åである。この第3の実施の形態によれば、p型タンパク質半導体21とn型タンパク質半導体22とが互いに接合したpn接合を実現することができる。このpn接合は従来のpn接合と同様な利点を有することに加えて、次のような利点を得ることができる。すなわち、このpn接合は、p型タンパク質半導体21およびn型タンパク質半導体22のサイズが2~10nmであることから、4~20nmのサイズとすることができ、極めて微細に構成することができる。このため、このpn接合を集積化する場合、その集積密度を極めて大きくすることができる。このpn接合では、シリコンなど用いた従来公知のpn接合と異なり接合部に空間電荷領域がないため、接合部を横切る電子および正孔の移動時間が極めて短く、したがって応答速度が極めて速い。また、p型タンパク質半導体21およびn型タンパク質半導体22のサイズが2~10nmと極めて小さいため、シリコンなど用いた従来公知のpn接合と異なり不純物の影響の問題がない。したがって、このpn接合を順方向バイアスモードで動作させるときの量子効率を大きくすることができる。4.第4の実施の形態[発光素子]第4の実施の形態においては、第3の実施の形態によるpn接合を用いた発光素子について説明する。この発光素子は、図14Aに示すように、p型タンパク質半導体21とn型タンパク質半導体22とが互いに接合したpn接合により構成される。[発光素子の動作]この発光素子の動作時には、pn接合を順方向バイアス、具体的にはp型タンパク質半導体21とn型タンパク質半導体22との間にp型タンパク質半導体21の方がn型タンパク質半導体22よりも電位が高くなるような電圧を印加することにより、pn接合に順方向電流を流す。この際、図21に示すように、pn接合の接合部にp型タンパク質半導体21から電子e、n型タンパク質半導体22から正孔hがそれぞれ注入され、これらの電子および正孔が再結合することにより光子hνが発生する。こうして、発光素子から光が取り出される。この発光素子においては、pチャネル21aとチャネル22aとのエネルギー差はpn接合に印加する電圧によって決定される。このため、pn接合に印加する電圧を制御することによって、pチャネル21aとチャネル22aとのエネルギー差、したがってこの発光素子から取り出される光の波長を制御することができる。言い換えれば、この発光素子の発光波長はpn接合に印加する電圧によって可変である。また、この発光素子においては、p型タンパク質半導体21から注入される電子eとn型タンパク質半導体22から注入される正孔hとはpn接合の接合部で効率的に再結合するため、高効率の発光素子を得ることができる。この第4の実施の形態によれば、第3の実施の形態と同様な利点に加えて、高効率でしかも波長可変の発光素子を得ることができるという利点を得ることができる。5.第5の実施の形態[量子カスケードレーザ]第5の実施の形態においては、n型タンパク質半導体またはp型タンパク質半導体を用いた量子カスケードレーザについて説明する。上述のように、pチャネル21aおよびnチャネル22aのエネルギーは、p型タンパク質半導体21およびn型タンパク質半導体22の表面電荷を制御することにより制御することができる。そこで、例えば、n型タンパク質半導体22のnチャネル22aのエネルギーが段階的に低くなるように複数種類のn型タンパク質半導体22を製造し、これらの複数種類のn型タンパク質半導体22をnチャネル22aのエネルギーが段階的に低くなるように順次接合する。図22にこうして得られたn型量子カスケードレーザを示す。あるいは、p型タンパク質半導体21のpチャネル21aのエネルギーが段階的に低くなるように複数種類のp型タンパク質半導体21を製造し、これらの複数種類のp型タンパク質半導体21をpチャネル21aのエネルギーが段階的に低くなるように順次接合する。図23にこうして得られたp型量子カスケードレーザを示す。図22に示すように、n型量子カスケードレーザにおいては、一方の末端のn型タンパク質半導体22と他方の末端のn型タンパク質半導体22との間に、nチャネル22aのエネルギーが最も高い方のn型タンパク質半導体22の方がnチャネル22aのエネルギーが最も低い方のn型タンパク質半導体22よりも低電位となるように電圧を印加する。この際、nチャネル22aのエネルギーが最も高い方のn型タンパク質半導体22のnチャネル22aから次にnチャネル22aのエネルギーが高いn型タンパク質半導体22のnチャネル22aに電子が遷移し、これらのn型タンパク質半導体22の接合部からそれらのnチャネル22aのエネルギー差に相当するエネルギーの光子hνが発生する。同様にして、互いに隣接する一対のn型タンパク質半導体22のnチャネル22a間で電子が遷移し、それらのエネルギー差に相当するエネルギーの光子が発生する。互いに隣接する一対のn型タンパク質半導体22のnチャネル22a間のエネルギー差が互いに異なるようにすると、各接合部から発生する光の波長が互いに異なるようにすることができる。このため、このn型量子カスケードレーザによれば、発光波長が互いに異なる複数の光を取り出すことができ、取り出す発光波長を選択することにより波長可変のn型量子カスケードレーザを得ることができる。同様に、図23に示すように、p型量子カスケードレーザにおいては、一方の末端のp型タンパク質半導体21と他方の末端のp型タンパク質半導体21との間に、pチャネル21aのエネルギーが最も低い方のp型タンパク質半導体21の方がpチャネル21aのエネルギーが最も高い方のp型タンパク質半導体21よりも低電位となるように電圧を印加する。この際、pチャネル21aのエネルギーが最も低い方のp型タンパク質半導体21のpチャネル21aから次にpチャネル21aのエネルギーが低いp型タンパク質半導体21のpチャネル21aに正孔が遷移し、これらのp型タンパク質半導体21の接合部からそれらのpチャネル21aのエネルギー差に相当するエネルギーの光子hνが発生する。同様にして、互いに隣接する一対のp型タンパク質半導体21のpチャネル21a間で電子が遷移し、それらのエネルギー差に相当するエネルギーの光子が発生する。互いに隣接する一対のp型タンパク質半導体21のpチャネル21a間のエネルギー差が互いに異なるようにすると、各接合部から発生する光の波長が互いに異なるようにすることができる。このため、このp型量子カスケードレーザによれば、発光波長が互いに異なる複数の光を取り出すことができ、取り出す発光波長を選択することにより波長可変のp型量子カスケードレーザを得ることができる。この第5の実施の形態によれば、第3の実施の形態と同様な利点に加えて、高効率でしかも波長可変のn型またはp型の量子カスケードレーザを得ることができるという利点を得ることができる。6.第6の実施の形態[バルクヘテロ接合型光電変換素子]第6の実施の形態においては、バルクヘテロ接合型光電変換素子について説明する。図24はこのバルクヘテロ接合型光電変換素子を示す。図24に示すように、このバルクヘテロ接合型光電変換素子は、例えばネットワーク状の導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31と、一つまたは複数のp型またはn型のタンパク質半導体32とが互いに入り組んでヘテロ接合が形成された構造を有する。タンパク質半導体32は、長寿命励起状態を有し、発光中心となる色素32aがポリペプチド32bに包被され、所定の位置に配向したものである。ここで、長寿命励起状態を有する色素32aの長寿命とは、蛍光性ないしは燐光性を有するような色素に一般的な励起寿命を意味し、典型的には数十ピコ秒以上であるが、これに限定されるものではない。典型的には、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31とタンパク質半導体32とは、非共有結合または共有結合により互いに結合している。非共有結合は、例えば、静電相互作用、ファンデルワールス相互作用、水素結合相互作用、電荷移動相互作用などである。導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31とタンパク質半導体32とは、リンカー図示せずにより互いに結合してもよい。導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31は、p型であってもn型であってもよい。導電性ポリマーは、大きく分けて炭化水素系導電性ポリマーとヘテロ原子含有系導電性ポリマーとがある。炭化水素系導電性ポリマーとしては、例えば、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリナフタレンなどが挙げられる。ヘテロ原子含有系導電性ポリマーとしては、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリアズレン、ポリイソチアナフテンなどが挙げられる。このバルクヘテロ接合型光電変換素子は、このバルクヘテロ接合型光電変換素子を機械的に支持するためなどの目的により、必要に応じて基板上に形成される。基板としては従来公知のものを用いることができ、必要に応じて選ばれ、透明基板であっても不透明基板であってもよい。透明基板の材料は必要に応じて選ばれるが、例えば、石英やガラスなどの透明無機材料や透明プラスチックなどが挙げられる。フレキシブルな透明基板としては透明プラスチック基板が用いられる。透明プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフッ化ビニリデン、アセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、アラミド類、ポリイミド類、ポリスチレン類、ポリアリレート類、ポリスルホン類、ポリオレフィン類などが挙げられる。不透明基板としては例えばシリコン基板が用いられる。図25に、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31とタンパク質半導体32とが非共有結合により互いに結合している様子の一例を模式的に示す。また、図26に、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31とタンパク質半導体32とがリンカー33により互いに結合している様子の一例を模式的に示す。リンカー33としては従来公知のものを用いることができ、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31とタンパク質半導体32とに応じて適宜選ばれる。図27にこのバルクヘテロ接合型光電変換素子のエネルギーバンドの一例を示す。図27に示すように、このバルクヘテロ接合型光電変換素子においては、タンパク質半導体32のHOMO最高被占軌道およびLUMO最低空軌道は、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31のHOMOおよびLUMOよりも高い。この場合、タンパク質半導体32はn型である。導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31はアクセプター、タンパク質半導体32はドナーとして働く。このバルクヘテロ接合型光電変換素子においては、ドナーであるn型のタンパク質半導体32が外部から入射した光を吸収すると、このタンパク質半導体32内で電子図27中、黒丸で示すがHOMOからLUMOへ励起され、励起子が形成される。この電子は、アクセプターであるp型の導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31のLUMOに移動する。この結果、タンパク質半導体32が正の電荷正孔を有し、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31が負の電荷電子を有する電荷分離状態が生成する。こうして電荷分離状態が生成された後、正孔はタンパク質半導体32内を移動し、電子は導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31内を移動してそれぞれ外部に取り出され、光電流が得られる。図28にこのバルクヘテロ接合型光電変換素子のエネルギーバンドの別の例を示す。図28に示すように、このバルクヘテロ接合型光電変換素子においては、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31のHOMOおよびLUMOは、タンパク質半導体32のHOMOおよびLUMOよりも高い。この場合、タンパク質半導体32はp型である。導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31はドナー、タンパク質半導体32はアクセプターとして働く。このバルクヘテロ接合型光電変換素子においては、ドナーである導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31が外部から入射した光を吸収すると、この導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31内で電子がHOMOからLUMOへ励起され、励起子が形成される。この電子は、アクセプターであるp型のタンパク質半導体32のLUMOに移動する。この結果、導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31が正の電荷正孔を有し、タンパク質半導体32が負の電荷電子を有する電荷分離状態が生成する。こうして電荷分離状態が生成された後、正孔は導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31のHOMO内を移動し、電子はタンパク質半導体32内を移動してそれぞれ外部に取り出され、光電流が得られる。p型の導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31としては、p型のポリアニリンスルホン酸PASAやポリ[2-メトキシ-5-2’-エチル-ヘキシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン]poly[2methoxy514phenylenevinylene],MEH-PPVやポリ3-ヘキシルチオフェンpoly,P3HTなどである。n型の導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31としては、例えば、PolyPolyを用いることができる。このバルクヘテロ接合型光電変換素子の具体例について説明する。p型の導電性ポリマーおよび/または高分子半導体31として、p型のポリアニリンスルホン酸PASAを用いる。タンパク質半導体32として亜鉛置換チトクロムcを用いる。亜鉛置換チトクロムcを水に溶かしてタンパク質半導体溶液を調製する。また、ポリアニリンスルホン酸PASAを水に溶かしてPASA溶液を調製する。こうして調製されたPASA溶液を上記のタンパク質半導体溶液に添加してタンパク質半導体-ポリマー水溶液を調製した。このタンパク質半導体-ポリマー水溶液におけるPASAのスルホン酸基をアルカリ、例えば水酸化ナトリウムNaOHで中和することにより、このタンパク質半導体-ポリマー水溶液のpHを制御することができる。こうしてアルカリとスルホン酸基との最適比を選択することにより、亜鉛置換チトクロムcのバンド位置LUMOおよびHOMOのエネルギーを、このバルクヘテロ接合型光電変換素子の量子効率が最大になるように制御することができる。この第6の実施の形態によれば、第3の実施の形態と同様な利点に加えて、高効率のバルクヘテロ接合型光電変換素子を得ることができるという利点を得ることができる。このバルクヘテロ接合型光電変換素子は受光素子フォトセンサーや太陽電池などとして用いることができる。7.第7の実施の形態[電場検出素子]第7の実施の形態においては、電場検出素子について説明する。この電場検出素子は、p型タンパク質半導体、n型タンパク質半導体またはp型タンパク質半導体とn型タンパク質半導体とを互いに接合したpn接合により構成される。この電場検出素子の動作について説明する。電場中におけるこの電場検出素子のハミルトニアンをHで表すと、H=H0H1と表される。ここで、H0は0次のハミルトニアン、H1は一次のハミルトニアン一次の摂動である。H1はz方向の双極子モーメントに電場εを掛けた値であり、H1=ezεと表される。ここで、eは電子電荷である。図29に、亜鉛置換チトクロムcおよび亜鉛置換チトクロムb562の分子軌道のエネルギーを示す。VBは価電子帯、CBは伝導帯を示す。分子軌道の横に記載されている数字は分子軌道の番号である。亜鉛置換チトクロムcにおいては、四つの分子軌道3268、3272、3297および3299がポルフィリンのπ軌道かπ軌道であり、その他の分子軌道はアミノ酸残基のものである。同様に、亜鉛置換チトクロムb562においては、四つの分子軌道3302、3304、3326および3329ポルフィリンのπ軌道かπ軌道であり、その他の分子軌道はアミノ酸残基のものである。これらの四つの分子軌道は方向性があるので、印加される電場の方向によって電場の影響は大きく変わるが、その他の分子軌道は等方的であるので、電場の影響は平均的に起こる。したがって、アミノ酸残基のバンドシフトは平均的であるのに対し、これらの四つの分子軌道は、z方向から電場が印加されれば、言い換えると、pz軌道をπ軌道とすると、大きくシフトする。これに対し、x方向やy方向から電場が印加された場合には、これらの四つの分子軌道はほとんど影響を受けない。以上により、図29のアミノ酸残基のバンドと上述の四つの分子軌道との関係は電場の印加によって大きく変わり得る。例えば、z方向から電場が印加されるとn型のタンパク質半導体として働くものが、x方向やy方向から電場が印加されるとp型のタンパク質半導体として働くようになったり、あるいは、ほとんど光電流が得られないようになったりする。電場の強度が例えば1MV/mであるとすると、例えば0.01eVから0.1eV程度のバンドシフトは起こり得ると考えられる。以上のように、この第7の実施の形態によれば、新規な電場検出素子を得ることができる。この電場検出素子によれば、測定対象の電場を検出しようとする部位にこの電場検出素子を配置することより、以上の現象を利用して電場を検出することができる。この電場検出素子は大きさが数nmから数十nmと極微小に構成することができるため、従来は困難であったナノメートルサイズの極微領域の電場を測定することができ、あるいは、電場の分布を高精度に測定することができる。この電場検出素子は、特に強電場の測定に用いて好適なものである。8.第8の実施の形態[バイポーラトランジスタ]第8の実施の形態においては、バイポーラトランジスタについて説明する。p型タンパク質半導体、n型タンパク質半導体およびp型タンパク質半導体を順次接合することによりpnp型バイポーラトランジスタを構成することができる。あるいは、n型タンパク質半導体、p型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を順次接合することによりnpn型バイポーラトランジスタを構成することができる。この第8の実施の形態によれば、新規なバイポーラトランジスタを得ることができる。このバイポーラトランジスタは種々の用途に用いることができるが、例えばフォトトランジスタとして用いることができる。9.第9の実施の形態[サイリスタ]第9の実施の形態においては、サイリスタについて説明する。このサイリスタは、例えば、p型タンパク質半導体、n型タンパク質半導体、p型タンパク質半導体およびn型タンパク質半導体を順次接合することにより構成されるpnpn型サイリスタである。この第9の実施の形態によれば、新規なサイリスタを得ることができる。このサイリスタは種々の用途に用いることができる。10.第10の実施の形態[フォトセンサー]図30は第10の実施の形態によるフォトセンサーを示す回路図である。図30に示すように、このフォトセンサーは、第6の実施の形態によるバルクヘテロ接合型光電変換素子からなるフォトダイオード71と、このフォトダイオード71の出力を増幅するための単一電子トランジスタ72とにより構成されている。単一電子トランジスタ72はドレイン側の微小トンネル接合J1とソース側の微小トンネル接合J2とにより構成されている。これらの微小トンネル接合J1、J2の容量をそれぞれC1、C2とする。例えば、フォトダイオード71の一方の電極は負荷抵抗RLを介して接地されており、他方の電極はフォトダイオード72をバイアスするための正電圧VPDを供給する正極電源に接続されている。一方、単一電子トランジスタ72のソースは接地されており、そのドレインは出力抵抗Routを介して正電圧Vccを供給する正極電源に接続されている。そして、フォトダイオード71の負荷抵抗RL側の電極と単一電子トランジスタ72のゲートとが容量Cgを介して互いに接続されている。上述のように構成されたこのフォトセンサーにおいては、フォトダイオード71に光が照射されて光電流が流れたときに負荷抵抗RLの両端に発生する電圧により容量Cgが充電され、この容量Cgを介して単一電子トランジスタ72のゲートにゲート電圧Vgが印加される。そして、この容量Cgに蓄積された電荷量の変化ΔQ=CgΔVgを測定することによりゲート電圧Vgの変化ΔVgを測定する。ここで、フォトダイオード71の出力を増幅するために用いられている単一電子トランジスタ72は、従来のトランジスタの例えば100万倍もの感度で、容量Cgに蓄積された電荷量の変化ΔQ=CgΔVgを測定することができることができるものである。すなわち、単一電子トランジスタ72は微小なゲート電圧Vgの変化ΔVgを測定することができるため、負荷抵抗RLの値を小さくすることができる。これによって、フォトセンサーの大幅な高感度化および高速化を図ることができる。また、単一電子トランジスタ72側では帯電効果により熱雑音が抑制されるので、増幅回路側で発生する雑音を抑制することができる。さらに、単一電子トランジスタ72はその基本動作において一個の電子のトンネル効果しか用いないので、極めて低消費電力である。このフォトセンサーにおいては、上述のようにフォトダイオード71と単一電子トランジスタ72とは容量結合されている。このときの電圧利得はCg/C1で与えられるため、微小トンネル接合J1の容量C1を十分に小さくしておくことにより、このフォトセンサーの次段に接続される素子を駆動するのに十分な大きさの出力電圧Voutを容易に得ることができる。以上のように、この第10の実施形態によれば、長期安定利用可能な、タンパク質半導体を用いた新規なフォトセンサーを実現することができる。また、このフォトセンサーは、単一電子トランジスタ72によりフォトダイオード71の出力を増幅するように構成されている。このため、従来の通常のトランジスタによりフォトダイオードの出力を増幅する従来の一般的なフォトセンサーに比べて、フォトセンサーの大幅な高速化、高感度化および低消費電力化を図ることができる。11.第11の実施の形態[インバータ回路]次に、第11の実施の形態によるインバータ回路について説明する。このインバータ回路を図31に示す。図31に示すように、このインバータ回路においては、第6の実施の形態によるバルクヘテロ接合型光電変換素子と同様な構成の光電変換素子101と負荷抵抗RLとが直列に接続されている。負荷抵抗RLの一端に所定の正の電源電圧VDDが印加されるとともに、電極が接地される。光電変換素子101に信号光としてこの光電変換素子101の吸収波長の光を照射すると光電変換素子101がオンして光電流が流れることにより電極図示せずからの出力電圧Voutはローレベルとなり、光の照射を止めると光電変換素子101がオフして光電流が流れなくなることにより電極からの出力電圧Voutはハイレベルとなる。この第9の実施形態によれば、長期安定利用可能な、タンパク質半導体を用いた新規なインバータ回路を構成することができ、このインバータ回路を用いて論理回路などの各種の回路を構成することができる。以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。"