JP2000101167A - Ｄｎａを利用した自己組織化ナノデバイス - Google Patents
Ｄｎａを利用した自己組織化ナノデバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機構造と、前記有機構造上の特定の位置に
結合する無機原子を含む製造品を提供する。 【解決手段】 したがって、本発明はナノメートル・ス
ケールのデバイス、すなわちナノデバイスを製造する新
規の方法を含む。このようなデバイスを製造するため、
本発明はある種の生物学的分子が自己組織化する性質を
利用する。たとえば、核酸と、自己組織化する性質を含
めて、核酸の諸性質を利用するものである。特に、本発
明は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（Ｒ
ＮＡ）をデバイスの製造に利用する。
結合する無機原子を含む製造品を提供する。 【解決手段】 したがって、本発明はナノメートル・ス
ケールのデバイス、すなわちナノデバイスを製造する新
規の方法を含む。このようなデバイスを製造するため、
本発明はある種の生物学的分子が自己組織化する性質を
利用する。たとえば、核酸と、自己組織化する性質を含
めて、核酸の諸性質を利用するものである。特に、本発
明は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（Ｒ
ＮＡ）をデバイスの製造に利用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップの分
野に関するものである。特に、本発明は、フィーチャ寸
法が極めて小さい能動デバイスを含む半導体チップに関
するものである。本発明はまた、前記のような寸法の能
動フィーチャを含む半導体チップを形成する方法に関す
るものである。
野に関するものである。特に、本発明は、フィーチャ寸
法が極めて小さい能動デバイスを含む半導体チップに関
するものである。本発明はまた、前記のような寸法の能
動フィーチャを含む半導体チップを形成する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン・チップ上の能動デバイスの寸
法の縮小は、フォトリソグラフィ技術上の制約のため、
その限度に近付きつつある。たとえば、干渉や回折など
放射線の波動特性により、デバイスの寸法および集積度
が制限されることがある。このフォトリソグラフィ技術
による制約の問題を解決するため、かなりの研究が行わ
れている。
法の縮小は、フォトリソグラフィ技術上の制約のため、
その限度に近付きつつある。たとえば、干渉や回折など
放射線の波動特性により、デバイスの寸法および集積度
が制限されることがある。このフォトリソグラフィ技術
による制約の問題を解決するため、かなりの研究が行わ
れている。
【０００３】これらの研究は、移相リソグラフィなど、
さらに他の新規の解決方法を開発することによる、問題
の解決に向けられている。これらの研究に付随して、小
体積への電子の閉じ込めを利用するデバイス設計が開発
されている。このようなデバイス設計における３つの基
本的カテゴリーは、量子ドット（ＱＤ）、共鳴トンネル
・デバイス（ＲＴＤ）、および単一電子トランジスタ
（ＳＥＴ）である。量子ドットについては、Ｒ．タート
ン（Turton）、「The Quantum Dot」、英国オックスフ
ォード、Oxford University Press、（1995年）で詳細
に論じられており、共鳴トンネル・デバイスについて
は、Ａ．Ｃ．シーボー（Seabaugh）他、Future Electro
n Devices（ＦＥＤ）J.、Vol. 3、Suppl. 1、p.9〜20
（1993年）で詳細に論じられており、単一電子トランジ
スタについては、Ｍ．Ａ．カストナー（Kastner）、Re
v. Mod. Phys.、Vol. 64、p. 849〜858、（1992年）で
詳細に論じられている。これらの開示の全文を、参照と
して本明細書に添付する。
さらに他の新規の解決方法を開発することによる、問題
の解決に向けられている。これらの研究に付随して、小
体積への電子の閉じ込めを利用するデバイス設計が開発
されている。このようなデバイス設計における３つの基
本的カテゴリーは、量子ドット（ＱＤ）、共鳴トンネル
・デバイス（ＲＴＤ）、および単一電子トランジスタ
（ＳＥＴ）である。量子ドットについては、Ｒ．タート
ン（Turton）、「The Quantum Dot」、英国オックスフ
ォード、Oxford University Press、（1995年）で詳細
に論じられており、共鳴トンネル・デバイスについて
は、Ａ．Ｃ．シーボー（Seabaugh）他、Future Electro
n Devices（ＦＥＤ）J.、Vol. 3、Suppl. 1、p.9〜20
（1993年）で詳細に論じられており、単一電子トランジ
スタについては、Ｍ．Ａ．カストナー（Kastner）、Re
v. Mod. Phys.、Vol. 64、p. 849〜858、（1992年）で
詳細に論じられている。これらの開示の全文を、参照と
して本明細書に添付する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ナノ
メートル・スケールのデバイス、すなわちナノデバイス
を提供することである。本発明のもう１つの目的は、ナ
ノデバイスを製造する方法を提供することである。
メートル・スケールのデバイス、すなわちナノデバイス
を提供することである。本発明のもう１つの目的は、ナ
ノデバイスを製造する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の態様により、有
機構造と、この有機構造の特定位置に結合した無機原子
とを含む製造物が提供される。
機構造と、この有機構造の特定位置に結合した無機原子
とを含む製造物が提供される。
【０００６】本発明の他の態様は、Ｒループを含むＤＮ
Ａ分子を含む構造を含む。ナノ粒子が、Ｒループ内部で
ＤＮＡ分子に結合している。
Ａ分子を含む構造を含む。ナノ粒子が、Ｒループ内部で
ＤＮＡ分子に結合している。
【０００７】本発明の他の態様によれば、バイオ分子に
よって位置決めされた電極と、前記バイオ分子から隔離
されたナノ粒子とを含む構造が提供される。
よって位置決めされた電極と、前記バイオ分子から隔離
されたナノ粒子とを含む構造が提供される。
【０００８】本発明のさらに他の態様によれば、自己組
織化された有機テンプレートを利用して、無機材料を自
己組織化する方法が提供される。この方法は、有機構造
を形成し、この有機構造の特定位置に無機原子を結合さ
せるステップを含む。
織化された有機テンプレートを利用して、無機材料を自
己組織化する方法が提供される。この方法は、有機構造
を形成し、この有機構造の特定位置に無機原子を結合さ
せるステップを含む。
【０００９】本発明のさらに他の態様によれば、基板
と、前記基板上に設けた第１の電極および第２の電極
と、前記第１の電極と第２の電極の間に延びる有機分子
を含む構造が提供される。ナノ粒子が、前記有機分子に
結合している。
と、前記基板上に設けた第１の電極および第２の電極
と、前記第１の電極と第２の電極の間に延びる有機分子
を含む構造が提供される。ナノ粒子が、前記有機分子に
結合している。
【００１０】さらに、本発明の態様によれば、構造を形
成する方法が提供される。この方法は、基板上に第１の
電極を形成するステップを含む。前記基板上に第２の電
極も形成される。ＤＮＡ分子が、前記第１の電極と第２
の電極の間に延びる。少なくとも１個のナノ粒子が、Ｄ
ＮＡ分子の少なくとも１カ所に挿入される。
成する方法が提供される。この方法は、基板上に第１の
電極を形成するステップを含む。前記基板上に第２の電
極も形成される。ＤＮＡ分子が、前記第１の電極と第２
の電極の間に延びる。少なくとも１個のナノ粒子が、Ｄ
ＮＡ分子の少なくとも１カ所に挿入される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明によれば、フォトリソグラ
フィ技術に付随する問題を解決し、実際に回避する方法
が提供される。得られたデバイスは一般に知られた技術
により製造したものより大幅に小さくすることができ
る。したがって、本発明はナノメートル・スケールのデ
バイス、すなわちナノデバイスを製造する新規の方法を
含む。本発明は、前記参照の共鳴トンネル・デバイスの
範疇に該当すると考えられる。
フィ技術に付随する問題を解決し、実際に回避する方法
が提供される。得られたデバイスは一般に知られた技術
により製造したものより大幅に小さくすることができ
る。したがって、本発明はナノメートル・スケールのデ
バイス、すなわちナノデバイスを製造する新規の方法を
含む。本発明は、前記参照の共鳴トンネル・デバイスの
範疇に該当すると考えられる。
【００１２】このようなデバイスを製造するため、本発
明はある種の生物学的分子が自己組織化する性質を利用
する。たとえば、核酸と、その自己組織化する性質を含
めて、核酸の諸性質を利用するものである。特に、本発
明は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（Ｒ
ＮＡ）をデバイスの製造に利用する。
明はある種の生物学的分子が自己組織化する性質を利用
する。たとえば、核酸と、その自己組織化する性質を含
めて、核酸の諸性質を利用するものである。特に、本発
明は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（Ｒ
ＮＡ）をデバイスの製造に利用する。
【００１３】ＤＮＡおよびＲＮＡの性質はよく知られて
いる。少数の核酸塩基が付着して、それより長い分子を
形成する。ＤＮＡの場合、２個のこれらの長くなった分
子が結合して、二重らせん構造を形成する。ＲＮＡ分子
は通常、タンパク質合成の間に、２本鎖のＤＮＡの、１
本の鎖を転写することにより形成される。背景を知るに
は、ルバート・ストライヤー（Lubert Stryer）、「BIO
CHEMISTRY」、W.H. Freeman and Companyを参照された
い。この全文を、参照として本明細書に添付する。
いる。少数の核酸塩基が付着して、それより長い分子を
形成する。ＤＮＡの場合、２個のこれらの長くなった分
子が結合して、二重らせん構造を形成する。ＲＮＡ分子
は通常、タンパク質合成の間に、２本鎖のＤＮＡの、１
本の鎖を転写することにより形成される。背景を知るに
は、ルバート・ストライヤー（Lubert Stryer）、「BIO
CHEMISTRY」、W.H. Freeman and Companyを参照された
い。この全文を、参照として本明細書に添付する。
【００１４】本発明による構造は、通常本発明のナノデ
バイスが形成される基板を含む。この基板は、ガラスを
含む。また、基板はガラスであっても他の材料であって
も、どのような一般的な半導体材料を含むものでもよ
い。たとえば、基板はシリコンを含むものでもよい。
バイスが形成される基板を含む。この基板は、ガラスを
含む。また、基板はガラスであっても他の材料であって
も、どのような一般的な半導体材料を含むものでもよ
い。たとえば、基板はシリコンを含むものでもよい。
【００１５】基板上には電極が配置される。通常、少な
くとも２個の電極が基板上に配置される。これらの電極
は、一般的なフォトリソグラフィ技術により基板上に形
成される。
くとも２個の電極が基板上に配置される。これらの電極
は、一般的なフォトリソグラフィ技術により基板上に形
成される。
【００１６】これらの電極は、あらゆる酸化物を含有し
ない、導電性材料で形成される。たとえば、これらの電
極は、あらゆる貴金属、または貴金属を含む合金で形成
することができる。好ましくは、これらの電極は、酸化
物を含有しない金属で形成される。一例によれば、これ
らの電極は金で形成される。
ない、導電性材料で形成される。たとえば、これらの電
極は、あらゆる貴金属、または貴金属を含む合金で形成
することができる。好ましくは、これらの電極は、酸化
物を含有しない金属で形成される。一例によれば、これ
らの電極は金で形成される。
【００１７】図１（ａ）は、基板表面上、または基板中
または基板上、あるいはその両方に形成した他の構造上
に設けた２個の電極、すなわち第１の電極３および第２
の電極５を有する基板１の実施態様を示す平面図であ
る。第１の電極３および第２の電極５は、互いに近接し
て設けることができる。第１の電極と第２の電極の間隔
は、実施態様により変えることができる。一例によれ
ば、第１の電極と第２の電極の間隔は、約０．１μｍ〜
約１００μｍである。通常、これらの電極の間隔は、約
１μｍ〜約１０μｍとする。さらに、これらの電極の厚
みは通常約２０ｎｍ〜約１０００ｎｍである。
または基板上、あるいはその両方に形成した他の構造上
に設けた２個の電極、すなわち第１の電極３および第２
の電極５を有する基板１の実施態様を示す平面図であ
る。第１の電極３および第２の電極５は、互いに近接し
て設けることができる。第１の電極と第２の電極の間隔
は、実施態様により変えることができる。一例によれ
ば、第１の電極と第２の電極の間隔は、約０．１μｍ〜
約１００μｍである。通常、これらの電極の間隔は、約
１μｍ〜約１０μｍとする。さらに、これらの電極の厚
みは通常約２０ｎｍ〜約１０００ｎｍである。
【００１８】第１の電極および第２の電極は、実施態様
により種々の形状とすることができる。図１（ａ）は、
第１の電極３と第２の電極５の末端が、相互に面する尖
端７および９を有する例を示す。電極の側面２、４、
６、および８は図１（ａ）に示す実施態様では湾曲して
いるが、これらの側面は直線状を含むあらゆる曲線でよ
い。第１の電極と第２の電極の、残りの部分の構成は、
この残りの部分が電力を第１の電極と第２の電極に供給
する電源への接続に必要な面積を有する限り、変えるこ
とができる。
により種々の形状とすることができる。図１（ａ）は、
第１の電極３と第２の電極５の末端が、相互に面する尖
端７および９を有する例を示す。電極の側面２、４、
６、および８は図１（ａ）に示す実施態様では湾曲して
いるが、これらの側面は直線状を含むあらゆる曲線でよ
い。第１の電極と第２の電極の、残りの部分の構成は、
この残りの部分が電力を第１の電極と第２の電極に供給
する電源への接続に必要な面積を有する限り、変えるこ
とができる。
【００１９】本発明は、基板１上に第３の電極１１を含
むことができる。この第３の電極１１はゲート電極と呼
ぶ。第３の電極の機能については、下記に詳細に説明す
る。
むことができる。この第３の電極１１はゲート電極と呼
ぶ。第３の電極の機能については、下記に詳細に説明す
る。
【００２０】図１（ａ）に示す実施態様で図示するよう
に、第１の電極３と第２の電極５の間に第３の電極１１
を配置することができる。第３の電極１１はまた、通常
のフォトリソグラフィ技術を利用して形成することがで
きるが、他の技術を利用してもよい。
に、第１の電極３と第２の電極５の間に第３の電極１１
を配置することができる。第３の電極１１はまた、通常
のフォトリソグラフィ技術を利用して形成することがで
きるが、他の技術を利用してもよい。
【００２１】第３の電極１１の構成、たとえば形状は、
実施態様により変えることができる。たとえば、図１
（ａ）に示す第３の電極１１は、実質的に長く、薄い長
方形、換言すれば実質的に直線である。
実施態様により変えることができる。たとえば、図１
（ａ）に示す第３の電極１１は、実質的に長く、薄い長
方形、換言すれば実質的に直線である。
【００２２】第３の電極の厚みは、実施態様により変え
ることができる。たとえば、第３の電極の幅は約１００
ｎｍ〜約５０００ｎｍでよい。第３の電極はできる限り
薄いことが好ましい。一実施態様によれば、第３の電極
の厚みは、約１００ｎｍ未満である。
ることができる。たとえば、第３の電極の幅は約１００
ｎｍ〜約５０００ｎｍでよい。第３の電極はできる限り
薄いことが好ましい。一実施態様によれば、第３の電極
の厚みは、約１００ｎｍ未満である。
【００２３】第３の電極を含む３個の電極の寸法、特に
厚みは、種々の要因によって決まる。たとえば、電極、
特に第３の電極の厚みは、電極を製造する前記貴金属ま
たは合金などの、皮膜の品質によって決まる。第３の電
極の寸法に影響を与える皮膜の品質特性には、平滑さ、
導電性、および接着性がある。
厚みは、種々の要因によって決まる。たとえば、電極、
特に第３の電極の厚みは、電極を製造する前記貴金属ま
たは合金などの、皮膜の品質によって決まる。第３の電
極の寸法に影響を与える皮膜の品質特性には、平滑さ、
導電性、および接着性がある。
【００２４】第３の電極の位置は、実施態様により変え
ることができる。たとえば、第３の電極の目的により、
その位置が決まる。一実施態様によれば、第３の電極１
１の位置は、第１の電極３と第２の電極５の尖端７およ
び９から等間隔である。一実施態様によれば、第３の電
極は、第１の電極３と第２の電極５の尖端７および９を
結ぶ線に垂直となるように配置される。
ることができる。たとえば、第３の電極の目的により、
その位置が決まる。一実施態様によれば、第３の電極１
１の位置は、第１の電極３と第２の電極５の尖端７およ
び９から等間隔である。一実施態様によれば、第３の電
極は、第１の電極３と第２の電極５の尖端７および９を
結ぶ線に垂直となるように配置される。
【００２５】第１の電極３および第２の電極５と同様
に、第３の電極１１もどのような導電性材料で製造して
もよい。たとえば、第３の電極はどのような金属または
合金で製造してもよい。好ましくは、第３の電極は酸化
物を含有しない金属で製造する。一例によれば、第３の
電極は金で形成されている。
に、第３の電極１１もどのような導電性材料で製造して
もよい。たとえば、第３の電極はどのような金属または
合金で製造してもよい。好ましくは、第３の電極は酸化
物を含有しない金属で製造する。一例によれば、第３の
電極は金で形成されている。
【００２６】図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す基板と、
第１の電極、第２の電極、および第３の電極の実施態様
を示す断面図である。
第１の電極、第２の電極、および第３の電極の実施態様
を示す断面図である。
【００２７】本発明は、第１の電極３と第２の電極５と
の間に第４の電極を含むものでもよい。図１１は、この
ような実施態様を示す。第４の電極は、実質的に前記の
第３の電極に類似している。ある実施態様によれば、各
対の電極間に１個以上の電極が延びていてもよい。
の間に第４の電極を含むものでもよい。図１１は、この
ような実施態様を示す。第４の電極は、実質的に前記の
第３の電極に類似している。ある実施態様によれば、各
対の電極間に１個以上の電極が延びていてもよい。
【００２８】さらに、本発明は第１の電極３と第２の電
極５のような電極の対を、１対以上含むことができる。
たとえば、図１２に示す実施態様は、２対の電極を含
む。図１２に示す各対の電極は、図１（ａ）に示す実施
態様の第１の電極３と第２の電極５との間の電極１１に
類似した電極を間に含んでいる。
極５のような電極の対を、１対以上含むことができる。
たとえば、図１２に示す実施態様は、２対の電極を含
む。図１２に示す各対の電極は、図１（ａ）に示す実施
態様の第１の電極３と第２の電極５との間の電極１１に
類似した電極を間に含んでいる。
【００２９】電極を設けた後、フォトリソグラフィ技
術、または他の技術を利用して、図１（ａ）に示す実施
態様のように、少なくとも１個の有機構造を、第１の電
極３と第２の電極５との間に延ばすことができる。しか
し、この有機構造は２個の電極間に延びている必要はな
い。この少なくとも１個の有機構造は、少なくとも特定
の１カ所に結合した、少なくとも１個の無機原子を含む
ことができる。この結合は、水素結合、イオン結合、共
有結合その他どのような種類の結合でもよい。無機原子
は、導電性があり、導体を形成するものでよい。
術、または他の技術を利用して、図１（ａ）に示す実施
態様のように、少なくとも１個の有機構造を、第１の電
極３と第２の電極５との間に延ばすことができる。しか
し、この有機構造は２個の電極間に延びている必要はな
い。この少なくとも１個の有機構造は、少なくとも特定
の１カ所に結合した、少なくとも１個の無機原子を含む
ことができる。この結合は、水素結合、イオン結合、共
有結合その他どのような種類の結合でもよい。無機原子
は、導電性があり、導体を形成するものでよい。
【００３０】この有機構造に結合される少なくとも１個
の無機原子は、ナノ粒子を含むことができる。このナノ
粒子は、少なくとも１個の部分的に導電性材料を含むこ
とができる。たとえば、ナノ粒子は、貴金属または貴金
属合金からなる群から選択した少なくとも１つの材料を
含むことができる。一例によれば、ナノ粒子は金であ
る。
の無機原子は、ナノ粒子を含むことができる。このナノ
粒子は、少なくとも１個の部分的に導電性材料を含むこ
とができる。たとえば、ナノ粒子は、貴金属または貴金
属合金からなる群から選択した少なくとも１つの材料を
含むことができる。一例によれば、ナノ粒子は金であ
る。
【００３１】ナノ粒子は、複数の元素を含むことができ
る。たとえばナノ粒子が金であれば、この金は直径約１
ｎｍ〜約１００ｎｍの球状とすることができる。この粒
子は、少なくとも１つの界面活性剤でコーティングする
ことができる。この界面活性剤は、末端基ｘおよびｙを
有することができる。基ｘおよびｙは、重合体の端部に
配置することができる。たとえば、基ｘおよびｙは、重
合体の両端に結合することができる。この重合体は、種
々の単量体を含むことができる。単量体の例には下記の
ものがある。
る。たとえばナノ粒子が金であれば、この金は直径約１
ｎｍ〜約１００ｎｍの球状とすることができる。この粒
子は、少なくとも１つの界面活性剤でコーティングする
ことができる。この界面活性剤は、末端基ｘおよびｙを
有することができる。基ｘおよびｙは、重合体の端部に
配置することができる。たとえば、基ｘおよびｙは、重
合体の両端に結合することができる。この重合体は、種
々の単量体を含むことができる。単量体の例には下記の
ものがある。
【化１】 ここで、ｎ＞１、ＲおよびＲ’はＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、また
は、
は、
【化２】 である。
【００３２】基ｘは−ＳＨを含むことができる。一方、
基ｙは
基ｙは
【化３】 またはヌクレオチド塩基を含むことができる。
【００３３】ｘ基は、金または銀の、たとえば粒子に結
合することができる。ｙ基は、ヌクレオチドに結合する
ことができる。ｙが酸基である場合、この酸基はＤＮＡ
塩基のアミン基と反応することができる。ｙがヌクレオ
チド塩基である場合、この塩基はＤＮＡ分子と水素結合
することができる。
合することができる。ｙ基は、ヌクレオチドに結合する
ことができる。ｙが酸基である場合、この酸基はＤＮＡ
塩基のアミン基と反応することができる。ｙがヌクレオ
チド塩基である場合、この塩基はＤＮＡ分子と水素結合
することができる。
【００３４】上述のように、本発明は有機構造を含む。
この有機構造は、前記のように第１の電極３と第２の電
極５の間に延びることができる。この有機構造は、ＤＮ
Ａを含むことができる。
この有機構造は、前記のように第１の電極３と第２の電
極５の間に延びることができる。この有機構造は、ＤＮ
Ａを含むことができる。
【００３５】本発明に含まれることができるＤＮＡは、
一本鎖でも２本鎖でもよい。本発明による有機構造に含
まれるＤＮＡ鎖の長さは、約３００〜約３００，０００
の塩基、または２本鎖のＤＮＡの場合には塩基対とする
ことができる。また、ＤＮＡ分子の長さは、約０．１μ
ｍ〜約１００μｍとすることができる。
一本鎖でも２本鎖でもよい。本発明による有機構造に含
まれるＤＮＡ鎖の長さは、約３００〜約３００，０００
の塩基、または２本鎖のＤＮＡの場合には塩基対とする
ことができる。また、ＤＮＡ分子の長さは、約０．１μ
ｍ〜約１００μｍとすることができる。
【００３６】１実施態様によれば、このＤＮＡはλ−Ｄ
ＮＡである。しかし、どのような塩基配列のＤＮＡ分子
でも、本発明に使用することができる。換言すれば、Ｄ
ＮＡは任意に選択することができる。
ＮＡである。しかし、どのような塩基配列のＤＮＡ分子
でも、本発明に使用することができる。換言すれば、Ｄ
ＮＡは任意に選択することができる。
【００３７】本発明による有機構造に含まれるＤＮＡ分
子は、Ｒループを含むものとすることができる。Ｒルー
プの説明は、アサイ（Asai）およびコゴマ（Kogoma）、
「D-Loops and R-Loops: Alternative Mechanism for t
he Initiation of Chromosome Replication in Escheri
chia coli」、JOURNAL OF BACTERIOLOGY、1994年4月、
p.1807〜1812、ランドグラフ（Landgraf）他、「R-loop
stability as a function of RNA structure and siz
e」、NUCLEIC ACID RESEARCH、1995年、Vol. 23、No.
7、p.3516〜3523、ランドグラフ他、「Double stranded
scission of DNAdirected through sequence-specific
R-loop formation」、NUCLEIC ACID RESEARCH、1995
年、Vol. 23、No. 7、p.3524〜3530、およびマサイ（Ma
sai）およびアライ（Arai）、「Mechanisms of primer
RNA synthesis and D-loop/R-loop dependent DNA repl
ication in Escherichia coli」、BIOCHEMIE（1996年）
78、p.1109〜1117に記載されている。これらの内容の全
体を、本明細書に参照として添付する。
子は、Ｒループを含むものとすることができる。Ｒルー
プの説明は、アサイ（Asai）およびコゴマ（Kogoma）、
「D-Loops and R-Loops: Alternative Mechanism for t
he Initiation of Chromosome Replication in Escheri
chia coli」、JOURNAL OF BACTERIOLOGY、1994年4月、
p.1807〜1812、ランドグラフ（Landgraf）他、「R-loop
stability as a function of RNA structure and siz
e」、NUCLEIC ACID RESEARCH、1995年、Vol. 23、No.
7、p.3516〜3523、ランドグラフ他、「Double stranded
scission of DNAdirected through sequence-specific
R-loop formation」、NUCLEIC ACID RESEARCH、1995
年、Vol. 23、No. 7、p.3524〜3530、およびマサイ（Ma
sai）およびアライ（Arai）、「Mechanisms of primer
RNA synthesis and D-loop/R-loop dependent DNA repl
ication in Escherichia coli」、BIOCHEMIE（1996年）
78、p.1109〜1117に記載されている。これらの内容の全
体を、本明細書に参照として添付する。
【００３８】Ｒループは、１個または複数のナノ粒子が
ＤＮＡ分子に付着する場所を設ける機能を有する。した
がって、ＤＮＡ分子は少なくとも１個のＲループを含む
ことができる。図１１は、２個のＲループを含む実施態
様を示す。
ＤＮＡ分子に付着する場所を設ける機能を有する。した
がって、ＤＮＡ分子は少なくとも１個のＲループを含む
ことができる。図１１は、２個のＲループを含む実施態
様を示す。
【００３９】各Ｒループは、Ｒループ内でＤＮＡの一部
に結合した、少なくとも１個のナノ粒子を含むことがで
きる。２個以上のＲループを含むことに加え、各Ｒルー
プ内のＤＮＡ分子の部分に、２個以上のナノ粒子を付着
させることもできる。１個または複数のナノ粒子をＲル
ープに付着させる諸ステップについては、下記に詳細に
述べる。
に結合した、少なくとも１個のナノ粒子を含むことがで
きる。２個以上のＲループを含むことに加え、各Ｒルー
プ内のＤＮＡ分子の部分に、２個以上のナノ粒子を付着
させることもできる。１個または複数のナノ粒子をＲル
ープに付着させる諸ステップについては、下記に詳細に
述べる。
【００４０】このＲループは、前記の参照技術論文に開
示されたものなど、Ｒループを形成するためのどのよう
な既知の技術によって形成してもよい。ＤＮＡ分子の少
なくとも一部に相補的な配列を有する少なくとも１個の
ＲＮＡ分子が、Ｒループの形成に利用することができ
る。上述のように、ＤＮＡ分子は２個以上のＲループを
含んでもよい。したがって、２個以上のＲＮＡ分子を、
ＤＮＡ分子中にＲループを形成するのに利用することが
できる。各ＲＮＡ分子は、ＤＮＡ分子の異なる配列に、
相補的な配列を持つことができる。
示されたものなど、Ｒループを形成するためのどのよう
な既知の技術によって形成してもよい。ＤＮＡ分子の少
なくとも一部に相補的な配列を有する少なくとも１個の
ＲＮＡ分子が、Ｒループの形成に利用することができ
る。上述のように、ＤＮＡ分子は２個以上のＲループを
含んでもよい。したがって、２個以上のＲＮＡ分子を、
ＤＮＡ分子中にＲループを形成するのに利用することが
できる。各ＲＮＡ分子は、ＤＮＡ分子の異なる配列に、
相補的な配列を持つことができる。
【００４１】１個または複数のＲループが形成される場
所を制御するために、ＲＮＡ分子の配列を制御すること
ができる。たとえば、ＤＮＡ分子が１個のＲループを含
み、このＲループがＤＮＡ分子の中央に位置する場合、
Ｒループ形成時に、ＲＮＡ分子が実質的にＤＮＡ分子の
中央に、すなわちＤＮＡ分子の両端から等間隔に位置位
置するように、ＲＮＡ分子はＤＮＡ分子の配列と相補的
な配列を持つものとすることができる。図１１に示すよ
うな他の例によれば、Ｒループ形成時に、ＲＮＡ分子が
ＤＮＡ分子を実質的に等しい長さを有する３つの部分に
分割するよう位置するように、ＲＮＡ分子はＤＮＡ分子
の配列と相補的な配列を持つものとすることができる。
所を制御するために、ＲＮＡ分子の配列を制御すること
ができる。たとえば、ＤＮＡ分子が１個のＲループを含
み、このＲループがＤＮＡ分子の中央に位置する場合、
Ｒループ形成時に、ＲＮＡ分子が実質的にＤＮＡ分子の
中央に、すなわちＤＮＡ分子の両端から等間隔に位置位
置するように、ＲＮＡ分子はＤＮＡ分子の配列と相補的
な配列を持つものとすることができる。図１１に示すよ
うな他の例によれば、Ｒループ形成時に、ＲＮＡ分子が
ＤＮＡ分子を実質的に等しい長さを有する３つの部分に
分割するよう位置するように、ＲＮＡ分子はＤＮＡ分子
の配列と相補的な配列を持つものとすることができる。
【００４２】１個または複数のＲループを形成するのに
使用するＲＮＡ分子の配列は、ＤＮＡ分子の下に置かれ
る電極に対するＤＮＡ分子の位置に応じて変えることが
できる。これらの線に沿って、ＲＮＡ分子はＲループが
下層の電極の上に位置することができるように、配列を
持つことができる。本発明が２個以上のＲループを含
み、Ｒループがそれぞれ電極の上に位置する場合、Ｒル
ープの形成に使用するＲＮＡ分子は、図１（ａ）に示す
実施態様の、第３の電極１１のように、Ｒループが下層
の電極の上に位置するように、配列を持つことができ
る。
使用するＲＮＡ分子の配列は、ＤＮＡ分子の下に置かれ
る電極に対するＤＮＡ分子の位置に応じて変えることが
できる。これらの線に沿って、ＲＮＡ分子はＲループが
下層の電極の上に位置することができるように、配列を
持つことができる。本発明が２個以上のＲループを含
み、Ｒループがそれぞれ電極の上に位置する場合、Ｒル
ープの形成に使用するＲＮＡ分子は、図１（ａ）に示す
実施態様の、第３の電極１１のように、Ｒループが下層
の電極の上に位置するように、配列を持つことができ
る。
【００４３】上述のように、本発明は少なくとも１個の
ナノ粒子を含むことができる。ナノ粒子の有機構造への
結合を容易にするために、ナノ粒子は、ナノ粒子に付着
した１個以上の原子または基を含むことができる。１個
以上のこのような原子または基を付着させることによ
り、ナノ粒子を「機能化」させることができる。
ナノ粒子を含むことができる。ナノ粒子の有機構造への
結合を容易にするために、ナノ粒子は、ナノ粒子に付着
した１個以上の原子または基を含むことができる。１個
以上のこのような原子または基を付着させることによ
り、ナノ粒子を「機能化」させることができる。
【００４４】有機構造がＤＮＡ分子を含む場合、少なく
とも１個のヌクレオチドをナノ粒子に付着させることが
できる。ナノ粒子に付着した少なくとも１個のヌクレオ
チドは通常、ＲＮＡ分子に付着しないＲループの部分に
あるＤＮＡ分子のＲループ内の、少なくとも１個のヌク
レオチドと相補的である。したがって、ナノ粒子に付着
したヌクレオチドは、ＤＮＡ分子の配列と、ナノ粒子が
ＤＮＡ分子に付着するのが望ましい位置にあるＤＮＡ分
子の配列に依存することができる。ナノ粒子と、ナノ粒
子のＤＮＡ分子への付着に関しては前記に詳細に述べた
とおりである。
とも１個のヌクレオチドをナノ粒子に付着させることが
できる。ナノ粒子に付着した少なくとも１個のヌクレオ
チドは通常、ＲＮＡ分子に付着しないＲループの部分に
あるＤＮＡ分子のＲループ内の、少なくとも１個のヌク
レオチドと相補的である。したがって、ナノ粒子に付着
したヌクレオチドは、ＤＮＡ分子の配列と、ナノ粒子が
ＤＮＡ分子に付着するのが望ましい位置にあるＤＮＡ分
子の配列に依存することができる。ナノ粒子と、ナノ粒
子のＤＮＡ分子への付着に関しては前記に詳細に述べた
とおりである。
【００４５】ナノ粒子は、Ｒループ内のどこででもＤＮ
Ａ分子の部分に付着してもよい。一実施態様によれば、
ナノ粒子はＲループ内にある部分の中央付近でＤＮＡ分
子に付着している。したがって、ナノ粒子の位置はＲル
ープの位置に依存する。たとえば、ＤＮＡ分子がＤＮＡ
分子の実質的に中央に１個のＲループを含む場合、ナノ
粒子はＤＮＡ分子両端のほぼ中心でＤＮＡ分子に付着す
ることができる。
Ａ分子の部分に付着してもよい。一実施態様によれば、
ナノ粒子はＲループ内にある部分の中央付近でＤＮＡ分
子に付着している。したがって、ナノ粒子の位置はＲル
ープの位置に依存する。たとえば、ＤＮＡ分子がＤＮＡ
分子の実質的に中央に１個のＲループを含む場合、ナノ
粒子はＤＮＡ分子両端のほぼ中心でＤＮＡ分子に付着す
ることができる。
【００４６】本発明は、有機構造上に導電性材料を含む
ことができる。この導電性材料には、どのような導電性
材料も含まれる。一実施態様によれば、銀がこの有機構
造と塩を形成する。金属銀を有機構造上に設けてもよ
い。
ことができる。この導電性材料には、どのような導電性
材料も含まれる。一実施態様によれば、銀がこの有機構
造と塩を形成する。金属銀を有機構造上に設けてもよ
い。
【００４７】有機構造上に設けた導電性材料は、この有
機構造上に導体を与える。ある場合には、この導体は機
能的構造の形成に使用される。有機構造上に設けた導電
性材料は、有機構造上の導電性材料と下層の電極との間
に静電結合を形成することができる。これは、ナノ粒子
上の原子または原子団、あるいはその両方を機能化させ
ることにより行うことができる。有機構造上の１個また
は複数の導体は、論理デバイスの形成に利用することが
できる。たとえば、下記に詳細に述べるように、本発明
による構造は、他の構造の中で、ＡＮＤゲートおよびＯ
Ｒゲートの形成に利用することができる。
機構造上に導体を与える。ある場合には、この導体は機
能的構造の形成に使用される。有機構造上に設けた導電
性材料は、有機構造上の導電性材料と下層の電極との間
に静電結合を形成することができる。これは、ナノ粒子
上の原子または原子団、あるいはその両方を機能化させ
ることにより行うことができる。有機構造上の１個また
は複数の導体は、論理デバイスの形成に利用することが
できる。たとえば、下記に詳細に述べるように、本発明
による構造は、他の構造の中で、ＡＮＤゲートおよびＯ
Ｒゲートの形成に利用することができる。
【００４８】有機構造がＤＮＡ分子、ＤＮＡ分子中のＲ
ループ、およびＤＮＡ分子に付着したナノ粒子を含む場
合、有機構造上の導電性材料は、ＤＮＡ分子上のＲルー
プの２側面に導体を形成する。
ループ、およびＤＮＡ分子に付着したナノ粒子を含む場
合、有機構造上の導電性材料は、ＤＮＡ分子上のＲルー
プの２側面に導体を形成する。
【００４９】有機構造を、銀イオンを含有する溶液に浸
漬することにより、有機材料に導電性コーティングを施
すことができる。その後、溶液中の銀イオンはこの有機
構造との銀塩を形成する。有機構造がＤＮＡを含む場
合、この銀はＤＮＡ分子のリン酸基との塩を形成するこ
とができる。
漬することにより、有機材料に導電性コーティングを施
すことができる。その後、溶液中の銀イオンはこの有機
構造との銀塩を形成する。有機構造がＤＮＡを含む場
合、この銀はＤＮＡ分子のリン酸基との塩を形成するこ
とができる。
【００５０】塩の形成後、塩中の銀を、還元剤により金
属銀に還元することができる。利用できる還元剤には、
ハイドロキノン／ＯＨ-の後、ハイドロキノン／ＯＨ+の
使用がある。
属銀に還元することができる。利用できる還元剤には、
ハイドロキノン／ＯＨ-の後、ハイドロキノン／ＯＨ+の
使用がある。
【００５１】有機構造は、基板表面上の電極、たとえば
図１（ａ）に示す第１の電極および第２の電極に接続す
ることができる。これらの電極については詳細に上述さ
れている。接続は種々の方法で行うことができる。たと
えば、接続は、電極上に有機構造を付着させる場所を設
けることにより実施することができる。
図１（ａ）に示す第１の電極および第２の電極に接続す
ることができる。これらの電極については詳細に上述さ
れている。接続は種々の方法で行うことができる。たと
えば、接続は、電極上に有機構造を付着させる場所を設
けることにより実施することができる。
【００５２】付着場所は、種々の構造により設けること
ができる。たとえば、１個または複数の原子または分子
を、１個または複数の電極上に設けることができる。一
例によれば、少なくとも１個の有機分子を少なくとも１
個の電極上に設けることができる。この有機分子は、１
個または複数の電極の表面に結合させることができる。
ができる。たとえば、１個または複数の原子または分子
を、１個または複数の電極上に設けることができる。一
例によれば、少なくとも１個の有機分子を少なくとも１
個の電極上に設けることができる。この有機分子は、１
個または複数の電極の表面に結合させることができる。
【００５３】有機構造が第１の電極と第２の電極との間
に延びるＤＮＡ分子を含む一例によれば、少なくとも１
個のＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両方
を、図１（ａ）に示す第１の電極３と第２の電極５に付
着させることができる。有機構造がＤＮＡを含む場合、
通常ＤＮＡは第１の電極と第２の電極の上に設けられ
る。このＤＮＡは、種々の方法により電極上に設けるこ
とができる。
に延びるＤＮＡ分子を含む一例によれば、少なくとも１
個のＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両方
を、図１（ａ）に示す第１の電極３と第２の電極５に付
着させることができる。有機構造がＤＮＡを含む場合、
通常ＤＮＡは第１の電極と第２の電極の上に設けられ
る。このＤＮＡは、種々の方法により電極上に設けるこ
とができる。
【００５４】一実施態様によれば、ＤＮＡは、電極への
接続を容易にする原子または分子と結合している。たと
えば、ＤＮＡは末端にイオウを有してもよい。末端にイ
オウを有する端部は、金電極の表面に付着することがで
きる。末端にイオウを有する化合物が金の表面に結合す
ることはよく知られている。
接続を容易にする原子または分子と結合している。たと
えば、ＤＮＡは末端にイオウを有してもよい。末端にイ
オウを有する端部は、金電極の表面に付着することがで
きる。末端にイオウを有する化合物が金の表面に結合す
ることはよく知られている。
【００５５】第１の電極と第２の電極との間に延びるＤ
ＮＡ分子は、電極上のＤＮＡまたはＲＮＡ、あるいはそ
の両方に結合することができる。たとえば、２つの電極
間に延びるＤＮＡ分子と、前記の例のように、電極に付
着した１個または複数のＤＮＡ分子の両方が、１本鎖の
部分を有することができる。第１の電極と第２の電極と
の間に延びるＤＮＡ分子と、第１の電極と第２の電極に
付着した１個または複数のＤＮＡ分子の、１本鎖の部分
は、これら相互の結合を容易にするために、相補的な端
部を有することができる。
ＮＡ分子は、電極上のＤＮＡまたはＲＮＡ、あるいはそ
の両方に結合することができる。たとえば、２つの電極
間に延びるＤＮＡ分子と、前記の例のように、電極に付
着した１個または複数のＤＮＡ分子の両方が、１本鎖の
部分を有することができる。第１の電極と第２の電極と
の間に延びるＤＮＡ分子と、第１の電極と第２の電極に
付着した１個または複数のＤＮＡ分子の、１本鎖の部分
は、これら相互の結合を容易にするために、相補的な端
部を有することができる。
【００５６】一実施態様によれば、電極に付着したＤＮ
Ａは、１本鎖の、末端にイオウを有するＤＮＡである。
電極に結合するＤＮＡまたはＲＮＡが１本鎖であるか２
本鎖であるかに関係なく、ＤＮＡまたはＲＮＡ、あるい
はその両方は、約５個〜約２０個の塩基を含むことがで
きる。しかし、ＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいは
その両方は、約１００個の塩基ほどの長さでもよい。た
とえば、ＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両
方は、約１５個〜約３０個の塩基を有するものでもよ
い。しかし、電極に結合するＤＮＡ分子またはＲＮＡ分
子、あるいはその両方は、そのＤＮＡ分子またはＲＮＡ
分子、あるいはその両方が、第１の電極と第２の電極の
間に延びるＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその
両方が、確実に第１の電極および第２の電極に付着する
ように機能するのに必要なだけ、短くても長くてもよ
い。
Ａは、１本鎖の、末端にイオウを有するＤＮＡである。
電極に結合するＤＮＡまたはＲＮＡが１本鎖であるか２
本鎖であるかに関係なく、ＤＮＡまたはＲＮＡ、あるい
はその両方は、約５個〜約２０個の塩基を含むことがで
きる。しかし、ＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいは
その両方は、約１００個の塩基ほどの長さでもよい。た
とえば、ＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両
方は、約１５個〜約３０個の塩基を有するものでもよ
い。しかし、電極に結合するＤＮＡ分子またはＲＮＡ分
子、あるいはその両方は、そのＤＮＡ分子またはＲＮＡ
分子、あるいはその両方が、第１の電極と第２の電極の
間に延びるＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその
両方が、確実に第１の電極および第２の電極に付着する
ように機能するのに必要なだけ、短くても長くてもよ
い。
【００５７】さらに、電極に結合するＤＮＡまたはＲＮ
Ａが１本鎖であるか２本鎖であるかに関係なく、１個の
電極に付着するＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいは
その両方は、他方の電極に付着するＤＮＡ分子またはＲ
ＮＡ分子、あるいはその両方と、塩基の配列が異なって
もよい。また、第１の電極と第２の電極の間に延びるＤ
ＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両方は、ＤＮ
Ａ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両方と全体とし
ては異なる配列を持つものでもよい。
Ａが１本鎖であるか２本鎖であるかに関係なく、１個の
電極に付着するＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいは
その両方は、他方の電極に付着するＤＮＡ分子またはＲ
ＮＡ分子、あるいはその両方と、塩基の配列が異なって
もよい。また、第１の電極と第２の電極の間に延びるＤ
ＮＡ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両方は、ＤＮ
Ａ分子またはＲＮＡ分子、あるいはその両方と全体とし
ては異なる配列を持つものでもよい。
【００５８】ＤＮＡ分子が電極に付着し、このＤＮＡ分
子が第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子に
結合する塩基の配列を有する実施態様によれば、第１の
電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子は、第１の電
極と第２の電極に付着するＤＮＡ分子に相補的な塩基の
配列を有する「付着末端（sticky ends）」を含むこと
ができる。
子が第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子に
結合する塩基の配列を有する実施態様によれば、第１の
電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子は、第１の電
極と第２の電極に付着するＤＮＡ分子に相補的な塩基の
配列を有する「付着末端（sticky ends）」を含むこと
ができる。
【００５９】図２は、第１の電極と第２の電極の間に延
びるＤＮＡ分子２１を示す。ＤＮＡ分子２１は、線状の
形状で示されている。付着末端２３および２５は、ＤＮ
Ａ分子の端部に設けられている。
びるＤＮＡ分子２１を示す。ＤＮＡ分子２１は、線状の
形状で示されている。付着末端２３および２５は、ＤＮ
Ａ分子の端部に設けられている。
【００６０】第１の電極と第２の電極に付着するＤＮＡ
分子を構築するか、あるいはその他の方法で得た後、電
極に付着させることができる。ＤＮＡ分子を添加する溶
液が生成される。まず、塩の水溶液を生成する。塩の一
例は塩化ナトリウムである。各電極に異なる分子を付着
させる場合、各ＤＮＡ分子をそれぞれ別の溶液に添加す
ることができる。
分子を構築するか、あるいはその他の方法で得た後、電
極に付着させることができる。ＤＮＡ分子を添加する溶
液が生成される。まず、塩の水溶液を生成する。塩の一
例は塩化ナトリウムである。各電極に異なる分子を付着
させる場合、各ＤＮＡ分子をそれぞれ別の溶液に添加す
ることができる。
【００６１】溶液を生成した後、図３に示すように、１
つの溶液の適量１３を第１の電極３上に載せ、他の溶液
の適量１５を第２の電極５上に載せる。どの溶液をどの
電極に載せるかは、第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子がどのように配向するのが望ましいかに依
存する。各電極に付着させる溶液の量は、溶液中のＤＮ
Ａ、ＲＮＡ、または他の分子、あるいはこれら全部の濃
度に依存する。
つの溶液の適量１３を第１の電極３上に載せ、他の溶液
の適量１５を第２の電極５上に載せる。どの溶液をどの
電極に載せるかは、第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子がどのように配向するのが望ましいかに依
存する。各電極に付着させる溶液の量は、溶液中のＤＮ
Ａ、ＲＮＡ、または他の分子、あるいはこれら全部の濃
度に依存する。
【００６２】前記の要因を決定するのに際し、得られる
最終構造が重要である。すなわち、電極３から電極５へ
の、１個のＤＮＡの架橋を形成しなければならない。容
量濃度は通常副次的である。流動する溶液も使用するこ
とができる。
最終構造が重要である。すなわち、電極３から電極５へ
の、１個のＤＮＡの架橋を形成しなければならない。容
量濃度は通常副次的である。流動する溶液も使用するこ
とができる。
【００６３】電極に所望の分子を付着させるため、溶液
を第１の電極および第２の電極に塗布した後、溶液を除
去する。２個の電極間への有機構造の付着を容易にする
ため、通常、溶液は、ある数の分子が電極に付着するの
に十分な時間、電極上に放置される。通常、溶液は約１
０分〜約２０分間放置する。
を第１の電極および第２の電極に塗布した後、溶液を除
去する。２個の電極間への有機構造の付着を容易にする
ため、通常、溶液は、ある数の分子が電極に付着するの
に十分な時間、電極上に放置される。通常、溶液は約１
０分〜約２０分間放置する。
【００６４】溶液の除去は、多数の方法により行うこと
ができる。たとえば、溶液を洗い流すことができる。た
とえば、溶液を洗い流すのに水を使用することができ
る。通常、溶液は−Ｓ−Ａｕ結合に付着するどのような
原子または基も含まない液体により洗い流す。また、加
熱せずに乾燥させてもよい。一例によれば、エア・ガン
を利用することができる。
ができる。たとえば、溶液を洗い流すことができる。た
とえば、溶液を洗い流すのに水を使用することができ
る。通常、溶液は−Ｓ−Ａｕ結合に付着するどのような
原子または基も含まない液体により洗い流す。また、加
熱せずに乾燥させてもよい。一例によれば、エア・ガン
を利用することができる。
【００６５】図４は、溶液を除去した後の、第１の電極
３および第２の電極５を示す。分子１７および１９は、
第１の電極および第２の電極に付着したままになる。
３および第２の電極５を示す。分子１７および１９は、
第１の電極および第２の電極に付着したままになる。
【００６６】アンカー分子となる分子１７および１９を
電極に付着させた後、第１の電極と第２の電極の間に延
びる構造を、たとえば図５に示すように塗布する。有機
構造がＤＮＡを含む場合、ＤＮＡを電極上と電極間の空
間の上にある基板に塗布する。有機構造は、溶液の形で
塗布する。電極間にＤＮＡを架橋させる方法の１つは、
ブラウン（Braun）他、「DNA-templated assembly and
electrode attachmentof a conducting silver wir
e」、Nature、Vol. 391、p.775〜777、1998年2月19日に
開示されており、その全文を参照として本明細書に添付
する。
電極に付着させた後、第１の電極と第２の電極の間に延
びる構造を、たとえば図５に示すように塗布する。有機
構造がＤＮＡを含む場合、ＤＮＡを電極上と電極間の空
間の上にある基板に塗布する。有機構造は、溶液の形で
塗布する。電極間にＤＮＡを架橋させる方法の１つは、
ブラウン（Braun）他、「DNA-templated assembly and
electrode attachmentof a conducting silver wir
e」、Nature、Vol. 391、p.775〜777、1998年2月19日に
開示されており、その全文を参照として本明細書に添付
する。
【００６７】第１の電極と第２の電極との間に延びる１
個または複数のＤＮＡ分子を、基板と電極に塗布した
後、電極に付着させたアンカー分子などの有機構造に結
合させることができる。電極と、前記ＤＮＡなどのアン
カー分子に対するＤＮＡ分子の望ましい配向を促進させ
るため、第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ
を、それらに位置合わせする傾向の条件下に置くことが
できる。この条件は、ＤＮＡ分子を電場（Ｅフィール
ド）またはフロー・フィールドに置くことが含まれる。
電場を使用する場合は、約１０4〜約１０6Ｖ／ｃｍとす
ることができる。一方、フロー・フィールドを使用する
場合は、Ｖを約１〜約１００ｃｍ／秒とすることができ
る。
個または複数のＤＮＡ分子を、基板と電極に塗布した
後、電極に付着させたアンカー分子などの有機構造に結
合させることができる。電極と、前記ＤＮＡなどのアン
カー分子に対するＤＮＡ分子の望ましい配向を促進させ
るため、第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ
を、それらに位置合わせする傾向の条件下に置くことが
できる。この条件は、ＤＮＡ分子を電場（Ｅフィール
ド）またはフロー・フィールドに置くことが含まれる。
電場を使用する場合は、約１０4〜約１０6Ｖ／ｃｍとす
ることができる。一方、フロー・フィールドを使用する
場合は、Ｖを約１〜約１００ｃｍ／秒とすることができ
る。
【００６８】特定の方法でＤＮＡの位置合わせを促進さ
せることにより、少なくとも１個のＤＮＡ分子が、確実
に第１の電極と第２の電極の間に延びるようになる。通
常、どのようにして「ＤＮＡ架橋」のみが電極間に形成
されるか問題である。さらに、通常、図５にＤＮＡ架橋
が示される領域の外側にＤＮＡ架橋は延びない。
せることにより、少なくとも１個のＤＮＡ分子が、確実
に第１の電極と第２の電極の間に延びるようになる。通
常、どのようにして「ＤＮＡ架橋」のみが電極間に形成
されるか問題である。さらに、通常、図５にＤＮＡ架橋
が示される領域の外側にＤＮＡ架橋は延びない。
【００６９】１個または複数のＤＮＡ架橋の形成を容易
にするために、ＤＮＡの標識に蛍光染料を使用すること
ができる。実験は顕微鏡下で行う。１個の架橋が形成す
ると直ちに、ＤＮＡを含有する溶液を電極部分から除去
する。
にするために、ＤＮＡの標識に蛍光染料を使用すること
ができる。実験は顕微鏡下で行う。１個の架橋が形成す
ると直ちに、ＤＮＡを含有する溶液を電極部分から除去
する。
【００７０】１個または複数のＤＮＡ分子を第１の電極
および第２の電極に結合させた後、第１の電極と第２の
電極の間に「架橋」を形成する各ＤＮＡ分子中に少なく
とも１個のＲループを形成することができる。Ｒループ
は通常、前記の第３の電極など、他の電極の上に配置し
た第１の電極と第２の電極の間にあるＤＮＡ分子の領域
中に形成する。Ｒループの形成については、上述のとお
りである。図６は、第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子２１を示す。このＤＮＡ分子は、第３の電
極１１上のＤＮＡ分子の領域に１個のＲループ２７を含
む。
および第２の電極に結合させた後、第１の電極と第２の
電極の間に「架橋」を形成する各ＤＮＡ分子中に少なく
とも１個のＲループを形成することができる。Ｒループ
は通常、前記の第３の電極など、他の電極の上に配置し
た第１の電極と第２の電極の間にあるＤＮＡ分子の領域
中に形成する。Ｒループの形成については、上述のとお
りである。図６は、第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子２１を示す。このＤＮＡ分子は、第３の電
極１１上のＤＮＡ分子の領域に１個のＲループ２７を含
む。
【００７１】１個または複数のＲループの形成後、ナノ
粒子２９をＤＮＡ分子に結合させることができる。この
ナノ粒子は、Ｒループ内にあり、ＲＮＡ分子に付着して
いないＤＮＡ分子の一部に結合することができる。ＤＮ
Ａ分子へのナノ粒子の付着を達成させるため、ナノ粒子
の懸濁液を生成することができる。この懸濁液は、上述
のように表面を変性したナノ粒子を含む。このナノ粒子
は、約０．１％〜約１０％の濃度で、水に懸濁すること
ができる。
粒子２９をＤＮＡ分子に結合させることができる。この
ナノ粒子は、Ｒループ内にあり、ＲＮＡ分子に付着して
いないＤＮＡ分子の一部に結合することができる。ＤＮ
Ａ分子へのナノ粒子の付着を達成させるため、ナノ粒子
の懸濁液を生成することができる。この懸濁液は、上述
のように表面を変性したナノ粒子を含む。このナノ粒子
は、約０．１％〜約１０％の濃度で、水に懸濁すること
ができる。
【００７２】溶液を生成した後、この溶液をＲループ上
の領域に注入する。ナノ粒子２９に付着した「機能化」
ヌクレオチド３１、原子、または分子、あるいはこれら
全部が、Ｒループ内のＤＮＡに結合する。図７は、ヌク
レオチド３１が付着したナノ粒子２９を示す。図７に示
す実施態様では、４つのヌクレオチドがナノ粒子に付着
している。通常、約１個〜約１０，０００個のヌクレオ
チドがナノ粒子に付着する。ナノ粒子に付着した１個ま
たは複数のヌクレオチドは、上に詳細に述べたように、
Ｒループ内の１個または複数のヌクレオチドと相補的で
ある。
の領域に注入する。ナノ粒子２９に付着した「機能化」
ヌクレオチド３１、原子、または分子、あるいはこれら
全部が、Ｒループ内のＤＮＡに結合する。図７は、ヌク
レオチド３１が付着したナノ粒子２９を示す。図７に示
す実施態様では、４つのヌクレオチドがナノ粒子に付着
している。通常、約１個〜約１０，０００個のヌクレオ
チドがナノ粒子に付着する。ナノ粒子に付着した１個ま
たは複数のヌクレオチドは、上に詳細に述べたように、
Ｒループ内の１個または複数のヌクレオチドと相補的で
ある。
【００７３】ＤＮＡ分子に結合するナノ粒子上のヌクレ
オチドの場合、ナノ粒子上のヌクレオチドは、１個また
は複数のＤＮＡ分子のヌクレオチドと水素結合すること
ができる。
オチドの場合、ナノ粒子上のヌクレオチドは、１個また
は複数のＤＮＡ分子のヌクレオチドと水素結合すること
ができる。
【００７４】図８（ａ）は、第１の電極３と第２の電極
５との間に延びるＤＮＡ分子を示す。このＤＮＡ分子
は、Ｒループ内のＤＮＡ分子に結合した１個のナノ粒子
を有する１個のＲループを含む。図８（ｂ）は、Ｒルー
プ２７を有する、ＲＮＡ３３に付着した、二重らせん構
造で、さらにナノ粒子２９とそれに付着したヌクレオチ
ド３１を有する、ＤＮＡ分子の実施態様の拡大図を示
す。
５との間に延びるＤＮＡ分子を示す。このＤＮＡ分子
は、Ｒループ内のＤＮＡ分子に結合した１個のナノ粒子
を有する１個のＲループを含む。図８（ｂ）は、Ｒルー
プ２７を有する、ＲＮＡ３３に付着した、二重らせん構
造で、さらにナノ粒子２９とそれに付着したヌクレオチ
ド３１を有する、ＤＮＡ分子の実施態様の拡大図を示
す。
【００７５】１個または複数のナノ粒子を第１の電極と
第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子に付着させた後、
導電性材料をＤＮＡ分子の上に設けることができる。銀
の付着の一例は上述のとおりである。第１の電極と第２
の電極との間に延びるＤＮＡ分子に銀を付着させても、
銀イオンの密度が低いため、Ｒループ上には銀の顕著な
シーディングおよび付着は生じない。
第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子に付着させた後、
導電性材料をＤＮＡ分子の上に設けることができる。銀
の付着の一例は上述のとおりである。第１の電極と第２
の電極との間に延びるＤＮＡ分子に銀を付着させても、
銀イオンの密度が低いため、Ｒループ上には銀の顕著な
シーディングおよび付着は生じない。
【００７６】Ａｇ+イオンは、ＤＮＡのバックボーン中
のリン酸イオンと塩を生成する。二重らせん中で、リン
酸イオンのＯ-は、二重らせんの周囲に均一に分布す
る。しかし、鎖を形成するＲループ中での密度は約５０
％低い。また、熱振動により、ＡｇイオンがＲループ上
でＡｇに還元するにつれて、高密度領域、すなわち二重
らせん領域に移行する。
のリン酸イオンと塩を生成する。二重らせん中で、リン
酸イオンのＯ-は、二重らせんの周囲に均一に分布す
る。しかし、鎖を形成するＲループ中での密度は約５０
％低い。また、熱振動により、ＡｇイオンがＲループ上
でＡｇに還元するにつれて、高密度領域、すなわち二重
らせん領域に移行する。
【００７７】図９は、第１の電極と第２の電極に付着さ
せたＤＮＡ分子１７および１９に結合させることによ
り、第１の電極３と第２の電極５との間に延びるＤＮＡ
分子２１上に、導電性材料３５をメッキした後の、本発
明の一実施態様を示す平面図である。このＤＮＡ分子
は、少なくとも１個のヌクレオチド３１が結合したナノ
粒子２９を有する１個のＲループ２７を含む。図９に示
す構造により、ＤＮＡ分子２１上の導電性材料３５とナ
ノ粒子２９との間に静電結合３７が生じる。
せたＤＮＡ分子１７および１９に結合させることによ
り、第１の電極３と第２の電極５との間に延びるＤＮＡ
分子２１上に、導電性材料３５をメッキした後の、本発
明の一実施態様を示す平面図である。このＤＮＡ分子
は、少なくとも１個のヌクレオチド３１が結合したナノ
粒子２９を有する１個のＲループ２７を含む。図９に示
す構造により、ＤＮＡ分子２１上の導電性材料３５とナ
ノ粒子２９との間に静電結合３７が生じる。
【００７８】図１０は、図９に示す実施態様の断面図で
ある。図１０に見られるように、図示された構造でも、
ナノ粒子２９と電極１１との間に静電結合３９が生じ
る。この電極１１はゲート電極と考えられる。
ある。図１０に見られるように、図示された構造でも、
ナノ粒子２９と電極１１との間に静電結合３９が生じ
る。この電極１１はゲート電極と考えられる。
【００７９】電極、電極間に延びるＤＮＡ分子、Ｒルー
プ、ナノ粒子、または電極間の相互結合、または電極間
に延びるＤＮＡ分子上に配置した導電性材料、あるいは
これら全部の数を操作することにより、本発明による構
造を有する各種のデバイスを製造することができる。本
発明の構造中の条件を操作することにより、ある種の効
果を生み出すこともできる。たとえば、あるバイアス
で、第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子
上の導電性材料中を流れる電流は、ナノ粒子の電荷を調
整することにより制御することができる。これは、上述
の、シーボー（Seabaugh）他が詳細に記載した、通常の
共鳴トンネル・デバイスで行われる。
プ、ナノ粒子、または電極間の相互結合、または電極間
に延びるＤＮＡ分子上に配置した導電性材料、あるいは
これら全部の数を操作することにより、本発明による構
造を有する各種のデバイスを製造することができる。本
発明の構造中の条件を操作することにより、ある種の効
果を生み出すこともできる。たとえば、あるバイアス
で、第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子
上の導電性材料中を流れる電流は、ナノ粒子の電荷を調
整することにより制御することができる。これは、上述
の、シーボー（Seabaugh）他が詳細に記載した、通常の
共鳴トンネル・デバイスで行われる。
【００８０】これらの線に沿って、図１１は、図９に示
す実施態様中の電極３および５に類似する、２個の電極
４１および４３を含む、本発明の一実施態様を示す。図
１１に示した実施態様も、電極４１と電極４３の間に延
びる少なくとも１個のＤＮＡ分子４５を含む有機構造を
含む。導電性材料４７が、ＤＮＡ分子の上に配置されて
いる。このＤＮＡ分子は、それぞれ１個のナノ粒子５３
および５５が結合した２個のＲループ４９および５１を
含んでいる。さらに、図１１に示す実施態様は、図９に
示す実施態様中の電極１１に類似する、ゲート電極とし
て機能する、Ｒループ４９および５１と、付随するナノ
粒子５３および５５の下に配置した、２個の電極５７お
よび５９を含む。図１１に示す構造も、ＡＮＤゲートを
形成することができる。
す実施態様中の電極３および５に類似する、２個の電極
４１および４３を含む、本発明の一実施態様を示す。図
１１に示した実施態様も、電極４１と電極４３の間に延
びる少なくとも１個のＤＮＡ分子４５を含む有機構造を
含む。導電性材料４７が、ＤＮＡ分子の上に配置されて
いる。このＤＮＡ分子は、それぞれ１個のナノ粒子５３
および５５が結合した２個のＲループ４９および５１を
含んでいる。さらに、図１１に示す実施態様は、図９に
示す実施態様中の電極１１に類似する、ゲート電極とし
て機能する、Ｒループ４９および５１と、付随するナノ
粒子５３および５５の下に配置した、２個の電極５７お
よび５９を含む。図１１に示す構造も、ＡＮＤゲートを
形成することができる。
【００８１】他の代替実施態様によれば、本発明は図１
２に示すような構造を含むことができる。図１２は、図
９に示すような実施態様を２個含む本発明の一実施態様
を示す。したがって、図１２に示す本発明の実施態様
は、２対の電極６１、６３および６５、６７を含む。図
１２に示す実施態様はまた、それぞれが電極６１と６
３、および電極６５と６７の間に延びる、少なくとも１
個のＤＮＡ分子６９および７１を含む１対の有機構造を
含む。導電性材料７３および７５をそれぞれＤＮＡ分子
６９および７１の上に配置する。ＤＮＡ分子はそれぞれ
１個のＲループ７７および７９を含み、各Ｒループに
は、それぞれ１個のナノ粒子８１および８３が結合して
いる。さらに、図１２に示す実施態様は、図９に示す実
施態様中の電極１１に類似する、ゲート電極として機能
する、Ｒループ７７および７９と、付随するナノ粒子８
１および８３の下に配置した電極８５および８７を含
む。
２に示すような構造を含むことができる。図１２は、図
９に示すような実施態様を２個含む本発明の一実施態様
を示す。したがって、図１２に示す本発明の実施態様
は、２対の電極６１、６３および６５、６７を含む。図
１２に示す実施態様はまた、それぞれが電極６１と６
３、および電極６５と６７の間に延びる、少なくとも１
個のＤＮＡ分子６９および７１を含む１対の有機構造を
含む。導電性材料７３および７５をそれぞれＤＮＡ分子
６９および７１の上に配置する。ＤＮＡ分子はそれぞれ
１個のＲループ７７および７９を含み、各Ｒループに
は、それぞれ１個のナノ粒子８１および８３が結合して
いる。さらに、図１２に示す実施態様は、図９に示す実
施態様中の電極１１に類似する、ゲート電極として機能
する、Ｒループ７７および７９と、付随するナノ粒子８
１および８３の下に配置した電極８５および８７を含
む。
【００８２】図１２に示す構造は、ＯＲゲートを形成す
ることができる。これは、電極６１と６５の間の電気的
接続８９、電極６３と６７の間の電気的接続９１、およ
びゲート電極８５および８７への電気的接続９３および
９５をそれぞれ設けることにより達成される。
ることができる。これは、電極６１と６５の間の電気的
接続８９、電極６３と６７の間の電気的接続９１、およ
びゲート電極８５および８７への電気的接続９３および
９５をそれぞれ設けることにより達成される。
【００８３】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００８４】（１）有機構造と、前記有機構造の選択さ
れた位置に結合する無機原子とを含む、製造品。 （２）前記無機原子が導電体を形成する、上記（１）に
記載の製造品。 （３）前記有機構造がＤＮＡを含む、上記（１）に記載
の製造品。 （４）Ｒループを含むＤＮＡ分子と、Ｒループ内部のＤ
ＮＡ分子に結合したナノ粒子とを含む構造。 （５）前記ナノ粒子が、強磁性体、共誘電体、または半
導体である、上記（４）に記載の構造。 （６）前記構造が、Ｒループの２側面への導体を形成す
る、上記（４）に記載の構造。 （７）前記ナノ粒子が、半導体、金属、および合金から
なる群から選択された少なくとも１つの材料を含む、上
記（５）に記載の構造。 （８）バイオ分子によって位置決めされた電極と、前記
バイオ分子から隔離されたナノ粒子とを含む構造。 （９）自己組織化された有機テンプレートを利用して無
機材料を自己組織化する方法であって、有機構造を形成
するステップと、前記有機構造の選択された位置に無機
原子を結合させるステップとを含む方法。 （１０）基板と、前記基板上の第１の電極および第２の
電極と、第１の電極と第２の電極の間に延びる有機分子
と、前記有機分子に結合したナノ粒子とを含む構造。 （１１）前記第１の電極および第２の電極が金を含む、
上記（１０）に記載の構造。 （１２）前記有機分子がＤＮＡである、上記（１０）に
記載の構造。 （１３）前記ＤＮＡが、２本鎖である、上記（１２）に
記載の構造。 （１４）前記ＤＮＡが、λ−ＤＮＡである、上記（１
２）に記載の構造。 （１５）第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ
分子がＲループを含み、前記ナノ粒子がＲループ内のＤ
ＮＡ分子に結合している、上記（１２）に記載の構造。 （１６）Ｒループ内のＤＮＡの、１本の鎖と相補的なＲ
ＮＡ鎖をさらに含む、上記（１５）に記載の構造。 （１７）少なくとも１つのヌクレオチドがナノ粒子に結
合している、上記（１５）に記載の構造。 （１８）前記少なくとも１つのヌクレオチドが、Ｒルー
プ内のＤＮＡ分子の、少なくとも１つのヌクレオチドと
相補的である、上記（１７）に記載の構造。 （１９）前記少なくとも１つのヌクレオチドが、前記第
１の電極と第２の電極から等間隔の位置にあるＲループ
内のＤＮＡ分子の、少なくとも１つのヌクレオチドと相
補的である、上記（１７）に記載の構造。 （２０）前記第１の電極と第２の電極の表面に結合した
有機分子をさらに含む、上記（１０）に記載の構造。 （２１）前記第１の電極と第２の電極の表面に結合した
有機分子がＤＮＡである、上記（２０）に記載の構造。 （２２）前記第１の電極と第２の電極の表面に結合した
ＤＮＡ分子が、末端にイオウを有し、一本鎖である、上
記（２０）に記載の構造。 （２３）前記第１の電極に結合したＤＮＡ分子が、前記
第２の電極に結合したＤＮＡ分子と異なる配列を有す
る、上記（２１）に記載の構造。 （２４）前記第１の電極と第２の電極に結合したＤＮＡ
分子が、５個〜２０個の塩基対を含む、上記（２１）に
記載の構造。 （２５）前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮ
Ａ分子が、前記第１の電極と第２の電極の表面に結合し
たＤＮＡ分子とハイブリッドを形成する、上記（２１）
に記載の構造。 （２６）前記第１の電極と第２の電極の間に延びる有機
分子上に、導電性材料をさらに含む、上記（１０）に記
載の構造。 （２７）前記有機分子がＤＮＡであり、前記導電性材料
が、前記ＤＮＡ分子のリン酸基に結合した銀イオンを含
む、上記（２６）に記載の構造。 （２８）前記有機分子がＤＮＡであり、前記導電性材料
が、前記ＤＮＡ分子上の金属銀を含む、上記（２６）に
記載の構造。 （２９）前記第１の電極と第２の電極の間にある基板上
に、第３の電極をさらに含む、上記（１０）に記載の構
造。 （３０）前記第３の電極が、前記第１および第２の電極
から等間隔である、上記（２９）に記載の構造。 （３１）前記第３の電極の幅が、約１００ｎｍ〜約５０
００ｎｍである、上記（２９）に記載の構造。 （３２）前記第３の電極の厚みが、１００ｎｍ未満であ
る、上記（２９）に記載の構造。 （３３）前記第３の電極が、前記第１の電極と第２の電
極の間に延びる有機分子に垂直である、上記（２９）に
記載の構造。 （３４）前記有機分子が、前記第３の電極に接触する、
上記（２９）に記載の構造。 （３５）２つの電極が、約１μｍ〜約１００μｍの間隔
で分離されている、上記（１０）に記載の構造。 （３６）前記第１の電極および第２の電極が、酸素を含
有しない材料でできている、上記（１０）に記載の構
造。 （３７）前記第１の電極および第２の電極の末端が、相
互に面する鋭い先端を有する、上記（１０）に記載の構
造。 （３８）前記基板が、ガラスを含有する材料でできてい
る、上記（１０）に記載の構造。 （３９）前記第１の電極と第２の電極の間に位置する第
４の電極をさらに含む、上記（１０）に記載の構造。 （４０）前記第４の電極の幅が、約１００ｎｍ〜約５０
００ｎｍである、上記（３９）に記載の構造。 （４１）前記第４の電極の厚みが、１００ｎｍ未満であ
る、上記（３９）に記載の構造。 （４２）前記第４の電極が、前記第１の電極と第２の電
極の間に延びる有機分子に垂直である、上記（３９）に
記載の構造。 （４３）前記有機分子が、前記第３の電極および第４の
電極に接触する、上記（３９）に記載の構造。 （４４）前記電極と、前記第１の電極と第２の電極の間
に延びる有機分子とがＡＮＤゲートを形成する、上記
（４３）に記載の構造。 （４５）前記基板上に第３の電極および第４の電極と、
前記第３の電極と第４の電極の間に延びる第２の有機分
子と、前記第２の有機分子に結合したナノ粒子をさらに
含む、上記（１０）に記載の構造。 （４６）前記基板上の、少なくとも前記第１の電極と第
２の電極の間に配置された第５の電極と、前記基板上
の、少なくとも前記第３の電極と第４の電極の間に配置
された第６の電極をさらに含む、上記（４５）に記載の
構造。 （４７）前記有機分子が、前記第５の電極および第６の
電極に接触し、前記電極と前記有機分子が電気的に接続
されてＯＲゲートを形成する、上記（４６）に記載の構
造。 （４８）前記第１の電極と第２の電極のうち一方が、前
記第３の電極と第４の電極のうち一方と電気的に接続さ
れ、前記第１の電極と第２の電極のうち他方が、前記第
３の電極と第４の電極のうち他方と電気的に接続されて
いる、上記（４７）に記載の構造。 （４９）前記有機分子に結合した複数のナノ粒子を含
む、上記（１０）に記載の構造。 （５０）基板上に第１の電極を形成するステップと、基
板上に第２の電極を形成するステップと、前記第１の電
極と第２の電極との間に延びる有機分子を配設するステ
ップと、前記有機分子の少なくとも１箇所に少なくとも
１つのナノ粒子を挿入するステップとを含む方法。 （５１）前記有機分子上に導電性材料を配置するステッ
プをさらに含む、上記（５０）に記載の方法。 （５２）前記第１の電極と第２の電極上に有機分子を配
置するステップをさらに含む、上記（５０）に記載の方
法。 （５３）前記第１の電極と第２の電極との間に延び、前
記第１の電極と第２の電極上に付着する有機分子がＤＮ
Ａである、上記（５２）に記載の方法。 （５４）前記第１の電極と第２の電極に付着するＤＮＡ
分子が１本鎖であり、末端にイオウを有し、約５個〜約
２０個の塩基を含有し、異なる塩基配列を有し、前記第
１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子が、前記
第１の電極と第２の電極に結合するＤＮＡ分子と相補的
であり、これらのＤＮＡ分子とハイブリッドを形成する
付着末端を含む、上記（５３）に記載の方法。 （５５）第１の電極および第２の電極にＤＮＡ分子を付
着させるステップと、前記第１の電極と第２の電極の間
に延びるＤＮＡ分子を、第１の電極および第２の電極に
付着したＤＮＡ分子に結合させるステップとをさらに含
む、上記（５３）に記載の方法。 （５６）前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮ
Ａ分子中に、前記第１の電極と第２の電極の間に延びる
ＤＮＡ分子の少なくとも一部分に相補的な少なくとも１
つのＲＮＡ鎖を使用して、少なくとも１つのＲループを
形成するステップと、ＲＮＡ分子に付着しない各Ｒルー
プ内のＤＮＡの一部分にナノ粒子を付着させるステップ
とをさらに含む、上記（５５）に記載の方法。 （５７）前記第１の電極および第２の電極に有機分子を
付着させるステップが、第１の電極に付着させるＤＮＡ
分子の溶液を調製するステップと、第２の電極に付着さ
せるＤＮＡ分子の溶液を調製するステップと、一方の電
極に第１の溶液を、他方の電極に第２の溶液を塗布して
イオウを電極に付着させ、前記溶液を洗い流すステップ
とをさらに含む、上記（５４）に記載の方法。 （５８）前記第１の電極と第２の電極との間に延びるＤ
ＮＡ分子の溶液を、基板上の第１の電極と第２の電極の
間に注入するステップと、第１の電極と第２の電極の間
に延びるＤＮＡ分子を第１の電極と第２の電極の間に位
置合わせするステップとをさらに含む、上記（５７）に
記載の方法。 （５９）前記第１の電極と第２の電極との間にフロー・
フィールドまたは電場を誘導することにより、ＤＮＡ分
子の位置合わせを行う、上記（５８）に記載の方法。 （６０）前記第１の電極と第２の電極の間に、第１の電
極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子の一部に対して
相補的なＲＮＡ鎖を使用して、第１の電極と第２の電極
の間に延びるＤＮＡ分子中にＲループを形成するステッ
プと、ＲＮＡ分子に付着していないＲループ中のＤＮＡ
の一部にナノ粒子を付着させるステップをさらに含む、
上記（５９）に記載の方法。 （６１）Ｒループ内のＤＮＡに付着させる前に、Ｒルー
プ内のＤＮＡループの部分の、少なくとも１個の塩基に
相補的な少なくとも１個のヌクレオチドにより、ナノ粒
子を機能化させるステップをさらに含む、上記（５６）
または（６０）に記載の方法。 （６２）ナノ粒子の懸濁液を生成し、前記第１の電極と
第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上に、前記ナノ粒
子の懸濁液を注入するステップをさらに含む、上記（６
１）に記載の方法。 （６３）前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮ
Ａ分子上に、導電性材料を付着させるステップをさらに
含む、上記（６２）に記載の方法。 （６４）基板を、銀を含有する溶液に浸漬して、ＤＮＡ
分子のリン酸基との銀塩を生成させることにより、前記
第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上
に、導電性材料を付着させる方法において、前記第１の
電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上に付着さ
せた銀塩を、金属銀に還元するステップをさらに含む、
上記（６３）に記載の方法。 （６５）前記銀塩を還元するステップが、銀塩を還元剤
に露出するステップを含む、上記（６４）に記載の方
法。 （６６）前記銀塩を還元するステップが、銀塩をハイド
ロキノン／ＯＨ-に露出した後、ハイドロキノン／Ｈ+に
露出するステップを含む、上記（６５）に記載の方法。 （６７）前記第１の電極と第２の電極との間の、基板上
に第３の電極を設けるステップをさらに含む、上記（５
１）に記載の方法。 （６８）有機分子上の導電材料と、前記第３の電極との
間に静電結合を形成するステップをさらに含む、上記
（６７）に記載の方法。 （６９）有機分子上の導電材料と、前記第３の電極とを
電気的に接続して、ＯＲゲートを形成するステップをさ
らに含む、上記（６７）に記載の方法。 （７０）基板上に第３の電極と第４の電極を設けるステ
ップと、前記第３の電極と第４の電極との間に第２の有
機分子を延ばし、少なくとも１個のナノ粒子を前記第２
の有機分子に結合させるステップとをさらに含む、上記
（５０）に記載の方法。 （７１）基板上に、少なくとも前記第１の電極と第２の
電極との間に配置した第５の電極を設けるステップと、
基板上に、少なくとも前記第３の電極と第４の電極との
間に配置した第６の電極を設けるステップをさらに含
む、上記（６８）に記載の方法。 （７２）前記有機分子と前記電極とを電気的に接続し
て、ＯＲゲートを形成するステップをさらに含む、上記
（７０）に記載の方法。 （７３）前記第１の電極と第２の電極の一方を、前記第
３の電極と第４の電極の一方と電気的に接続するステッ
プと、前記第１の電極と第２の電極の他方を、前記第３
の電極と第４の電極の他方と電気的に接続するステップ
をさらに含む、上記（７０）に記載の方法。 （７４）複数のナノ粒子が、前記有機分子の複数の位置
に挿入される、上記（５０）に記載の方法。 （７５）基板と、前記基板上の第１の電極および第２の
電極と、前記第１の電極と第２の電極との間に延びる有
機分子と、前記有機分子に結合するナノ粒子と、前記有
機分子上の導電性材料とを含むデバイスを制御する方法
であって、前記導電性材料中にバイアスを形成するステ
ップと、前記ナノ粒子中の電荷を調整して、前記導電性
材料中で電流変化を生じさせるステップとを含む方法。
れた位置に結合する無機原子とを含む、製造品。 （２）前記無機原子が導電体を形成する、上記（１）に
記載の製造品。 （３）前記有機構造がＤＮＡを含む、上記（１）に記載
の製造品。 （４）Ｒループを含むＤＮＡ分子と、Ｒループ内部のＤ
ＮＡ分子に結合したナノ粒子とを含む構造。 （５）前記ナノ粒子が、強磁性体、共誘電体、または半
導体である、上記（４）に記載の構造。 （６）前記構造が、Ｒループの２側面への導体を形成す
る、上記（４）に記載の構造。 （７）前記ナノ粒子が、半導体、金属、および合金から
なる群から選択された少なくとも１つの材料を含む、上
記（５）に記載の構造。 （８）バイオ分子によって位置決めされた電極と、前記
バイオ分子から隔離されたナノ粒子とを含む構造。 （９）自己組織化された有機テンプレートを利用して無
機材料を自己組織化する方法であって、有機構造を形成
するステップと、前記有機構造の選択された位置に無機
原子を結合させるステップとを含む方法。 （１０）基板と、前記基板上の第１の電極および第２の
電極と、第１の電極と第２の電極の間に延びる有機分子
と、前記有機分子に結合したナノ粒子とを含む構造。 （１１）前記第１の電極および第２の電極が金を含む、
上記（１０）に記載の構造。 （１２）前記有機分子がＤＮＡである、上記（１０）に
記載の構造。 （１３）前記ＤＮＡが、２本鎖である、上記（１２）に
記載の構造。 （１４）前記ＤＮＡが、λ−ＤＮＡである、上記（１
２）に記載の構造。 （１５）第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ
分子がＲループを含み、前記ナノ粒子がＲループ内のＤ
ＮＡ分子に結合している、上記（１２）に記載の構造。 （１６）Ｒループ内のＤＮＡの、１本の鎖と相補的なＲ
ＮＡ鎖をさらに含む、上記（１５）に記載の構造。 （１７）少なくとも１つのヌクレオチドがナノ粒子に結
合している、上記（１５）に記載の構造。 （１８）前記少なくとも１つのヌクレオチドが、Ｒルー
プ内のＤＮＡ分子の、少なくとも１つのヌクレオチドと
相補的である、上記（１７）に記載の構造。 （１９）前記少なくとも１つのヌクレオチドが、前記第
１の電極と第２の電極から等間隔の位置にあるＲループ
内のＤＮＡ分子の、少なくとも１つのヌクレオチドと相
補的である、上記（１７）に記載の構造。 （２０）前記第１の電極と第２の電極の表面に結合した
有機分子をさらに含む、上記（１０）に記載の構造。 （２１）前記第１の電極と第２の電極の表面に結合した
有機分子がＤＮＡである、上記（２０）に記載の構造。 （２２）前記第１の電極と第２の電極の表面に結合した
ＤＮＡ分子が、末端にイオウを有し、一本鎖である、上
記（２０）に記載の構造。 （２３）前記第１の電極に結合したＤＮＡ分子が、前記
第２の電極に結合したＤＮＡ分子と異なる配列を有す
る、上記（２１）に記載の構造。 （２４）前記第１の電極と第２の電極に結合したＤＮＡ
分子が、５個〜２０個の塩基対を含む、上記（２１）に
記載の構造。 （２５）前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮ
Ａ分子が、前記第１の電極と第２の電極の表面に結合し
たＤＮＡ分子とハイブリッドを形成する、上記（２１）
に記載の構造。 （２６）前記第１の電極と第２の電極の間に延びる有機
分子上に、導電性材料をさらに含む、上記（１０）に記
載の構造。 （２７）前記有機分子がＤＮＡであり、前記導電性材料
が、前記ＤＮＡ分子のリン酸基に結合した銀イオンを含
む、上記（２６）に記載の構造。 （２８）前記有機分子がＤＮＡであり、前記導電性材料
が、前記ＤＮＡ分子上の金属銀を含む、上記（２６）に
記載の構造。 （２９）前記第１の電極と第２の電極の間にある基板上
に、第３の電極をさらに含む、上記（１０）に記載の構
造。 （３０）前記第３の電極が、前記第１および第２の電極
から等間隔である、上記（２９）に記載の構造。 （３１）前記第３の電極の幅が、約１００ｎｍ〜約５０
００ｎｍである、上記（２９）に記載の構造。 （３２）前記第３の電極の厚みが、１００ｎｍ未満であ
る、上記（２９）に記載の構造。 （３３）前記第３の電極が、前記第１の電極と第２の電
極の間に延びる有機分子に垂直である、上記（２９）に
記載の構造。 （３４）前記有機分子が、前記第３の電極に接触する、
上記（２９）に記載の構造。 （３５）２つの電極が、約１μｍ〜約１００μｍの間隔
で分離されている、上記（１０）に記載の構造。 （３６）前記第１の電極および第２の電極が、酸素を含
有しない材料でできている、上記（１０）に記載の構
造。 （３７）前記第１の電極および第２の電極の末端が、相
互に面する鋭い先端を有する、上記（１０）に記載の構
造。 （３８）前記基板が、ガラスを含有する材料でできてい
る、上記（１０）に記載の構造。 （３９）前記第１の電極と第２の電極の間に位置する第
４の電極をさらに含む、上記（１０）に記載の構造。 （４０）前記第４の電極の幅が、約１００ｎｍ〜約５０
００ｎｍである、上記（３９）に記載の構造。 （４１）前記第４の電極の厚みが、１００ｎｍ未満であ
る、上記（３９）に記載の構造。 （４２）前記第４の電極が、前記第１の電極と第２の電
極の間に延びる有機分子に垂直である、上記（３９）に
記載の構造。 （４３）前記有機分子が、前記第３の電極および第４の
電極に接触する、上記（３９）に記載の構造。 （４４）前記電極と、前記第１の電極と第２の電極の間
に延びる有機分子とがＡＮＤゲートを形成する、上記
（４３）に記載の構造。 （４５）前記基板上に第３の電極および第４の電極と、
前記第３の電極と第４の電極の間に延びる第２の有機分
子と、前記第２の有機分子に結合したナノ粒子をさらに
含む、上記（１０）に記載の構造。 （４６）前記基板上の、少なくとも前記第１の電極と第
２の電極の間に配置された第５の電極と、前記基板上
の、少なくとも前記第３の電極と第４の電極の間に配置
された第６の電極をさらに含む、上記（４５）に記載の
構造。 （４７）前記有機分子が、前記第５の電極および第６の
電極に接触し、前記電極と前記有機分子が電気的に接続
されてＯＲゲートを形成する、上記（４６）に記載の構
造。 （４８）前記第１の電極と第２の電極のうち一方が、前
記第３の電極と第４の電極のうち一方と電気的に接続さ
れ、前記第１の電極と第２の電極のうち他方が、前記第
３の電極と第４の電極のうち他方と電気的に接続されて
いる、上記（４７）に記載の構造。 （４９）前記有機分子に結合した複数のナノ粒子を含
む、上記（１０）に記載の構造。 （５０）基板上に第１の電極を形成するステップと、基
板上に第２の電極を形成するステップと、前記第１の電
極と第２の電極との間に延びる有機分子を配設するステ
ップと、前記有機分子の少なくとも１箇所に少なくとも
１つのナノ粒子を挿入するステップとを含む方法。 （５１）前記有機分子上に導電性材料を配置するステッ
プをさらに含む、上記（５０）に記載の方法。 （５２）前記第１の電極と第２の電極上に有機分子を配
置するステップをさらに含む、上記（５０）に記載の方
法。 （５３）前記第１の電極と第２の電極との間に延び、前
記第１の電極と第２の電極上に付着する有機分子がＤＮ
Ａである、上記（５２）に記載の方法。 （５４）前記第１の電極と第２の電極に付着するＤＮＡ
分子が１本鎖であり、末端にイオウを有し、約５個〜約
２０個の塩基を含有し、異なる塩基配列を有し、前記第
１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子が、前記
第１の電極と第２の電極に結合するＤＮＡ分子と相補的
であり、これらのＤＮＡ分子とハイブリッドを形成する
付着末端を含む、上記（５３）に記載の方法。 （５５）第１の電極および第２の電極にＤＮＡ分子を付
着させるステップと、前記第１の電極と第２の電極の間
に延びるＤＮＡ分子を、第１の電極および第２の電極に
付着したＤＮＡ分子に結合させるステップとをさらに含
む、上記（５３）に記載の方法。 （５６）前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮ
Ａ分子中に、前記第１の電極と第２の電極の間に延びる
ＤＮＡ分子の少なくとも一部分に相補的な少なくとも１
つのＲＮＡ鎖を使用して、少なくとも１つのＲループを
形成するステップと、ＲＮＡ分子に付着しない各Ｒルー
プ内のＤＮＡの一部分にナノ粒子を付着させるステップ
とをさらに含む、上記（５５）に記載の方法。 （５７）前記第１の電極および第２の電極に有機分子を
付着させるステップが、第１の電極に付着させるＤＮＡ
分子の溶液を調製するステップと、第２の電極に付着さ
せるＤＮＡ分子の溶液を調製するステップと、一方の電
極に第１の溶液を、他方の電極に第２の溶液を塗布して
イオウを電極に付着させ、前記溶液を洗い流すステップ
とをさらに含む、上記（５４）に記載の方法。 （５８）前記第１の電極と第２の電極との間に延びるＤ
ＮＡ分子の溶液を、基板上の第１の電極と第２の電極の
間に注入するステップと、第１の電極と第２の電極の間
に延びるＤＮＡ分子を第１の電極と第２の電極の間に位
置合わせするステップとをさらに含む、上記（５７）に
記載の方法。 （５９）前記第１の電極と第２の電極との間にフロー・
フィールドまたは電場を誘導することにより、ＤＮＡ分
子の位置合わせを行う、上記（５８）に記載の方法。 （６０）前記第１の電極と第２の電極の間に、第１の電
極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子の一部に対して
相補的なＲＮＡ鎖を使用して、第１の電極と第２の電極
の間に延びるＤＮＡ分子中にＲループを形成するステッ
プと、ＲＮＡ分子に付着していないＲループ中のＤＮＡ
の一部にナノ粒子を付着させるステップをさらに含む、
上記（５９）に記載の方法。 （６１）Ｒループ内のＤＮＡに付着させる前に、Ｒルー
プ内のＤＮＡループの部分の、少なくとも１個の塩基に
相補的な少なくとも１個のヌクレオチドにより、ナノ粒
子を機能化させるステップをさらに含む、上記（５６）
または（６０）に記載の方法。 （６２）ナノ粒子の懸濁液を生成し、前記第１の電極と
第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上に、前記ナノ粒
子の懸濁液を注入するステップをさらに含む、上記（６
１）に記載の方法。 （６３）前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮ
Ａ分子上に、導電性材料を付着させるステップをさらに
含む、上記（６２）に記載の方法。 （６４）基板を、銀を含有する溶液に浸漬して、ＤＮＡ
分子のリン酸基との銀塩を生成させることにより、前記
第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上
に、導電性材料を付着させる方法において、前記第１の
電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上に付着さ
せた銀塩を、金属銀に還元するステップをさらに含む、
上記（６３）に記載の方法。 （６５）前記銀塩を還元するステップが、銀塩を還元剤
に露出するステップを含む、上記（６４）に記載の方
法。 （６６）前記銀塩を還元するステップが、銀塩をハイド
ロキノン／ＯＨ-に露出した後、ハイドロキノン／Ｈ+に
露出するステップを含む、上記（６５）に記載の方法。 （６７）前記第１の電極と第２の電極との間の、基板上
に第３の電極を設けるステップをさらに含む、上記（５
１）に記載の方法。 （６８）有機分子上の導電材料と、前記第３の電極との
間に静電結合を形成するステップをさらに含む、上記
（６７）に記載の方法。 （６９）有機分子上の導電材料と、前記第３の電極とを
電気的に接続して、ＯＲゲートを形成するステップをさ
らに含む、上記（６７）に記載の方法。 （７０）基板上に第３の電極と第４の電極を設けるステ
ップと、前記第３の電極と第４の電極との間に第２の有
機分子を延ばし、少なくとも１個のナノ粒子を前記第２
の有機分子に結合させるステップとをさらに含む、上記
（５０）に記載の方法。 （７１）基板上に、少なくとも前記第１の電極と第２の
電極との間に配置した第５の電極を設けるステップと、
基板上に、少なくとも前記第３の電極と第４の電極との
間に配置した第６の電極を設けるステップをさらに含
む、上記（６８）に記載の方法。 （７２）前記有機分子と前記電極とを電気的に接続し
て、ＯＲゲートを形成するステップをさらに含む、上記
（７０）に記載の方法。 （７３）前記第１の電極と第２の電極の一方を、前記第
３の電極と第４の電極の一方と電気的に接続するステッ
プと、前記第１の電極と第２の電極の他方を、前記第３
の電極と第４の電極の他方と電気的に接続するステップ
をさらに含む、上記（７０）に記載の方法。 （７４）複数のナノ粒子が、前記有機分子の複数の位置
に挿入される、上記（５０）に記載の方法。 （７５）基板と、前記基板上の第１の電極および第２の
電極と、前記第１の電極と第２の電極との間に延びる有
機分子と、前記有機分子に結合するナノ粒子と、前記有
機分子上の導電性材料とを含むデバイスを制御する方法
であって、前記導電性材料中にバイアスを形成するステ
ップと、前記ナノ粒子中の電荷を調整して、前記導電性
材料中で電流変化を生じさせるステップとを含む方法。
【図１】本発明による方法の実施態様の一段階（電極の
作成）における、本発明によるデバイスの実施態様を示
す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
作成）における、本発明によるデバイスの実施態様を示
す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】本発明により利用することができるＤＮＡ分子
の実施態様を示す図である。
の実施態様を示す図である。
【図３】本発明による方法の実施態様の一段階（ＤＮＡ
溶液の電極への塗付）における、本発明によるデバイス
の実施態様を示す断面図である。
溶液の電極への塗付）における、本発明によるデバイス
の実施態様を示す断面図である。
【図４】本発明による方法の実施態様の一段階（ＤＮＡ
分子の電極への付着）における、本発明によるデバイス
の実施態様を示す断面図である。
分子の電極への付着）における、本発明によるデバイス
の実施態様を示す断面図である。
【図５】本発明による方法の実施態様の一段階（ＤＮＡ
分子の架橋）における、本発明によるデバイスの実施態
様を示す断面図である。
分子の架橋）における、本発明によるデバイスの実施態
様を示す断面図である。
【図６】本発明による方法の実施態様の一段階（Ｒルー
プの作成）における、本発明によるデバイスの実施態様
を示す平面図である。
プの作成）における、本発明によるデバイスの実施態様
を示す平面図である。
【図７】本発明により利用することができるナノ粒子の
実施態様を示す図である。
実施態様を示す図である。
【図８】本発明による方法の実施態様の一段階（ナノ粒
子の付着）における、本発明によるデバイスの実施態様
を示す平面図（ａ）およびその部分拡大図（ｂ）であ
る。
子の付着）における、本発明によるデバイスの実施態様
を示す平面図（ａ）およびその部分拡大図（ｂ）であ
る。
【図９】本発明によるデバイスの実施態様を示す平面図
である。
である。
【図１０】図９に示すデバイスの実施態様を示す断面図
である。
である。
【図１１】ＡＮＤゲートを形成する本発明によるデバイ
スの実施態様を示す平面図である。
スの実施態様を示す平面図である。
【図１２】ＯＲゲートを形成する本発明によるデバイス
の実施態様を示す平面図である。
の実施態様を示す平面図である。
１ 基板 ３ 第１の電極 ５ 第２の電極 ７ 電極の尖端 ９ 電極の尖端 １１ 第３の電極 １７ ＤＮＡ分子 １９ ＤＮＡ分子 ２１ ＤＮＡ分子 ２７ Ｒループ ２９ ナノ粒子 ３１ ヌクレオチド ３５ 導電性材料 ３７ 静電結合 ３９ 静電結合 ４１ 電極 ４３ 電極 ４５ ＤＮＡ分子 ４７ 導電性材料 ４９ Ｒループ ５１ Ｒループ ５３ ナノ粒子 ５５ ナノ粒子 ６１ 電極 ６３ 電極 ６５ 電極 ６７ 電極 ６９ ＤＮＡ分子 ７１ ＤＮＡ分子 ７３ 導電性材料 ７５ 導電性材料 ７７ Ｒループ ７９ Ｒループ ８１ ナノ粒子 ８３ ナノ粒子 ８５ ゲート電極 ８７ ゲート電極 ８９ 電気的接続 ９１ 電気的接続 ９３ 電気的接続 ９５ 電気的接続
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラヴィ・エフ・サラフ アメリカ合衆国10510 ニューヨーク州ブ ライアー・クリフ・マナー ノース・ステ ート・ロード333 コプレイ・コート エ ル８ (72)発明者 ヘマンタ・ヴィクラマーシンゲ アメリカ合衆国10514 ニューヨーク州チ ャパクァ キング・ストリート600
Claims (75)
- 【請求項１】有機構造と、前記有機構造の選択された位
置に結合する無機原子とを含む、 製造品。 - 【請求項２】前記無機原子が導電体を形成する、請求項
１に記載の製造品。 - 【請求項３】前記有機構造がＤＮＡを含む、請求項１に
記載の製造品。 - 【請求項４】Ｒループを含むＤＮＡ分子と、 Ｒループ内部のＤＮＡ分子に結合したナノ粒子とを含む
構造。 - 【請求項５】前記ナノ粒子が、強磁性体、共誘電体、ま
たは半導体である、請求項４に記載の構造。 - 【請求項６】前記構造が、Ｒループの２側面への導体を
形成する、請求項４に記載の構造。 - 【請求項７】前記ナノ粒子が、半導体、金属、および合
金からなる群から選択された少なくとも１つの材料を含
む、請求項５に記載の構造。 - 【請求項８】バイオ分子によって位置決めされた電極
と、 前記バイオ分子から隔離されたナノ粒子とを含む構造。 - 【請求項９】自己組織化された有機テンプレートを利用
して無機材料を自己組織化する方法であって、 有機構造を形成するステップと、 前記有機構造の選択された位置に無機原子を結合させる
ステップとを含む方法。 - 【請求項１０】基板と、 前記基板上の第１の電極および第２の電極と、 第１の電極と第２の電極の間に延びる有機分子と、 前記有機分子に結合したナノ粒子とを含む構造。
- 【請求項１１】前記第１の電極および第２の電極が金を
含む、請求項１０に記載の構造。 - 【請求項１２】前記有機分子がＤＮＡである、請求項１
０に記載の構造。 - 【請求項１３】前記ＤＮＡが、２本鎖である、請求項１
２に記載の構造。 - 【請求項１４】前記ＤＮＡが、λ−ＤＮＡである、請求
項１２に記載の構造。 - 【請求項１５】第１の電極と第２の電極との間に延びる
ＤＮＡ分子がＲループを含み、前記ナノ粒子がＲループ
内のＤＮＡ分子に結合している、請求項１２に記載の構
造。 - 【請求項１６】Ｒループ内のＤＮＡの、１本の鎖と相補
的なＲＮＡ鎖をさらに含む、 請求項１５に記載の構造。 - 【請求項１７】少なくとも１つのヌクレオチドがナノ粒
子に結合している、請求項１５に記載の構造。 - 【請求項１８】前記少なくとも１つのヌクレオチドが、
Ｒループ内のＤＮＡ分子の、少なくとも１つのヌクレオ
チドと相補的である、請求項１７に記載の構造。 - 【請求項１９】前記少なくとも１つのヌクレオチドが、
前記第１の電極と第２の電極から等間隔の位置にあるＲ
ループ内のＤＮＡ分子の、少なくとも１つのヌクレオチ
ドと相補的である、請求項１７に記載の構造。 - 【請求項２０】前記第１の電極と第２の電極の表面に結
合した有機分子をさらに含む、 請求項１０に記載の構造。 - 【請求項２１】前記第１の電極と第２の電極の表面に結
合した有機分子がＤＮＡである、請求項２０に記載の構
造。 - 【請求項２２】前記第１の電極と第２の電極の表面に結
合したＤＮＡ分子が、末端にイオウを有し、一本鎖であ
る、請求項２０に記載の構造。 - 【請求項２３】前記第１の電極に結合したＤＮＡ分子
が、前記第２の電極に結合したＤＮＡ分子と異なる配列
を有する、請求項２１に記載の構造。 - 【請求項２４】前記第１の電極と第２の電極に結合した
ＤＮＡ分子が、５個〜２０個の塩基対を含む、請求項２
１に記載の構造。 - 【請求項２５】前記第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子が、前記第１の電極と第２の電極の表面に
結合したＤＮＡ分子とハイブリッドを形成する、請求項
２１に記載の構造。 - 【請求項２６】前記第１の電極と第２の電極の間に延び
る有機分子上に、導電性材料をさらに含む、請求項１０
に記載の構造。 - 【請求項２７】前記有機分子がＤＮＡであり、 前記導電性材料が、前記ＤＮＡ分子のリン酸基に結合し
た銀イオンを含む、請求項２６に記載の構造。 - 【請求項２８】前記有機分子がＤＮＡであり、 前記導電性材料が、前記ＤＮＡ分子上の金属銀を含む、
請求項２６に記載の構造。 - 【請求項２９】前記第１の電極と第２の電極の間にある
基板上に、第３の電極をさらに含む、 請求項１０に記載の構造。 - 【請求項３０】前記第３の電極が、前記第１および第２
の電極から等間隔である、請求項２９に記載の構造。 - 【請求項３１】前記第３の電極の幅が、約１００ｎｍ〜
約５０００ｎｍである、請求項２９に記載の構造。 - 【請求項３２】前記第３の電極の厚みが、１００ｎｍ未
満である、請求項２９に記載の構造。 - 【請求項３３】前記第３の電極が、前記第１の電極と第
２の電極の間に延びる有機分子に垂直である、請求項２
９に記載の構造。 - 【請求項３４】前記有機分子が、前記第３の電極に接触
する、請求項２９に記載の構造。 - 【請求項３５】２つの電極が、約１μｍ〜約１００μｍ
の間隔で分離されている、請求項１０に記載の構造。 - 【請求項３６】前記第１の電極および第２の電極が、酸
素を含有しない材料でできている、請求項１０に記載の
構造。 - 【請求項３７】前記第１の電極および第２の電極の末端
が、相互に面する鋭い先端を有する、請求項１０に記載
の構造。 - 【請求項３８】前記基板が、ガラスを含有する材料でで
きている、請求項１０に記載の構造。 - 【請求項３９】前記第１の電極と第２の電極の間に位置
する第４の電極をさらに含む、 請求項１０に記載の構造。 - 【請求項４０】前記第４の電極の幅が、約１００ｎｍ〜
約５０００ｎｍである、請求項３９に記載の構造。 - 【請求項４１】前記第４の電極の厚みが、１００ｎｍ未
満である、請求項３９に記載の構造。 - 【請求項４２】前記第４の電極が、前記第１の電極と第
２の電極の間に延びる有機分子に垂直である、請求項３
９に記載の構造。 - 【請求項４３】前記有機分子が、前記第３の電極および
第４の電極に接触する、請求項３９に記載の構造。 - 【請求項４４】前記電極と、前記第１の電極と第２の電
極の間に延びる有機分子とがＡＮＤゲートを形成する、
請求項４３に記載の構造。 - 【請求項４５】前記基板上に第３の電極および第４の電
極と、 前記第３の電極と第４の電極の間に延びる第２の有機分
子と、 前記第２の有機分子に結合したナノ粒子をさらに含む、 請求項１０に記載の構造。 - 【請求項４６】前記基板上の、少なくとも前記第１の電
極と第２の電極の間に配置された第５の電極と、 前記基板上の、少なくとも前記第３の電極と第４の電極
の間に配置された第６の電極をさらに含む、 請求項４５に記載の構造。 - 【請求項４７】前記有機分子が、前記第５の電極および
第６の電極に接触し、 前記電極と前記有機分子が電気的に接続されてＯＲゲー
トを形成する、 請求項４６に記載の構造。 - 【請求項４８】前記第１の電極と第２の電極のうち一方
が、前記第３の電極と第４の電極のうち一方と電気的に
接続され、前記第１の電極と第２の電極のうち他方が、
前記第３の電極と第４の電極のうち他方と電気的に接続
されている、請求項４７に記載の構造。 - 【請求項４９】前記有機分子に結合した複数のナノ粒子
を含む、請求項１０に記載の構造。 - 【請求項５０】基板上に第１の電極を形成するステップ
と、 基板上に第２の電極を形成するステップと、 前記第１の電極と第２の電極との間に延びる有機分子を
配設するステップと、 前記有機分子の少なくとも１箇所に少なくとも１つのナ
ノ粒子を挿入するステップとを含む方法。 - 【請求項５１】前記有機分子上に導電性材料を配置する
ステップをさらに含む、 請求項５０に記載の方法。 - 【請求項５２】前記第１の電極と第２の電極上に有機分
子を配置するステップをさらに含む、 請求項５０に記載の方法。 - 【請求項５３】前記第１の電極と第２の電極との間に延
び、前記第１の電極と第２の電極上に付着する有機分子
がＤＮＡである、請求項５２に記載の方法。 - 【請求項５４】前記第１の電極と第２の電極に付着する
ＤＮＡ分子が１本鎖であり、末端にイオウを有し、約５
個〜約２０個の塩基を含有し、異なる塩基配列を有し、 前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子
が、前記第１の電極と第２の電極に結合するＤＮＡ分子
と相補的であり、これらのＤＮＡ分子とハイブリッドを
形成する付着末端を含む、 請求項５３に記載の方法。 - 【請求項５５】第１の電極および第２の電極にＤＮＡ分
子を付着させるステップと、 前記第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子
を、第１の電極および第２の電極に付着したＤＮＡ分子
に結合させるステップとをさらに含む、 請求項５３に記載の方法。 - 【請求項５６】前記第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子中に、前記第１の電極と第２の電極の間に
延びるＤＮＡ分子の少なくとも一部分に相補的な少なく
とも１つのＲＮＡ鎖を使用して、少なくとも１つのＲル
ープを形成するステップと、 ＲＮＡ分子に付着しない各Ｒループ内のＤＮＡの一部分
にナノ粒子を付着させるステップとをさらに含む、 請求項５５に記載の方法。 - 【請求項５７】前記第１の電極および第２の電極に有機
分子を付着させるステップが、 第１の電極に付着させるＤＮＡ分子の溶液を調製するス
テップと、 第２の電極に付着させるＤＮＡ分子の溶液を調製するス
テップと、 一方の電極に第１の溶液を、他方の電極に第２の溶液を
塗布してイオウを電極に付着させ、前記溶液を洗い流す
ステップとをさらに含む、 請求項５４に記載の方法。 - 【請求項５８】前記第１の電極と第２の電極との間に延
びるＤＮＡ分子の溶液を、基板上の第１の電極と第２の
電極の間に注入するステップと、 第１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子を第１
の電極と第２の電極の間に位置合わせするステップとを
さらに含む、 請求項５７に記載の方法。 - 【請求項５９】前記第１の電極と第２の電極との間にフ
ロー・フィールドまたは電場を誘導することにより、Ｄ
ＮＡ分子の位置合わせを行う、 請求項５８に記載の方法。 - 【請求項６０】前記第１の電極と第２の電極の間に、第
１の電極と第２の電極の間に延びるＤＮＡ分子の一部に
対して相補的なＲＮＡ鎖を使用して、第１の電極と第２
の電極の間に延びるＤＮＡ分子中にＲループを形成する
ステップと、 ＲＮＡ分子に付着していないＲループ中のＤＮＡの一部
にナノ粒子を付着させるステップをさらに含む、 請求項５９に記載の方法。 - 【請求項６１】Ｒループ内のＤＮＡに付着させる前に、
Ｒループ内のＤＮＡループの部分の、少なくとも１個の
塩基に相補的な少なくとも１個のヌクレオチドにより、
ナノ粒子を機能化させるステップをさらに含む、 請求項５６または６０に記載の方法。 - 【請求項６２】ナノ粒子の懸濁液を生成し、前記第１の
電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子上に、前記
ナノ粒子の懸濁液を注入するステップをさらに含む、 請求項６１に記載の方法。 - 【請求項６３】前記第１の電極と第２の電極の間に延び
るＤＮＡ分子上に、導電性材料を付着させるステップを
さらに含む、 請求項６２に記載の方法。 - 【請求項６４】基板を、銀を含有する溶液に浸漬して、
ＤＮＡ分子のリン酸基との銀塩を生成させることによ
り、前記第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ
分子上に、導電性材料を付着させる方法において、 前記第１の電極と第２の電極との間に延びるＤＮＡ分子
上に付着させた銀塩を、金属銀に還元するステップをさ
らに含む、請求項６３に記載の方法。 - 【請求項６５】前記銀塩を還元するステップが、 銀塩を還元剤に露出するステップを含む、 請求項６４に記載の方法。
- 【請求項６６】前記銀塩を還元するステップが、 銀塩をハイドロキノン／ＯＨ-に露出した後、ハイドロ
キノン／Ｈ+に露出するステップを含む、 請求項６５に記載の方法。 - 【請求項６７】前記第１の電極と第２の電極との間の、
基板上に第３の電極を設けるステップをさらに含む、 請求項５１に記載の方法。 - 【請求項６８】有機分子上の導電材料と、前記第３の電
極との間に静電結合を形成するステップをさらに含む、 請求項６７に記載の方法。 - 【請求項６９】有機分子上の導電材料と、前記第３の電
極とを電気的に接続して、ＯＲゲートを形成するステッ
プをさらに含む、 請求項６７に記載の方法。 - 【請求項７０】基板上に第３の電極と第４の電極を設け
るステップと、 前記第３の電極と第４の電極との間に第２の有機分子を
延ばし、 少なくとも１個のナノ粒子を前記第２の有機分子に結合
させるステップとをさらに含む、 請求項５０に記載の方法。 - 【請求項７１】基板上に、少なくとも前記第１の電極と
第２の電極との間に配置した第５の電極を設けるステッ
プと、 基板上に、少なくとも前記第３の電極と第４の電極との
間に配置した第６の電極を設けるステップをさらに含
む、 請求項６８に記載の方法。 - 【請求項７２】前記有機分子と前記電極とを電気的に接
続して、ＯＲゲートを形成するステップをさらに含む、 請求項７０に記載の方法。 - 【請求項７３】前記第１の電極と第２の電極の一方を、
前記第３の電極と第４の電極の一方と電気的に接続する
ステップと、 前記第１の電極と第２の電極の他方を、前記第３の電極
と第４の電極の他方と電気的に接続するステップをさら
に含む、 請求項７０に記載の方法。 - 【請求項７４】複数のナノ粒子が、前記有機分子の複数
の位置に挿入される、請求項５０に記載の方法。 - 【請求項７５】基板と、前記基板上の第１の電極および
第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間に延
びる有機分子と、前記有機分子に結合するナノ粒子と、
前記有機分子上の導電性材料とを含むデバイスを制御す
る方法であって、 前記導電性材料中にバイアスを形成するステップと、 前記ナノ粒子中の電荷を調整して、前記導電性材料中で
電流変化を生じさせるステップとを含む方法。
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| JP2007190670A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-08-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ゲノムｄｎａによる単層カーボン・ナノチューブのらせん状巻き付き |
| JP2008034577A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sony Corp | 半導体薄膜、半導体薄膜の形成方法、半導体装置 |
| CN100381616C (zh) * | 2002-04-16 | 2008-04-16 | 摩托罗拉公司 | 使用ac电场选择性对准纳米大小成分 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1209695B1 (en) * | 2000-11-24 | 2004-10-06 | Sony International (Europe) GmbH | Selective metallisation of nucleic acids via metal nanoparticles produced in-situ |
| EP1215199A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-19 | Sony International (Europe) GmbH | Linker molecules for selective metallisation of nucleic acids and their uses |
| US6958216B2 (en) * | 2001-01-10 | 2005-10-25 | The Trustees Of Boston College | DNA-bridged carbon nanotube arrays |
| US20050164371A1 (en) * | 2003-03-28 | 2005-07-28 | Fujitsu Limited | Cavity electrode structure, and sensor and protein detection device using the same |
| SE0401016D0 (sv) * | 2004-04-20 | 2004-04-20 | Haakan Olin | Method, device and computer program |
| US7750270B2 (en) | 2004-12-28 | 2010-07-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nanoparticle generator |
| US20090162927A1 (en) * | 2006-05-31 | 2009-06-25 | Yeda Research And Development Company Ltd. | Nanotubes and nanowires based electronic devices and method of fabrication thereof |
| US20110172404A1 (en) * | 2008-05-19 | 2011-07-14 | Cornell University | Self-Assembly of Nanoparticles Through Nuclei Acid Engineering |
| US8106428B2 (en) * | 2009-03-03 | 2012-01-31 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Nano-scale bridge biosensors |
| CN102489810B (zh) * | 2011-12-23 | 2013-07-31 | 哈尔滨工业大学 | 基于钎料球激光重熔工艺的mems自组装方法 |
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| JP2018149615A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 国立大学法人名古屋大学 | 超格子構造体、およびその製造方法 |
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| US20220112362A1 (en) | 2018-09-14 | 2022-04-14 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Thermoplastic Vulcanizate Compositions Their Preparation and Use in Flexible Tubular Pipes |
| CN112969574A (zh) | 2018-09-14 | 2021-06-15 | 埃克森美孚化学专利公司 | 用于油气应用的柔性管道的聚合物内/压力护套中的热塑性硫化橡胶组合物 |
| WO2020191393A1 (en) | 2019-03-21 | 2020-09-24 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Pipe including a thermoplastic vulcanizate composition |
| WO2020252293A1 (en) | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Automotive weather seals formed with thermoplastic vulcanizate compositions |
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| EP4021718A1 (en) | 2019-08-26 | 2022-07-06 | Celanese International Corporation | Thermoplastic vulcanizate compositions and thermoplastic olefinic compositions as insulating layers in non-flexible pipes |
| US20230133171A1 (en) | 2020-03-18 | 2023-05-04 | Celanese International Corporation | Thermoplastic Elastomer Compositions, Their Preparation and Use in Fiber-Reinforced Spoolable Pipes |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3437195B2 (ja) | 1991-10-01 | 2003-08-18 | キヤノン株式会社 | Ｍｉｍ型電気素子とその製造方法、及びこれを用いた画像表示装置、描画装置 |
| JP2546114B2 (ja) | 1992-12-22 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 異物質内包カーボンナノチューブとその製造方法 |
| JPH08329A (ja) | 1994-06-24 | 1996-01-09 | Takeshi Yoneyama | フラッグ付き団扇 |
| JP3342590B2 (ja) | 1994-10-20 | 2002-11-11 | 株式会社サンギ | 半導体集積回路 |
| US5609907A (en) | 1995-02-09 | 1997-03-11 | The Penn State Research Foundation | Self-assembled metal colloid monolayers |
| JP2701790B2 (ja) | 1995-05-30 | 1998-01-21 | 日本電気株式会社 | 不揮発性半導体記憶装置 |
| US5658802A (en) | 1995-09-07 | 1997-08-19 | Microfab Technologies, Inc. | Method and apparatus for making miniaturized diagnostic arrays |
| JP3166623B2 (ja) | 1996-07-03 | 2001-05-14 | 住友金属工業株式会社 | 生体関連高分子の固定化装置 |
| JP3147787B2 (ja) | 1996-09-10 | 2001-03-19 | 住友金属工業株式会社 | 核酸の処理装置 |
| US5922537A (en) | 1996-11-08 | 1999-07-13 | N.o slashed.AB Immunoassay, Inc. | Nanoparticles biosensor |
| US6218175B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-04-17 | International Business Machines Corporation | Nano-devices using block-copolymers |
-
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- 2002-05-10 JP JP2002134957A patent/JP3989290B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-09-09 US US10/657,093 patent/US7216792B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7846714B2 (en) | 1998-09-17 | 2010-12-07 | International Business Machines Corporation | Synthesis of chemical tags |
| CN100381616C (zh) * | 2002-04-16 | 2008-04-16 | 摩托罗拉公司 | 使用ac电场选择性对准纳米大小成分 |
| JP2007190670A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-08-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ゲノムｄｎａによる単層カーボン・ナノチューブのらせん状巻き付き |
| JP2008034577A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sony Corp | 半導体薄膜、半導体薄膜の形成方法、半導体装置 |
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