JP2002220300A - ナノファイバーおよびナノファイバーの作製方法 - Google Patents
ナノファイバーおよびナノファイバーの作製方法Info
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12424—Mass of only fibers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＶＬＳ反応を用いたＣＶＤ法ではウール状に
なってしまい実現が困難であった、成長方向の揃った複
数のナノワイヤーから構成されるナノファイバーの作製
方法を提供する。 【解決手段】 自己組織化を用いたナノファイバーの作
製方法であって、基板１の表面に、基板１と同じ元素か
ら構成される微結晶粒子２を載置する工程と、真空下
で、基板１の表面が融解する温度にまで基板１を加熱す
る工程と、を有し、基板１の表面は、結晶面であり、加
熱工程では、微結晶粒子２を載置した結晶面に表面偏析
を生じさせることにより、基板１から供給された元素に
より複数のナノワイヤー５を成長させ、茎状構造を有す
るナノファイバー４を形成させる。
なってしまい実現が困難であった、成長方向の揃った複
数のナノワイヤーから構成されるナノファイバーの作製
方法を提供する。 【解決手段】 自己組織化を用いたナノファイバーの作
製方法であって、基板１の表面に、基板１と同じ元素か
ら構成される微結晶粒子２を載置する工程と、真空下
で、基板１の表面が融解する温度にまで基板１を加熱す
る工程と、を有し、基板１の表面は、結晶面であり、加
熱工程では、微結晶粒子２を載置した結晶面に表面偏析
を生じさせることにより、基板１から供給された元素に
より複数のナノワイヤー５を成長させ、茎状構造を有す
るナノファイバー４を形成させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナノファイバーお
よびナノファイバーの作製方法に係り、特に、基板を用
いて形成するナノファイバーおよびナノファイバーの作
製方法に関する。
よびナノファイバーの作製方法に係り、特に、基板を用
いて形成するナノファイバーおよびナノファイバーの作
製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、数ナノメートル（１０−９ｍ）オ
ーダーの極小構造体として、カーボンナノチューブ (S.
Iijima, Nature 354 (1991) 56.) が発見されて以来、
再び、既に発見されていたシリコン（Ｓｉ）やゲルマニ
ウム（Ｇｅ）などの微小構造体に注目が集まっている。
従来の金属系の微小構造体としては、棒状のシリコン結
晶(R.S.Wagner, W.C.Ellis, Appl. Phys. Lett. 4 (196
4) 89.)や、折れ曲がったシリコンウィスカまたは円錐
形状のゲルマニウムウィスカ(G.A.Boostma, H.J.Gasse
n, J. Cryst. Growth. 10 (1971) 223.)、および、ガリ
ウム砒素（ＧａＡｓ）ウィスカ(E.I.Givargizov, J. Cr
yst. Growth. 32 (1975) 20.)などのナノ構造体などが
挙げられる。
ーダーの極小構造体として、カーボンナノチューブ (S.
Iijima, Nature 354 (1991) 56.) が発見されて以来、
再び、既に発見されていたシリコン（Ｓｉ）やゲルマニ
ウム（Ｇｅ）などの微小構造体に注目が集まっている。
従来の金属系の微小構造体としては、棒状のシリコン結
晶(R.S.Wagner, W.C.Ellis, Appl. Phys. Lett. 4 (196
4) 89.)や、折れ曲がったシリコンウィスカまたは円錐
形状のゲルマニウムウィスカ(G.A.Boostma, H.J.Gasse
n, J. Cryst. Growth. 10 (1971) 223.)、および、ガリ
ウム砒素（ＧａＡｓ）ウィスカ(E.I.Givargizov, J. Cr
yst. Growth. 32 (1975) 20.)などのナノ構造体などが
挙げられる。
【０００３】これらのナノチューブやナノ構造体はエミ
ッター材料や超微細デバイス材料など、工業的な応用性
が極めて高く、これからの「ナノテクノロジー」を支え
ていく重要な材料として期待されている。
ッター材料や超微細デバイス材料など、工業的な応用性
が極めて高く、これからの「ナノテクノロジー」を支え
ていく重要な材料として期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した論文による
と、従来の半導体となるようなシリコンやゲルマニウム
などのナノ構造体は、蒸着?液相?固相(Vapor - Liquid
- Solid、以下、ＶＬＳとする)反応を用いて作製されて
いる。さらに、近年では、金属を含む半導体材料を原料
としてレーザーアブレーションによるシリコンナノワイ
ヤーの作製方法も開発されている(Y.F.Zhang et al., A
ppl. Phys. Lett. 72 (1998) 1835.)。
と、従来の半導体となるようなシリコンやゲルマニウム
などのナノ構造体は、蒸着?液相?固相(Vapor - Liquid
- Solid、以下、ＶＬＳとする)反応を用いて作製されて
いる。さらに、近年では、金属を含む半導体材料を原料
としてレーザーアブレーションによるシリコンナノワイ
ヤーの作製方法も開発されている(Y.F.Zhang et al., A
ppl. Phys. Lett. 72 (1998) 1835.)。
【０００５】しかし、これらの方法で作製したナノワイ
ヤーは配向成長制御が難しく、ウール状の構造体とな
り、特定の軸方向に沿った複数のナノワイヤーから構成
されるナノファイバーを作製するのは困難である。この
ため、微小な電子デバイスに用いる材料として適した形
状のナノファイバーの入手が難しいという不都合があっ
た。
ヤーは配向成長制御が難しく、ウール状の構造体とな
り、特定の軸方向に沿った複数のナノワイヤーから構成
されるナノファイバーを作製するのは困難である。この
ため、微小な電子デバイスに用いる材料として適した形
状のナノファイバーの入手が難しいという不都合があっ
た。
【０００６】一方、近年では、配向制御したナノファイ
バーの作製法も開発され、例えば炭化ケイ素の上に配向
したカーボンナノチューブも作製されている(M. Kusuno
ki et al., Phil. Mag. Lett., 79, 153-161 (199
9).)。これは、ＳｉＣウエハー表面における化学分解反
応を利用したものであり、ウエハー表面の酸化にともな
い生成されたＳｉＯガス分子が気泡化するときに、残留
したカーボンの結晶構造が変わり、カーボンナノチュー
ブ膜として再構成される。しかし、この方法では、「霜
柱」のようにたくさんのカーボンナノチューブを生産
し、膜状とすることはできるが、基板からＳｉ原子を除
去するという思想に基づくものであり、対象となるカー
ボンナノチューブを基板上で成長させるものではない。
また、大量生産を念頭に大面積にわたり作製するもので
あり、ナノチューブを所望の単位でファイバー化できる
ように、局所的に作製するといった制御を想起すること
は困難である。したがって、多少の配向制御はできて
も、希望の径および長さを有するナノファイバーを作製
する方法を示唆するものではないという不都合があっ
た。
バーの作製法も開発され、例えば炭化ケイ素の上に配向
したカーボンナノチューブも作製されている(M. Kusuno
ki et al., Phil. Mag. Lett., 79, 153-161 (199
9).)。これは、ＳｉＣウエハー表面における化学分解反
応を利用したものであり、ウエハー表面の酸化にともな
い生成されたＳｉＯガス分子が気泡化するときに、残留
したカーボンの結晶構造が変わり、カーボンナノチュー
ブ膜として再構成される。しかし、この方法では、「霜
柱」のようにたくさんのカーボンナノチューブを生産
し、膜状とすることはできるが、基板からＳｉ原子を除
去するという思想に基づくものであり、対象となるカー
ボンナノチューブを基板上で成長させるものではない。
また、大量生産を念頭に大面積にわたり作製するもので
あり、ナノチューブを所望の単位でファイバー化できる
ように、局所的に作製するといった制御を想起すること
は困難である。したがって、多少の配向制御はできて
も、希望の径および長さを有するナノファイバーを作製
する方法を示唆するものではないという不都合があっ
た。
【０００７】
【発明の目的】本発明では、かかる従来技術の有する不
都合を改善し、特に、ＶＬＳ反応を用いたＣＶＤ法では
ウール状になってしまい実現が困難であった、成長方向
の揃った複数のナノワイヤーから構成されるナノファイ
バーおよびそのナノファイバーの作製方法を提供するこ
とを目的とする。また、基板上の希望する箇所にウール
状とならないナノファイバーを作製する方法を提供する
ことを目的とする。
都合を改善し、特に、ＶＬＳ反応を用いたＣＶＤ法では
ウール状になってしまい実現が困難であった、成長方向
の揃った複数のナノワイヤーから構成されるナノファイ
バーおよびそのナノファイバーの作製方法を提供するこ
とを目的とする。また、基板上の希望する箇所にウール
状とならないナノファイバーを作製する方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、自己組織化を用いたナ
ノファイバーの作製方法であって、基板表面に、基板と
同じ元素から構成される微結晶粒子を載置する工程と、
真空下で、基板の表面が融解する温度にまで前記基板を
加熱する工程と、を有する。そして、前述した基板表面
は、結晶面であり、また、前述した加熱工程では、微結
晶粒子を載置した結晶面に表面偏析を生じさせることに
より、基板から供給された元素により複数のナノワイヤ
ーを成長させ、茎状構造を有するナノファイバーを形成
させる。
め、請求項１に記載の発明では、自己組織化を用いたナ
ノファイバーの作製方法であって、基板表面に、基板と
同じ元素から構成される微結晶粒子を載置する工程と、
真空下で、基板の表面が融解する温度にまで前記基板を
加熱する工程と、を有する。そして、前述した基板表面
は、結晶面であり、また、前述した加熱工程では、微結
晶粒子を載置した結晶面に表面偏析を生じさせることに
より、基板から供給された元素により複数のナノワイヤ
ーを成長させ、茎状構造を有するナノファイバーを形成
させる。
【０００９】ここで、「結晶面」とは、原子が規則的に
配列された一定の原子面をいい、結晶学的にはミラー指
数により記述される。
配列された一定の原子面をいい、結晶学的にはミラー指
数により記述される。
【００１０】本発明によると、微結晶粒子を成長核とす
ることにより、ナノワイヤーを自己組織化により形成さ
せる箇所を特定することができるとともに、ナノワイヤ
ーの自己組織化による成長方向をほぼ一様に揃えること
ができ、特定の軸方向に沿った複数のナノワイヤーから
構成されるナノファイバーを作製できる。
ることにより、ナノワイヤーを自己組織化により形成さ
せる箇所を特定することができるとともに、ナノワイヤ
ーの自己組織化による成長方向をほぼ一様に揃えること
ができ、特定の軸方向に沿った複数のナノワイヤーから
構成されるナノファイバーを作製できる。
【００１１】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載のナノファイバーの作製方法であって、前述し
た基板を加熱する前に、真空下で、微結晶粒子を載置し
た基板表面に、その微結晶粒子と異なる元素から構成さ
れる金属を蒸着する工程を有する。そして、金属の蒸着
は、少なくとも微結晶粒子が載置されていない結晶面に
施される。
１に記載のナノファイバーの作製方法であって、前述し
た基板を加熱する前に、真空下で、微結晶粒子を載置し
た基板表面に、その微結晶粒子と異なる元素から構成さ
れる金属を蒸着する工程を有する。そして、金属の蒸着
は、少なくとも微結晶粒子が載置されていない結晶面に
施される。
【００１２】本発明によると、金属がサーファクタント
として機能するので、ナノワイヤーの成長を促進させる
ことができる。
として機能するので、ナノワイヤーの成長を促進させる
ことができる。
【００１３】また、請求項３に記載の発明では、請求項
２に記載のナノファイバーの作製方法であって、基板に
蒸着する金属は金であり、蒸着は１原子層とする。
２に記載のナノファイバーの作製方法であって、基板に
蒸着する金属は金であり、蒸着は１原子層とする。
【００１４】本発明によると、金がサーファクタントと
しての機能だけでなく、基板の結晶面側に付着した酸化
物や炭化物等の除去、および酸化物等の発生の抑制とい
う機能を呈するので、ナノワイヤーの成長方向に影響を
与える因子を減らすことができ、成長方向の均一化を向
上させることが可能である。
しての機能だけでなく、基板の結晶面側に付着した酸化
物や炭化物等の除去、および酸化物等の発生の抑制とい
う機能を呈するので、ナノワイヤーの成長方向に影響を
与える因子を減らすことができ、成長方向の均一化を向
上させることが可能である。
【００１５】また、請求項４に記載の発明では、請求項
１乃至請求項３に記載のナノファイバーの作製方法であ
って、前述した加熱工程の後に基板温度を下げる除熱工
程を有し、その除熱工程の後にさらに加熱工程を設け
る。
１乃至請求項３に記載のナノファイバーの作製方法であ
って、前述した加熱工程の後に基板温度を下げる除熱工
程を有し、その除熱工程の後にさらに加熱工程を設け
る。
【００１６】本発明によると、ナノファイバーに節部を
形成することができる。
形成することができる。
【００１７】また、請求項５に記載の発明では、シリコ
ンからなる複数のナノワイヤーを備え、これらのナノワ
イヤーを同一方向に沿って束ね、断面形状が茎状となる
ようにナノワイヤー間に間隙を設けた構成のナノファイ
バーを採用する。
ンからなる複数のナノワイヤーを備え、これらのナノワ
イヤーを同一方向に沿って束ね、断面形状が茎状となる
ようにナノワイヤー間に間隙を設けた構成のナノファイ
バーを採用する。
【００１８】本発明によると、方向性のそろったナノワ
イヤーから構成されるので、アスペクト比の高いナノフ
ァイバーを実現できる。
イヤーから構成されるので、アスペクト比の高いナノフ
ァイバーを実現できる。
【００１９】また、請求項６に記載の発明では、請求項
５に記載のナノファイバーであって、そのナノファイバ
ーは、直径が小さくなったくびれ状の節部を有する構成
を採用する。
５に記載のナノファイバーであって、そのナノファイバ
ーは、直径が小さくなったくびれ状の節部を有する構成
を採用する。
【００２０】本発明によると、節部がナノワイヤーをナ
ノファイバーとして束ねるバインド効果を発揮し、ナノ
ファイバーの強度が向上する。
ノファイバーとして束ねるバインド効果を発揮し、ナノ
ファイバーの強度が向上する。
【００２１】また、請求項７に記載の発明では、自己組
織化を用いたナノファイバーの作製方法であって、基板
表面に、基板と異なる元素から構成される金属を蒸着す
る工程と、真空下で、基板の表面が融解する温度にまで
基板を加熱する工程と、を有する。ここで、蒸着する金
属は金であり、蒸着は１原子層とする。そして、加熱工
程では、蒸着させた金を蒸発させるとともに、基板から
供給された元素により複数のナノワイヤーを成長させ、
茎状構造を有するナノファイバーを形成させる。
織化を用いたナノファイバーの作製方法であって、基板
表面に、基板と異なる元素から構成される金属を蒸着す
る工程と、真空下で、基板の表面が融解する温度にまで
基板を加熱する工程と、を有する。ここで、蒸着する金
属は金であり、蒸着は１原子層とする。そして、加熱工
程では、蒸着させた金を蒸発させるとともに、基板から
供給された元素により複数のナノワイヤーを成長させ、
茎状構造を有するナノファイバーを形成させる。
【００２２】本発明によると、ナノファイバー形成時に
障害となる酸化物等が、ナノワイヤーの自己組織化の際
に基板表面に残留するのを抑制することができる。以上
により、前述した目的を達成しようとするものである。
障害となる酸化物等が、ナノワイヤーの自己組織化の際
に基板表面に残留するのを抑制することができる。以上
により、前述した目的を達成しようとするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図３を用いて本発明を説明する。
乃至図３を用いて本発明を説明する。
【００２４】図１は、本発明に係るナノファイバーの作
製方法のー実施形態を示す概略斜視図である。図１にお
いて、基板１は、ナノワイヤー５を成長させナノファイ
バー４を形成する結晶面を備えるものであり、作製した
いナノファイバー４の元素と同じ元素から構成した。ま
た、微結晶粒子２は、ナノファイバー４の成長核として
用いた。ここで、図１（ａ）に微結晶粒子２の載置工程
を示し、図１（ｂ）に金属３の蒸着工程を示し、図１
（ｃ）に加熱工程を示す。
製方法のー実施形態を示す概略斜視図である。図１にお
いて、基板１は、ナノワイヤー５を成長させナノファイ
バー４を形成する結晶面を備えるものであり、作製した
いナノファイバー４の元素と同じ元素から構成した。ま
た、微結晶粒子２は、ナノファイバー４の成長核として
用いた。ここで、図１（ａ）に微結晶粒子２の載置工程
を示し、図１（ｂ）に金属３の蒸着工程を示し、図１
（ｃ）に加熱工程を示す。
【００２５】まず、本発明の主要な作製工程について説
明する。
明する。
【００２６】本発明に係るナノファイバー４の作製方法
は、自己組織化を用いたものであり、基板１の表面に、
基板１と同じ元素から構成される微結晶粒子２を載置す
る工程と、真空下で、基板１の表面が融解する温度にま
で基板１を加熱する工程と、を有することを必須とす
る。ここで、基板１の表面は、原子が規則的に配列され
た結晶面である。また、加熱工程では、微結晶粒子２を
載置した結晶面に表面偏析を生じさせることにより、基
板１の融解した表面領域から供給された元素により複数
のナノワイヤー５を成長させ、茎状構造を有するナノフ
ァイバー４を形成させるものである。
は、自己組織化を用いたものであり、基板１の表面に、
基板１と同じ元素から構成される微結晶粒子２を載置す
る工程と、真空下で、基板１の表面が融解する温度にま
で基板１を加熱する工程と、を有することを必須とす
る。ここで、基板１の表面は、原子が規則的に配列され
た結晶面である。また、加熱工程では、微結晶粒子２を
載置した結晶面に表面偏析を生じさせることにより、基
板１の融解した表面領域から供給された元素により複数
のナノワイヤー５を成長させ、茎状構造を有するナノフ
ァイバー４を形成させるものである。
【００２７】この作製方法は、三次元の結晶を加熱した
場合に、結晶内に存在する不純物などの異種物が、結晶
の界面に偏析する現象にアイディアを得たものである。
すなわち、第一段階として、基板１の表面が規則的に原
子を配列させた結晶面となるようにした上で、この基板
１の表面に微結晶粒子２を載置することにより、微結晶
粒子２が載置された領域のみに結晶界面を形成する。こ
の状態で、基板１を基板表面が融解する温度にまで加熱
することにより、結晶界面において表面偏析を生じさ
せ、基板１の表面に位置する元素を微結晶粒子２の存在
する領域に集中させる。そして、融解により流動化した
元素は、自己組織化により成長するナノワイヤー５に供
給され、最終的にはナノワイヤー５の先端部５ａで凝着
する。このため、ナノワイヤー５が基板から突出する方
向は、［１１１］方向に沿ったものとなる。
場合に、結晶内に存在する不純物などの異種物が、結晶
の界面に偏析する現象にアイディアを得たものである。
すなわち、第一段階として、基板１の表面が規則的に原
子を配列させた結晶面となるようにした上で、この基板
１の表面に微結晶粒子２を載置することにより、微結晶
粒子２が載置された領域のみに結晶界面を形成する。こ
の状態で、基板１を基板表面が融解する温度にまで加熱
することにより、結晶界面において表面偏析を生じさ
せ、基板１の表面に位置する元素を微結晶粒子２の存在
する領域に集中させる。そして、融解により流動化した
元素は、自己組織化により成長するナノワイヤー５に供
給され、最終的にはナノワイヤー５の先端部５ａで凝着
する。このため、ナノワイヤー５が基板から突出する方
向は、［１１１］方向に沿ったものとなる。
【００２８】ここで、自己組織化とは、一般に、構造を
発展させようとする因子と、抑制しようとする因子を制
御することによって、与えられたある条件をそのまま保
って組織化することをいう。上述した作製方法において
は、構造を発展させようとする因子として、前述した加
熱工程において、表面偏析に誘発された、基板１を構成
する元素の微結晶粒子２への供給を設定した。また、抑
制しようとする因子としては、基板１を構成する元素
が、平衡位置を保持しようとする挙動、例えば、隣接す
る元素間の距離を一定に保持しようとする挙動を選択し
た。これらの因子は、加熱を中断することにより制御可
能である。なお、与えられた条件としては、微結晶粒子
２が載置された領域で凝着することを選択した。
発展させようとする因子と、抑制しようとする因子を制
御することによって、与えられたある条件をそのまま保
って組織化することをいう。上述した作製方法において
は、構造を発展させようとする因子として、前述した加
熱工程において、表面偏析に誘発された、基板１を構成
する元素の微結晶粒子２への供給を設定した。また、抑
制しようとする因子としては、基板１を構成する元素
が、平衡位置を保持しようとする挙動、例えば、隣接す
る元素間の距離を一定に保持しようとする挙動を選択し
た。これらの因子は、加熱を中断することにより制御可
能である。なお、与えられた条件としては、微結晶粒子
２が載置された領域で凝着することを選択した。
【００２９】また、基板１の表面上には、理想固体の場
合には存在しない点欠陥などが存在するため、その点欠
陥を成長核として、ナノワイヤー５が形成される可能性
もある。しかし、点欠陥は、表面偏析を生じさせる誘発
因子としては非常に弱いものであり、また、存在位置を
自由に制御できないため、実用的ではない。このため、
上述したように、基板１の結晶面側に微結晶粒子２を載
置することにより、局所的な結晶粒界を形成させ、表面
偏析を生じさせる誘発因子としている。
合には存在しない点欠陥などが存在するため、その点欠
陥を成長核として、ナノワイヤー５が形成される可能性
もある。しかし、点欠陥は、表面偏析を生じさせる誘発
因子としては非常に弱いものであり、また、存在位置を
自由に制御できないため、実用的ではない。このため、
上述したように、基板１の結晶面側に微結晶粒子２を載
置することにより、局所的な結晶粒界を形成させ、表面
偏析を生じさせる誘発因子としている。
【００３０】上述した作製方法をさらに詳述する。作製
に際して、ナノワイヤー５を成長させる基板１の材質
は、シリコン単結晶とした（以下、シリコン基板とい
う）。ここで、シリコン基板１は、表面積が２０ｍｍ×
５ｍｍである大きさとした。また、このシリコン基板１
の表面は、シリコンの結晶配列が（１１１）面となるよ
うに処理した。加えて、ナノファイバー４の成長核とな
る微結晶粒子２として、シリコン基板１と同じ元素で構
成されるシリコン微結晶粒子を用いた。
に際して、ナノワイヤー５を成長させる基板１の材質
は、シリコン単結晶とした（以下、シリコン基板とい
う）。ここで、シリコン基板１は、表面積が２０ｍｍ×
５ｍｍである大きさとした。また、このシリコン基板１
の表面は、シリコンの結晶配列が（１１１）面となるよ
うに処理した。加えて、ナノファイバー４の成長核とな
る微結晶粒子２として、シリコン基板１と同じ元素で構
成されるシリコン微結晶粒子を用いた。
【００３１】以下、載置工程、蒸着工程および加熱工程
をそれぞれ図１を用いて具体的に説明する。
をそれぞれ図１を用いて具体的に説明する。
【００３２】まず、シリコン基板１にシリコン微結晶粒
子２を載置する工程を説明する。図１（ａ）に示したよ
うに、シリコン基板１の（１１１）面（結晶面）側のシ
リコンナノファイバー４を成長させたい箇所に、シリコ
ン微結晶粒子２を載置した。ここで、成長核となるシリ
コン微結晶粒子２の大きさにより、成長するシリコンナ
ノファイバーの直径や断面形状を制御することが可能で
ある。例えば、シリコン微結晶粒子２の大きさとシリコ
ンナノファイバー４の直径はほぼ等しくなり、また、シ
リコン微結晶粒子２の横断面形状にシリコンナノファイ
バー４の断面形状が近似しやすい。なお、シリコンナノ
ファイバー４を構成するシリコンナノワイヤー５の単位
断面積あたりの数は、主として温度に依存するものであ
り、シリコン微結晶粒子２の大きさまたはシリコンナノ
ファイバー４の直径に左右されない。
子２を載置する工程を説明する。図１（ａ）に示したよ
うに、シリコン基板１の（１１１）面（結晶面）側のシ
リコンナノファイバー４を成長させたい箇所に、シリコ
ン微結晶粒子２を載置した。ここで、成長核となるシリ
コン微結晶粒子２の大きさにより、成長するシリコンナ
ノファイバーの直径や断面形状を制御することが可能で
ある。例えば、シリコン微結晶粒子２の大きさとシリコ
ンナノファイバー４の直径はほぼ等しくなり、また、シ
リコン微結晶粒子２の横断面形状にシリコンナノファイ
バー４の断面形状が近似しやすい。なお、シリコンナノ
ファイバー４を構成するシリコンナノワイヤー５の単位
断面積あたりの数は、主として温度に依存するものであ
り、シリコン微結晶粒子２の大きさまたはシリコンナノ
ファイバー４の直径に左右されない。
【００３３】続いて、上述したようなシリコン微結晶粒
子２を複数載置する工程の後の工程を説明する。シリコ
ン基板１の加熱は、真空下において行うため、前述した
シリコン微結晶粒子２を載置した状態のシリコン基板１
を真空槽に導入する。真空槽にシリコン基板１を導入す
る際、真空槽内部の雰囲気は大気である。そして、シリ
コン基板１を真空槽内部に導入した後、１×１０−７Ｐ
ａ以下の超真空（Ultra High Vacuum）となるまで真空
槽内を減圧する。
子２を複数載置する工程の後の工程を説明する。シリコ
ン基板１の加熱は、真空下において行うため、前述した
シリコン微結晶粒子２を載置した状態のシリコン基板１
を真空槽に導入する。真空槽にシリコン基板１を導入す
る際、真空槽内部の雰囲気は大気である。そして、シリ
コン基板１を真空槽内部に導入した後、１×１０−７Ｐ
ａ以下の超真空（Ultra High Vacuum）となるまで真空
槽内を減圧する。
【００３４】ここで、真空槽内の真空度は、真空槽内部
の炭素（Ｃ）などの残留ガスの分子が基板表面に付着す
ると仮定した場合に、シリコン基板１の（１１１）面全
体を覆うことがないように、少なくとも１×１０−４Ｐ
ａ以下とする。例えば、数Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒは約１
×１０２Ｐａ）程度だと、カーボンなどが残留し、基板
１の表面でＳｉＣや酸化物が形成されてしまい、シリコ
ンナノワイヤー５の自己組織化を阻害する因子となり得
るからである。
の炭素（Ｃ）などの残留ガスの分子が基板表面に付着す
ると仮定した場合に、シリコン基板１の（１１１）面全
体を覆うことがないように、少なくとも１×１０−４Ｐ
ａ以下とする。例えば、数Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒは約１
×１０２Ｐａ）程度だと、カーボンなどが残留し、基板
１の表面でＳｉＣや酸化物が形成されてしまい、シリコ
ンナノワイヤー５の自己組織化を阻害する因子となり得
るからである。
【００３５】なお、シリコン基板１にシリコン微結晶粒
子２を載置した後、加熱用の真空槽にシリコン基板１を
導入するという手順に限られるものではなく、加熱装置
内において、シリコン基板１にシリコン微結晶粒子２の
載置を行うことができる装置を用いて、加熱装置内にシ
リコン基板１を導入後、真空としてもよいことは言うま
でもない。
子２を載置した後、加熱用の真空槽にシリコン基板１を
導入するという手順に限られるものではなく、加熱装置
内において、シリコン基板１にシリコン微結晶粒子２の
載置を行うことができる装置を用いて、加熱装置内にシ
リコン基板１を導入後、真空としてもよいことは言うま
でもない。
【００３６】次に、真空槽内を超真空とした後の工程を
説明する。本実施形態では、シリコン基板１を加熱する
前に、真空下で、微結晶粒子２を載置したシリコン基板
１の表面に、シリコン微結晶粒子２と異なる元素から構
成される金属３を蒸着する工程を設ける。ここで、金属
３の蒸着は、少なくとも微結晶粒子２が載置されていな
い結晶面に施される。
説明する。本実施形態では、シリコン基板１を加熱する
前に、真空下で、微結晶粒子２を載置したシリコン基板
１の表面に、シリコン微結晶粒子２と異なる元素から構
成される金属３を蒸着する工程を設ける。ここで、金属
３の蒸着は、少なくとも微結晶粒子２が載置されていな
い結晶面に施される。
【００３７】より詳細には、シリコン基板１を加熱する
工程の前に、図１（ｂ）に示したように、シリコン基板
１の結晶面上に金属３を蒸着し、この金属３をサーファ
クタント（Surfactant）としてシリコンファイバー４を
成長させるための蒸着工程を備える。ここで、サーファ
クタントとは、制御対象となる表面にある物質を供給
し、その供給した物質が表面を拡散することによって表
面の状態を制御するが、このときに供給する物質をい
う。サーファクタントとなる金属を蒸着することによ
り、加熱したときに、界面近傍、ここではシリコン基板
１の結晶面であるが、この結晶面近傍のシリコン元素の
表面偏析を促進することができる。
工程の前に、図１（ｂ）に示したように、シリコン基板
１の結晶面上に金属３を蒸着し、この金属３をサーファ
クタント（Surfactant）としてシリコンファイバー４を
成長させるための蒸着工程を備える。ここで、サーファ
クタントとは、制御対象となる表面にある物質を供給
し、その供給した物質が表面を拡散することによって表
面の状態を制御するが、このときに供給する物質をい
う。サーファクタントとなる金属を蒸着することによ
り、加熱したときに、界面近傍、ここではシリコン基板
１の結晶面であるが、この結晶面近傍のシリコン元素の
表面偏析を促進することができる。
【００３８】本実施形態では、シリコン基板１に蒸着す
る金属３に金（Ａｕ）を使用した。そして、金の蒸着量
を１原子層として、後述するように、加熱工程におい
て、蒸着させた金を蒸発させるとともに、基板から供給
された元素により複数のナノワイヤー５を成長させ、茎
状構造を有するナノファイバー４を形成する。この蒸着
量の確認は、表面に６×６構造が形成（T. Takami and
S. Ino, Jpn. J. Appl.Phys. 36 (1997) L815.）された
ことを反射高速電子回折(RHEED)を用いて観察すること
で行った。
る金属３に金（Ａｕ）を使用した。そして、金の蒸着量
を１原子層として、後述するように、加熱工程におい
て、蒸着させた金を蒸発させるとともに、基板から供給
された元素により複数のナノワイヤー５を成長させ、茎
状構造を有するナノファイバー４を形成する。この蒸着
量の確認は、表面に６×６構造が形成（T. Takami and
S. Ino, Jpn. J. Appl.Phys. 36 (1997) L815.）された
ことを反射高速電子回折(RHEED)を用いて観察すること
で行った。
【００３９】蒸着させる金属３として金を選択したの
は、サーファクタントとしての機能だけでなく、シリコ
ン基板１を加熱し、金を蒸発させることにより、シリコ
ン基板の（１１１）面に付着した残留カーボンの除去
や、酸化物の形成の抑止または排除など、結晶面のクリ
ーニングを行うことになるという機能を発揮するからで
ある。したがって、シリコンナノワイヤー５の形成時に
障害となる酸化物等が、シリコンナノワイヤー５の自己
組織化の際に基板表面に残留するのを抑制することがで
きる。
は、サーファクタントとしての機能だけでなく、シリコ
ン基板１を加熱し、金を蒸発させることにより、シリコ
ン基板の（１１１）面に付着した残留カーボンの除去
や、酸化物の形成の抑止または排除など、結晶面のクリ
ーニングを行うことになるという機能を発揮するからで
ある。したがって、シリコンナノワイヤー５の形成時に
障害となる酸化物等が、シリコンナノワイヤー５の自己
組織化の際に基板表面に残留するのを抑制することがで
きる。
【００４０】また、１原子層としたのは、１原子層より
も厚くした場合、シリコン基板１との固相反応が生じ
（Surface Science Reports, 3(1984), 113-180）、金
が移動してシリコン基板１に固溶することとなるからで
ある。すなわち、金に対して通常の真空蒸着を行った場
合には、蒸着された金がシリコン基板１の（１１１）面
に吸着した後にシリコン基板内部に潜り込み、元の基板
と比べ著しく劣るデバイス特性をもつようになるからで
ある。したがって、金が固溶した場合には、十分な基板
特性が得られないという不都合が生じるため、これを防
ぐべく、１原子層とした。
も厚くした場合、シリコン基板１との固相反応が生じ
（Surface Science Reports, 3(1984), 113-180）、金
が移動してシリコン基板１に固溶することとなるからで
ある。すなわち、金に対して通常の真空蒸着を行った場
合には、蒸着された金がシリコン基板１の（１１１）面
に吸着した後にシリコン基板内部に潜り込み、元の基板
と比べ著しく劣るデバイス特性をもつようになるからで
ある。したがって、金が固溶した場合には、十分な基板
特性が得られないという不都合が生じるため、これを防
ぐべく、１原子層とした。
【００４１】ここで、結晶面に蒸着させる金属として
は、真空下で、シリコン基板１の加熱時に蒸発するも
の、すなわちシリコン基板１よりも真空下において沸点
または昇華点が低いものが選択できる。例えば、金以外
には銀などが挙げられるが、クリーニング効果の面から
は金が最も適しているといえる。
は、真空下で、シリコン基板１の加熱時に蒸発するも
の、すなわちシリコン基板１よりも真空下において沸点
または昇華点が低いものが選択できる。例えば、金以外
には銀などが挙げられるが、クリーニング効果の面から
は金が最も適しているといえる。
【００４２】次に、図１（ｃ）に示した加熱工程につい
て説明する。シリコン基板１の加熱は、シリコン基板１
に１０Ａの電流を流すことにより行う。加熱条件は、１
０００℃で２００分とした。理由は次のとおりである。
超真空下でのシリコンは、約８００℃で表面融解を生
じ、１３５０℃を超えるとすべて溶けることとなる。一
方、シリコン基板１の（１１１）面に蒸着した金は、上
述した固相反応が生じない場合は、真空下において８０
０℃程度から融解が始まり、１０００℃で蒸発する。こ
のとき、前述したように金の蒸着を一原子層としている
ため、金とシリコンとの反応は生じず、サーファクタン
トとして機能した後、蒸発する。以上より、蒸着した金
を蒸発させるとともに、シリコン基板１の表面領域のみ
を融解させる温度として、１０００℃を加熱温度として
設定した。
て説明する。シリコン基板１の加熱は、シリコン基板１
に１０Ａの電流を流すことにより行う。加熱条件は、１
０００℃で２００分とした。理由は次のとおりである。
超真空下でのシリコンは、約８００℃で表面融解を生
じ、１３５０℃を超えるとすべて溶けることとなる。一
方、シリコン基板１の（１１１）面に蒸着した金は、上
述した固相反応が生じない場合は、真空下において８０
０℃程度から融解が始まり、１０００℃で蒸発する。こ
のとき、前述したように金の蒸着を一原子層としている
ため、金とシリコンとの反応は生じず、サーファクタン
トとして機能した後、蒸発する。以上より、蒸着した金
を蒸発させるとともに、シリコン基板１の表面領域のみ
を融解させる温度として、１０００℃を加熱温度として
設定した。
【００４３】ここで、シリコン基板１は真空槽内にある
ため、シリコン基板１の表面の温度は、赤外線放射温度
計により測定し、この測定結果に基づき加熱温度を一定
に保つ方式を採用した。そして、加熱することにより、
シリコンナノワイヤー５の自己組織化を促して成長さ
せ、複数のシリコンナノワイヤー５によりシリコンナノ
ファイバー４を形成させる。なお、加熱時の真空度は最
大で６×１０−５Ｐａであった。
ため、シリコン基板１の表面の温度は、赤外線放射温度
計により測定し、この測定結果に基づき加熱温度を一定
に保つ方式を採用した。そして、加熱することにより、
シリコンナノワイヤー５の自己組織化を促して成長さ
せ、複数のシリコンナノワイヤー５によりシリコンナノ
ファイバー４を形成させる。なお、加熱時の真空度は最
大で６×１０−５Ｐａであった。
【００４４】加熱時のシリコンナノワイヤー５の自己組
織化メカニズムについて説明する。図２は、上述した加
熱工程において形成されるシリコンナノワイヤー５を示
す概略模式図である。図２（ａ）は、シリコンナノワイ
ヤー５から構成されるシリコンナノファイバー４の横断
面を示す概略図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ
−Ａ方向からみたシリコンナノファイバー４の縦断面を
示す概略図である。
織化メカニズムについて説明する。図２は、上述した加
熱工程において形成されるシリコンナノワイヤー５を示
す概略模式図である。図２（ａ）は、シリコンナノワイ
ヤー５から構成されるシリコンナノファイバー４の横断
面を示す概略図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ
−Ａ方向からみたシリコンナノファイバー４の縦断面を
示す概略図である。
【００４５】前述したように、シリコン微結晶粒子２が
載置された部分に、そのシリコン微結晶粒子２の直径に
応じてシリコンナノファイバー４が形成される。このと
き、図２（ａ）に示したように、複数のシリコンナノワ
イヤー５が相互に隣接して形成される。ただし、シリコ
ンはダイヤモンドと同様の結晶構造を有するため、三次
元的には最密充填構造とならない。
載置された部分に、そのシリコン微結晶粒子２の直径に
応じてシリコンナノファイバー４が形成される。このと
き、図２（ａ）に示したように、複数のシリコンナノワ
イヤー５が相互に隣接して形成される。ただし、シリコ
ンはダイヤモンドと同様の結晶構造を有するため、三次
元的には最密充填構造とならない。
【００４６】ここで、シリコンナノワイヤー５の自己組
織化を用いた成長過程を説明する。図２（ｂ）に示した
ように、シリコン基板１の表面１ａが加熱により融解す
るが、この液状化したシリコンがシリコンナノワイヤー
５の間を毛細管力により上昇していく。この液状化した
シリコンが、シリコンナノワイヤー５の先端部５ａに達
した後、先端部５ａで凝着する。この過程を繰り返すこ
とによりシリコンナノワイヤー５が成長し、ひいてはシ
リコンナノファイバー４が形成される。このようにして
作製することにより、シリコンからなる複数のナノワイ
ヤー５を備え、これらナノワイヤー５を同一方向に沿っ
て束ね、断面形状が茎状となるようにナノワイヤー５間
に間隙を設けた構造のナノファイバー４が得られた。
織化を用いた成長過程を説明する。図２（ｂ）に示した
ように、シリコン基板１の表面１ａが加熱により融解す
るが、この液状化したシリコンがシリコンナノワイヤー
５の間を毛細管力により上昇していく。この液状化した
シリコンが、シリコンナノワイヤー５の先端部５ａに達
した後、先端部５ａで凝着する。この過程を繰り返すこ
とによりシリコンナノワイヤー５が成長し、ひいてはシ
リコンナノファイバー４が形成される。このようにして
作製することにより、シリコンからなる複数のナノワイ
ヤー５を備え、これらナノワイヤー５を同一方向に沿っ
て束ね、断面形状が茎状となるようにナノワイヤー５間
に間隙を設けた構造のナノファイバー４が得られた。
【００４７】そして、加熱時間に応じてシリコンナノフ
ァイバー４は成長するため、所望の長さにシリコンナノ
ファイバー４が成長するまで、加熱工程を継続すること
となる。この加熱工程は、シリコン基板１に電流を流す
のを止めることにより終了する。電流を流すのを止める
と、電流を止めてから１秒で約１２０℃から１３０℃、
約１分で５０℃にまで下がった。
ァイバー４は成長するため、所望の長さにシリコンナノ
ファイバー４が成長するまで、加熱工程を継続すること
となる。この加熱工程は、シリコン基板１に電流を流す
のを止めることにより終了する。電流を流すのを止める
と、電流を止めてから１秒で約１２０℃から１３０℃、
約１分で５０℃にまで下がった。
【００４８】ここで、本実施形態では、前述した加熱工
程の後に基板温度を下げる除熱工程を設け、この除熱工
程の後にさらに加熱工程を設けた。より詳細には、前述
したように２００分加熱した後、電流を流すのを中断し
て、シリコン基板１の除熱工程とし、再度加熱を行う断
続加熱を行った。加熱を止めた後の除熱放置時間は１５
分とした。このときの真空度は、５×１０−７Ｐａであ
った。その後、再度６０分間の加熱工程を行った。加熱
終了時の真空度は、４×１０−6Ｐａであった。
程の後に基板温度を下げる除熱工程を設け、この除熱工
程の後にさらに加熱工程を設けた。より詳細には、前述
したように２００分加熱した後、電流を流すのを中断し
て、シリコン基板１の除熱工程とし、再度加熱を行う断
続加熱を行った。加熱を止めた後の除熱放置時間は１５
分とした。このときの真空度は、５×１０−７Ｐａであ
った。その後、再度６０分間の加熱工程を行った。加熱
終了時の真空度は、４×１０−6Ｐａであった。
【００４９】図３に、加熱工程の後に除熱工程を設け、
再度加熱工程を施した場合に得られたシリコンナノファ
イバー４の電子顕微鏡写真を示す。断続加熱をした場
合、図３に示したように、シリコンナノファイバー４は
直径が小さい節を有する構成となる。この節を形成した
くない場合は、除熱工程の後、真空槽からシリコン基板
１を取り出すこととなる。なお、図３において、環状と
なって見えているのは、融解にともないナノファイバー
４に表面のシリコンを供給した領域と、供給しなかった
領域との境界である。
再度加熱工程を施した場合に得られたシリコンナノファ
イバー４の電子顕微鏡写真を示す。断続加熱をした場
合、図３に示したように、シリコンナノファイバー４は
直径が小さい節を有する構成となる。この節を形成した
くない場合は、除熱工程の後、真空槽からシリコン基板
１を取り出すこととなる。なお、図３において、環状と
なって見えているのは、融解にともないナノファイバー
４に表面のシリコンを供給した領域と、供給しなかった
領域との境界である。
【００５０】なお、複数のシリコンナノワイヤー５をシ
リコンナノファイバー４として束ねるバインダーとして
機能するのは、外周部に位置するシリコンナノワイヤー
５であり、相互に融着または凝着することによりこれを
達成している。これに、上述した節部を作製することに
より、バインド効果が上がり、強度が向上する。
リコンナノファイバー４として束ねるバインダーとして
機能するのは、外周部に位置するシリコンナノワイヤー
５であり、相互に融着または凝着することによりこれを
達成している。これに、上述した節部を作製することに
より、バインド効果が上がり、強度が向上する。
【００５１】ここで、以上述べた実施形態においては、
各工程において真空度が異なるものとなったが、可能で
あれば均一とすることが望ましい。
各工程において真空度が異なるものとなったが、可能で
あれば均一とすることが望ましい。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され、機能
するので、これによると、請求項１に記載の発明では、
微結晶粒子を成長核とすることにより、ナノワイヤーを
自己組織化により形成させる箇所を特定することができ
るとともに、ナノワイヤーの自己組織化による成長方向
を一様にすることができ、特定の軸方向に沿った複数の
ナノワイヤーから構成されるナノファイバーを作製でき
る。
するので、これによると、請求項１に記載の発明では、
微結晶粒子を成長核とすることにより、ナノワイヤーを
自己組織化により形成させる箇所を特定することができ
るとともに、ナノワイヤーの自己組織化による成長方向
を一様にすることができ、特定の軸方向に沿った複数の
ナノワイヤーから構成されるナノファイバーを作製でき
る。
【００５３】また、請求項２に記載の発明では、蒸着さ
せた金属がサーファクタントとして機能するので、ナノ
ワイヤーの成長を促進させることができる。
せた金属がサーファクタントとして機能するので、ナノ
ワイヤーの成長を促進させることができる。
【００５４】また、請求項３に記載の発明では、蒸着さ
せた金がサーファクタントとしての機能だけでなく、基
板の結晶面側に付着した酸化物等の除去、および酸化物
等の発生の抑制という機能を呈するので、ナノワイヤー
の成長方向に影響を与える因子を減らすことができ、成
長方向の均一化を向上させることが可能である。
せた金がサーファクタントとしての機能だけでなく、基
板の結晶面側に付着した酸化物等の除去、および酸化物
等の発生の抑制という機能を呈するので、ナノワイヤー
の成長方向に影響を与える因子を減らすことができ、成
長方向の均一化を向上させることが可能である。
【００５５】また、請求項４に記載の発明では、ナノフ
ァイバーの任意の場所に節部を形成することができる。
ァイバーの任意の場所に節部を形成することができる。
【００５６】また、請求項５に記載の発明では、方向性
のそろったナノワイヤーから構成されるので、アスペク
ト比の高いナノファイバーを実現できる。
のそろったナノワイヤーから構成されるので、アスペク
ト比の高いナノファイバーを実現できる。
【００５７】また、請求項６に記載の発明では、節部が
ナノワイヤーをナノファイバーとして束ねるバインド効
果を発揮し、ナノファイバーの強度が向上する。
ナノワイヤーをナノファイバーとして束ねるバインド効
果を発揮し、ナノファイバーの強度が向上する。
【００５８】また、請求項７に記載の発明では、ナノフ
ァイバー形成時に障害となる酸化物等が、ナノワイヤー
の自己組織化の際に基板表面に残留するのを抑制するこ
とができ、配向性のよいナノワイヤーからなるナノファ
イバーを提供できる。
ァイバー形成時に障害となる酸化物等が、ナノワイヤー
の自己組織化の際に基板表面に残留するのを抑制するこ
とができ、配向性のよいナノワイヤーからなるナノファ
イバーを提供できる。
【図１】 図１は、本発明に係るナノファイバーの作製
方法のー実施形態を示す概略斜視図である。図１（ａ）
に微結晶粒子の載置工程を示し、図１（ｂ）に金属の蒸
着工程を示し、図１（ｃ）に加熱工程を示す。
方法のー実施形態を示す概略斜視図である。図１（ａ）
に微結晶粒子の載置工程を示し、図１（ｂ）に金属の蒸
着工程を示し、図１（ｃ）に加熱工程を示す。
【図２】 図２は、図１に示した加熱工程において形成
されるシリコンナノワイヤーを示す概略模式図である。
図２（ａ）は、シリコンナノワイヤーから構成されるシ
リコンナノファイバーの横断面を示す概略図であり、図
２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ方向からみたシリコン
ナノファイバーの縦断面を示す概略図である。
されるシリコンナノワイヤーを示す概略模式図である。
図２（ａ）は、シリコンナノワイヤーから構成されるシ
リコンナノファイバーの横断面を示す概略図であり、図
２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ方向からみたシリコン
ナノファイバーの縦断面を示す概略図である。
【図３】 図３は、加熱工程の後に除熱工程を設け、再
度加熱工程を施した場合に得られたシリコンナノファイ
バーを示す電子顕微鏡写真である。
度加熱工程を施した場合に得られたシリコンナノファイ
バーを示す電子顕微鏡写真である。
１ シリコン基板 １ａ シリコン基板結晶面側の表面 ２ シリコン微結晶粒子 ３ 金属 ４ シリコンナノファイバー ５ シリコンナノワイヤー ５ａ シリコンナノワイヤー先端部
Claims (7)
- 【請求項１】 自己組織化を用いたナノファイバーの作
製方法であって、 基板表面に、基板と同じ元素から構成される微結晶粒子
を載置する工程と、 真空下で、基板の表面が融解する温度にまで前記基板を
加熱する工程と、を有し、 前記基板表面は、結晶面であり、 前記加熱工程では、前記微結晶粒子を載置した前記結晶
面に表面偏析を生じさせることにより、基板から供給さ
れた元素により複数のナノワイヤーを成長させ、茎状構
造を有するナノファイバーを形成させることを特徴とす
る自己組織化を用いたナノファイバーの作製方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のナノファイバーの作製
方法であって、 前記基板を加熱する前に、真空下で、前記微結晶粒子を
載置した基板表面に、該微結晶粒子と異なる元素から構
成される金属を蒸着する工程を有し、 当該金属の蒸着は、少なくとも前記微結晶粒子が載置さ
れていない前記結晶面に施されることを特徴とするナノ
ファイバーの作製方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載のナノファイバーの作製
方法であって、 前記基板に蒸着する金属は金であり、蒸着は１原子層と
することを特徴とするナノファイバーの作製方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載のナノファ
イバーの作製方法であって、 前記加熱工程の後に基板温度を下げる除熱工程を有し、 当該除熱工程の後にさらに前記加熱工程を設けることを
特徴とするナノファイバーの作製方法。 - 【請求項５】 シリコンからなる複数のナノワイヤーを
備え、当該ナノワイヤーを同一方向に沿って束ね、断面
形状が茎状となるようにナノワイヤー間に間隙を設けた
ことを特徴とするナノファイバー。 - 【請求項６】 請求項５に記載のナノファイバーであっ
て、 前記ナノファイバーは、直径が小さくなったくびれ状の
節部を有することを特徴とするナノファイバー。 - 【請求項７】 自己組織化を用いたナノファイバーの作
製方法であって、 基板表面に、基板と異なる元素から構成される金属を蒸
着する工程と、 真空下で、基板の表面が融解する温度にまで基板を加熱
する工程と、を有し、 前記金属は金であり、蒸着は１原子層とするものであっ
て、 前記加熱工程では、前記金を蒸発させるとともに、基板
から供給された元素により複数のナノワイヤーを成長さ
せ、茎状構造を有するナノファイバーを形成させること
を特徴とする自己組織化を用いたナノファイバーの作製
方法。
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