JP2006167857A - Micro wire and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細ワイヤ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fine wire and a manufacturing method thereof.
近年、シリコンを構成元素とするシリコンナノワイヤの半導体デバイスや光デバイスへの適用が期待されている。このシリコンナノワイヤは、直径がナノメートル(nm)オーダーで、かつ、電気導電性を有する微細ワイヤ(量子細線)であり、更なる微細化が要求されている次世代の半導体デバイスや光デバイスにおける配線材として有望である。なお、次世代の半導体デバイスや光デバイスにおける配線材としては、カーボンナノチューブの適用も検討されている。
例えば、下記非特許文献1には、シリコンナノワイヤの一例として、直径が1〜7ナノメートル(nm)の製作が報告されている。また、下記特許文献1にも直径がナノメートルオーダーのシリコンナノワイヤとその作製方法とが開示されている。
For example, the following Non-Patent
ところで、現状の報告では、非特許文献1に記載された直径が1〜7ナノメートル(nm)のシリコンナノワイヤが最も細いものである。しかしながら、半導体集積回路に関する技術展望として、この1ナノメートル程度の微細ワイヤでは2015年までが限界であり、これ以降の半導体集積回路ではさらに細線化された配線材が必要である、という見方がある。
By the way, in the current report, the silicon nanowire having a diameter of 1 to 7 nanometers (nm) described in Non-Patent
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、1ナノメートルよりも細い微細ワイヤの提供を目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at provision of the fine wire thinner than 1 nanometer.
上記目的を達成するために、本発明では、微細ワイヤに係わる第1の解決手段として、第1の元素からなる第1のクラスタあるいは第2の元素からなる第2のクラスタと前記第1のクラスタとを複数連結してなる、という手段を採用する。
この発明によれば、クラスタとを複数連結して形成されるので、1ナノメートルよりも細い微細ワイヤを提供することができる。
In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution for a fine wire, the first cluster composed of the first element or the second cluster composed of the second element and the first cluster A method of connecting a plurality of these is adopted.
According to the present invention, since a plurality of clusters are connected, a fine wire thinner than 1 nanometer can be provided.
微細ワイヤに係わる第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、第1及び第2の元素は、水素(H)、ヘリウム(He)、リチウム(Li)、ベリリウム(Be)、ボロン(B)、炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)、フッ素(F)、ネオン(Ne)、ナトリウム(Na)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、シリコン(Si)、リン(P)、硫黄(S)、塩素(Cl)、アルゴン(Ar)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、セレン(Se)、臭素(Br)、クリプトン(Kr)、ルビジウム(Rb)、ストロンチウム(Sr)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、テクネチウム(Tc)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、カドニウム(Cd)、インジウム(In)、スズ(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、ヨウ素(I)、キセノン(Xe)、セシウム(Cs)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、レニウム(Re)、オスミウム(Os)、インジウム(Ir)、白金(Pt)、金(Au)、水銀(Hg)、タリウム(Tl)、鉛(Pd)、ビスマス(Bi)、ポロニウム(Po)、アスタチン(At)、ラドン(Rn)の中のいずれかである、という手段を採用する。
この発明によれば、上記各元素のいずれか1つの元素からなるクラスタを連結して、あるいは異なる元素からなるクラスタを連結することにより1ナノメートルよりも細い微細ワイヤを形成することができる。
As a second solution for the fine wire, in the first solution, the first and second elements are hydrogen (H), helium (He), lithium (Li), beryllium (Be), boron ( B), carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), fluorine (F), neon (Ne), sodium (Na), magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), phosphorus ( P), sulfur (S), chlorine (Cl), argon (Ar), potassium (K), calcium (Ca), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron ( Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), selenium (Se), bromine (Br), krypton ( Kr), Rubijiu (Rb), strontium (Sr), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), technetium (Tc), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), cadmium (Cd), indium (In), tin (Sn), antimony (Sb), tellurium (Te), iodine (I), xenon (Xe), cesium (Cs), barium (Ba), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Lutetium (L ), Hafnium (Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), osmium (Os), indium (Ir), platinum (Pt), gold (Au), mercury (Hg), thallium (Tl) ), Lead (Pd), bismuth (Bi), polonium (Po), astatine (At), or radon (Rn).
According to the present invention, a fine wire thinner than 1 nanometer can be formed by connecting clusters made of any one of the above elements or by connecting clusters made of different elements.
微細ワイヤに係わる第3の解決手段として、上記第1の解決手段において、第1及び第2の元素はいずれもシリコン(Si)である、という手段を採用する。
この発明によれば、シリコン(Si)からなるクラスタを連結することにより1ナノメートルよりも細く、かつ、導電性を有するシリコン微細ワイヤを形成することができる。
As a third solution for the fine wire, a method is adopted in which, in the first solution, the first and second elements are both silicon (Si).
According to the present invention, by connecting clusters made of silicon (Si), a silicon fine wire having a thickness smaller than 1 nanometer and having conductivity can be formed.
微細ワイヤに係わる第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、第1及び第2のクラスタは、24個のシリコン(Si)原子からなる、という手段を採用する。
この発明によれば、24個のシリコン(Si)原子からなるクラスタを連結するので、直線状のシリコン微細ワイヤを形成することができる。
As a fourth solving means relating to the fine wire, in the third solving means, a means is adopted in which the first and second clusters are composed of 24 silicon (Si) atoms.
According to this invention, since the cluster which consists of 24 silicon (Si) atoms is connected, a linear silicon fine wire can be formed.
また、本発明では、微細ワイヤの製造方法に係わる第1の解決手段として、上記第1あるいは第2の微細ワイヤの製造方法において、シリコン(Si)基板上に所定の触媒を載置し、この状態でシリコン(Si)をスパッタリングする、という手段を採用する。
この発明によれば、シリコン(Si)基板上にシリコン(Si)からなるクラスタを積み上げるようにして成長させることが可能であり、よってシリコン(Si)からなる1ナノメートルよりも細く、かつ、導電性を有するシリコン微細ワイヤを容易に製造することができる。
Further, in the present invention, as a first solving means related to the method for manufacturing a fine wire, in the first or second method for manufacturing a fine wire, a predetermined catalyst is placed on a silicon (Si) substrate, A method of sputtering silicon (Si) in a state is employed.
According to the present invention, it is possible to grow a cluster made of silicon (Si) on a silicon (Si) substrate, so that it is thinner than 1 nanometer made of silicon (Si) and is conductive. It is possible to easily manufacture a silicon fine wire having a property.
微細ワイヤの製造方法に係わる第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、触媒は遷移金属である、という手段を採用する。シリコン(Si)基板上にシリコン(Si)からなるクラスタを積み上げるための触媒として遷移金属を採用するので、シリコン微細ワイヤを容易に製造することができる。 As a second solution relating to the method of manufacturing the fine wire, a method is adopted in which, in the first solution, the catalyst is a transition metal. Since a transition metal is employed as a catalyst for stacking clusters made of silicon (Si) on a silicon (Si) substrate, a silicon fine wire can be easily manufactured.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、後述するように、シリコン(Si)を構成原子とするクラスタ(つまりシリコンクラスタ)を連結したシリコン微細ワイヤに関するものである。なお、クラスタ(あるいは原子クラスタ)は、一般的に数個から数千個の原子からなる原子の集合体を指す用語であるが、本実施形態においてもこれと同様の意味でクラスタという用語を用いる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As will be described later, the present embodiment relates to a silicon fine wire in which clusters having silicon (Si) as constituent atoms (that is, silicon clusters) are connected. A cluster (or atomic cluster) is a term generally indicating an aggregate of atoms composed of several to several thousand atoms, but the term cluster is also used in the present embodiment in the same meaning as this. .
図1は、本シリコン微細ワイヤを構成するシリコンクラスタAの斜視図である。このシリコンクラスタAは、24個のシリコン原子1から構成されたクラスタ(Si24クラスタ)であり、各シリコン原子1が互いに隣り合う3つのシリコン原子1と結合関係を持つことにより14面体を構成している。この図から分かるように、シリコンクラスタAの各面のうち、斜線で示す六角形の面mは互いに平行に対峙する平行面である。なお、この平行面m以外の面は、図示するように五角形の面である。このようなシリコンクラスタAは、幅が最も大きい部分の幅が0.8ナノメートル(nm)以下である。
FIG. 1 is a perspective view of a silicon cluster A constituting the present silicon fine wire. This silicon cluster A is a cluster composed of 24 silicon atoms 1 (Si 24 cluster), and each
図2は、上記シリコンクラスタAを6つ連結して構成したシリコン微細ワイヤBの構成を示す側面図である。平行面mを互いに繋ぎ合わせるようにシリコンクラスタAを連結することにより、このシリコン微細ワイヤBは、直線状のワイヤ形状となると共に、その直径は0.8ナノメートル(nm)以下となる。 FIG. 2 is a side view showing a configuration of a silicon fine wire B formed by connecting six silicon clusters A. As shown in FIG. By connecting the silicon clusters A so that the parallel planes m are connected to each other, the silicon fine wire B has a linear wire shape and a diameter of 0.8 nanometer (nm) or less.
続いて、図3は、このようなシリコン微細ワイヤBの構造体としての安定性を示す特性図である。この特性図は、周知の第一原理分子動力学法に基づくコンピュータ・シミュレーションにより、シリコンクラスタAの連結数に応じた結合エネルギを求めたものであり、連結数が増加するに従って結合エネルギが低下し、構造体としての安定性が増すことを示している。また、この特性図では、連結数が6以上になると結合エネルギの低下が略飽和して変化しなくなる傾向にあることをも示している。この特性図によれば、シリコンクラスタAが複数連結したシリコン微細ワイヤBは構造体として十分に安定であることを示している。 Next, FIG. 3 is a characteristic diagram showing the stability of such a silicon fine wire B as a structure. In this characteristic diagram, the binding energy corresponding to the number of connections of the silicon cluster A is obtained by computer simulation based on the well-known first principle molecular dynamics method. As the number of connections increases, the binding energy decreases. This indicates that the stability as a structure is increased. In addition, this characteristic diagram also shows that when the number of connections is 6 or more, the decrease in binding energy tends to be substantially saturated and does not change. According to this characteristic diagram, it is shown that the silicon fine wire B in which a plurality of silicon clusters A are connected is sufficiently stable as a structure.
図4は、シリコン微細ワイヤBの物質としての反応性をHOMO−LUMOギャップとして示す特性図である。この特性図は、第一原理分子動力学法に基づくコンピュータ・シミュレーションにより、シリコンクラスタAの連結数に応じたHOMO−LUMOギャップを求めたものであり、連結数が増加するに従って、つまりシリコン微細ワイヤBが長くなる程にHOMO−LUMOギャップが低下し、シリコン微細ワイヤBが長く成長するための必要な反応性が高まることを示している。また、このHOMO−LUMOギャップについては、連結数が5あるいは6になると低下傾向が略飽和して変化しなくなる。 FIG. 4 is a characteristic diagram showing the reactivity of the silicon fine wire B as a substance as a HOMO-LUMO gap. This characteristic diagram shows a HOMO-LUMO gap corresponding to the number of connections of silicon clusters A by computer simulation based on the first principle molecular dynamics method. As the number of connections increases, that is, a silicon fine wire As B becomes longer, the HOMO-LUMO gap decreases, indicating that the reactivity required to grow the silicon fine wire B longer increases. In addition, regarding the HOMO-LUMO gap, when the number of connections is 5 or 6, the decreasing tendency is substantially saturated and does not change.
図5は、上記シリコン微細ワイヤBの電気伝導性を示す特性図である。この特性図は、第一原理分子動力学法に基づくコンピュータ・シミュレーションにより、シリコン微細ワイヤBを有限長(例えば2つのシリコンクラスタAを連結した長さ)とした場合の電子状態密度を求めたものである。なお、この図5では、エネルギ(eV)を示す縦軸がフェルミ準位(フェルミエネルギ)を基準エネルギー(つまりエネルギ「0」)として示している。 FIG. 5 is a characteristic diagram showing the electrical conductivity of the silicon fine wire B. As shown in FIG. This characteristic diagram is a computer simulation based on the first-principles molecular dynamics method, and obtained the density of electronic states when the silicon fine wire B has a finite length (for example, a length obtained by connecting two silicon clusters A). It is. In FIG. 5, the vertical axis indicating energy (eV) indicates the Fermi level (Fermi energy) as the reference energy (that is, energy “0”).
このようなシリコン微細ワイヤBの電子状態密度を見ると、フェルミエネルギを有する電子が存在するので、シリコン微細ワイヤBが金属であることが分かる。すなわち、シリコン(Si)は一般的には真性半導体として知られているが、シリコンクラスタAを連結して構成されたシリコン微細ワイヤBは、金属として電気伝導性を示す。したがって、半導体デバイスの配線材として利用することができる。 Looking at the density of electronic states of the silicon fine wire B, it can be seen that the silicon fine wire B is a metal because electrons having Fermi energy exist. That is, silicon (Si) is generally known as an intrinsic semiconductor, but a silicon fine wire B formed by connecting silicon clusters A exhibits electrical conductivity as a metal. Therefore, it can be used as a wiring material for semiconductor devices.
図6は、シリコン(Si)原子の3s軌道と3p軌道の各電子状態密度及び当該2つの軌道の合計電子状態密度を第一原理分子動力学法に基づいて計算した結果である。なお、この図でも、エネルギ(eV)を示す横軸は、フェルミ準位(フェルミエネルギ)を基準エネルギー(つまりエネルギ「0」)として示している。この計算結果を見ると、シリコン(Si)原子の3p軌道の電子状態密度は、図5に示したシリコン微細ワイヤBの電子状態密度と良く似た傾向を示しており、したがって当該シリコン微細ワイヤBの電子状態密度は、シリコン(Si)原子の3p軌道の電子状態密度の寄与が大であることが分かる。 FIG. 6 shows the results of calculating the electronic state densities of 3s orbits and 3p orbitals of silicon (Si) atoms and the total electronic state density of the two orbitals based on the first principle molecular dynamics method. Also in this figure, the horizontal axis indicating the energy (eV) indicates the Fermi level (Fermi energy) as the reference energy (that is, energy “0”). From this calculation result, the electronic state density of the 3p orbit of the silicon (Si) atom shows a tendency similar to the electronic state density of the silicon fine wire B shown in FIG. It can be seen that the contribution of the electronic state density of the 3p orbit of silicon (Si) atoms is large.
以上のように、本シリコン微細ワイヤBは、構造物として安定しているだけでなく、直径が0.8オングストローム以下、かつ金属としての電気導電性を有する微細ワイヤである。したがって、本シリコン微細ワイヤBは、将来の半導体集積回路の配線材として十分な性能を有している。 As described above, the silicon fine wire B is not only stable as a structure but also a fine wire having a diameter of 0.8 angstrom or less and having electrical conductivity as a metal. Therefore, this silicon fine wire B has sufficient performance as a wiring material for future semiconductor integrated circuits.
続いて、このようなシリコン微細ワイヤBの製造方法について、図7を参照して説明する。なお、図7は、本シリコン微細ワイヤBを製造するためのスパッタリング装置の概略図である。この図に示されているように、本シリコン微細ワイヤBは、表面に触媒が載置されたシリコン基板上にシリコンターゲットから飛散したシリコン原子を堆積させることによって製造される。ここで、触媒は、例えば遷移金属であり、シリコン原子をシリコンクラスタAの形態でシリコン基板上に成長さるためのものである。 Then, the manufacturing method of such a silicon | silicone fine wire B is demonstrated with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view of a sputtering apparatus for producing the present silicon fine wire B. As shown in this figure, the present silicon fine wire B is manufactured by depositing silicon atoms scattered from a silicon target on a silicon substrate on which a catalyst is placed. Here, the catalyst is a transition metal, for example, for growing silicon atoms on the silicon substrate in the form of silicon clusters A.
このようなスパッタリング装置(製造装置)によれば、本シリコン微細ワイヤBの構成原子であるシリコンを原子単位でシリコン基板上に降らせることができる一方、触媒の存在によって各シリコン原子を上述したシリコンクラスタAの形態でシリコン基板上に順次成長さることができ、結果としてシリコンクラスタAが順次積み上げられた形態のシリコン微細ワイヤBを製造することができる。 According to such a sputtering apparatus (manufacturing apparatus), silicon that is a constituent atom of the silicon fine wire B can be dropped on the silicon substrate in atomic units, and each silicon atom is introduced into the above-described silicon cluster by the presence of the catalyst. The silicon fine wire B can be manufactured in the form of A, which can be successively grown on the silicon substrate, and as a result, the silicon clusters A are sequentially stacked.
ここで、図3に示したように、本シリコン微細ワイヤBは結合エネルギが小さく、構造体として十分に安定なものであるが、シリコンクラスタAにおける各シリコン原子1の位置を最適化することにより上記結合エネルギをさらに低減させて、安定性を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 3, the silicon fine wire B has a small binding energy and is sufficiently stable as a structure. However, by optimizing the position of each
図8は、上記シリコンクラスタA及び各シリコン原子1の位置が最適化されたシリコンクラスタB’の側面図である。上述した第一原理分子動力学法に基づくコンピュータ・シミュレーションによって内部エネルギが最小化される各シリコン原子1の位置を求め、このようにして最適化されたシリコンクラスタA’は、上記シリコンクラスタAよりも内部エネルギが小さく、よってより安定である。したがって、このようなシリコンクラスタA’を連結して構成したシリコン微細ワイヤB’(図9参照)は、上述したシリコン微細ワイヤBよろも結合エネルギが小さく、よってより安定である。
FIG. 8 is a side view of the silicon cluster A and the silicon cluster B ′ in which the positions of the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、シリコン(Si)を構成原子とするシリコンクラスタA,A’を連結したシリコン微細ワイヤB,B’について説明したが、クラスタの構成原子はシリコンに限定されない。クラスタの構成原子は。例えば水素(H)、ヘリウム(He)、リチウム(Li)、ベリリウム(Be)、ボロン(B)、炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)、フッ素(F)、ネオン(Ne)、ナトリウム(Na)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、シリコン(Si)、リン(P)、硫黄(S)、塩素(Cl)、アルゴン(Ar)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、セレン(Se)、臭素(Br)、クリプトン(Kr)、ルビジウム(Rb)、ストロンチウム(Sr)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、テクネチウム(Tc)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、カドニウム(Cd)、インジウム(In)、スズ(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、ヨウ素(I)、キセノン(Xe)、セシウム(Cs)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、レニウム(Re)、オスミウム(Os)、インジウム(Ir)、白金(Pt)、金(Au)、水銀(Hg)、タリウム(Tl)、鉛(Pd)、ビスマス(Bi)、ポロニウム(Po)、アスタチン(At)、ラドン(Rn)の中のいずれかであれば良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) Although the silicon fine wires B and B ′ in which the silicon clusters A and A ′ having silicon (Si) as constituent atoms are connected have been described in the above embodiment, the constituent atoms of the clusters are not limited to silicon. What are the constituent atoms of the cluster? For example, hydrogen (H), helium (He), lithium (Li), beryllium (Be), boron (B), carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), fluorine (F), neon (Ne) , Sodium (Na), magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), phosphorus (P), sulfur (S), chlorine (Cl), argon (Ar), potassium (K), calcium (Ca) , Titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga) , Germanium (Ge), arsenic (As), selenium (Se), bromine (Br), krypton (Kr), rubidium (Rb), strontium (Sr), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium Nb), molybdenum (Mo), technetium (Tc), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), cadmium (Cd), indium (In), tin (Sn), antimony ( Sb), tellurium (Te), iodine (I), xenon (Xe), cesium (Cs), barium (Ba), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium ( Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium ( Lu), hafnium (Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), oxygen Mium (Os), Indium (Ir), Platinum (Pt), Gold (Au), Mercury (Hg), Thallium (Tl), Lead (Pd), Bismuth (Bi), Polonium (Po), Astatine (At), Any of radon (Rn) may be used.
(2)上記実施形態では、微細ワイヤを構成する全てのクラスタがシリコンを構成原子としているが、本発明はこれに限定されない。構成原子が異なるクラスタを連結して微細ワイヤを構成しても良い。スパッタリングにおけるターゲットを交換することにより異なる構成原子からなるクラスタを連結・成長させて微細ワイヤを製造することができる。 (2) In the above embodiment, all the clusters constituting the fine wire have silicon as a constituent atom, but the present invention is not limited to this. A fine wire may be formed by connecting clusters having different constituent atoms. By exchanging the target in sputtering, clusters composed of different constituent atoms can be connected and grown to produce a fine wire.
(3)また、上記実施形態では、24個のシリコン原子1から構成されたSi24クラスタを用いた。これは互いに平行に対峙する六角形の面mが平行面であり、この平行面を突合せ面としてシリコンクラスタAを連結することにより直線状のシリコン微細ワイヤBを構成することができるからである。しかしながら、このような平行面を有しないシリコンクラスタ、例えば20個のシリコン原子からなるSi20クラスタや28個のシリコン原子からなるSi28クラスタを連結することによってもシリコン微細ワイヤを構成することが可能である。但し、この場合のシリコン微細ワイヤは湾曲したものとなる。
(3) In the above embodiment, using Si 24 cluster consisting of
A,A’…シリコンクラスタ、B,B’…シリコン微細ワイヤ、1…シリコン原子、m…平行面
A, A '... silicon cluster, B, B' ... silicon fine wire, 1 ... silicon atom, m ... parallel plane
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The method for producing a fine wire according to claim 5, wherein the catalyst is a transition metal.
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