JP2014503791A - ナノポアおよびナノ流体デバイスにおける寸法のフィードバック制御 - Google Patents

Abstract

【課題】たとえばナノ流体チャネルおよびナノポアなどの流体通路を製作するための技術を提供する。
【解決手段】フィードバック・システムを用いて、たとえばナノチャネルおよびナノポアなどのナノ流体通路を制御された態様で閉じるか、または開く。通路が選択された寸法に達するか、または閉じるまで、電解質の存在下で通路内の酸化物層を成長させるか、または除去する。製作中に、ナノ流体通路の寸法の変化を測定する。通路を通るイオン電流レベルを用いて通路の寸法を定めてもよい。要素間の流体通路の選択的酸化によって、流体要素のアレイを通る流体の流れを制御できる。
【選択図】図１

Description

本発明はマイクロ流体およびナノ流体の技術分野に関し、より特定的にはナノスケールの流体要素およびその類似物の製作および使用に関する。

ナノスケールの流体デバイスは、選択された基板内に形成されたポアもしくはチャネルまたはその両方を含む。固体ナノポアは、たとえば窒化ケイ素などの選択された基板を通るＴＥＭ（透過電子顕微鏡（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ））穿孔によって製作されてもよい。固体ナノポアは、生物タンパク質を分析するために用いられ得る。

ナノ流体チャネルは、所望の寸法に達するための連続電子ビーム・リソグラフィによって製作されてもよい。加えて、フォトリソグラフィ、ナノインプリント・リソグラフィおよびナノトランスファ・リソグラフィを用いてチャネルを製作することもできる。

ナノスケールの流体要素の製作は困難なことがあり、非標準的もしくは非スケーラブルまたはその両方である技術が必要となり得る。本発明は、スケーラブルなリソグラフィまたはその他の技術の後に、要素の流体通路の所望の寸法を提供する処理技術を用いて、デバイスを作製することを可能にする。

本発明の原理は、たとえばナノ流体チャネルおよびナノポアなどの流体通路を製作するための技術を提供する。

一局面において、例示的方法は、導体によって境界を定められたナノ流体通路を含む基板を提供するステップと、ナノ流体通路に電解質を充填するステップと、導体の上に酸化物層を電気化学的に形成することによってナノ流体通路が少なくとも部分的に閉じるようにするステップとを含む。基板自体が導電性材料で構成されていてもよいし、基板上に導電性材料を蒸着することによって、ナノ流体通路の表面がこうした材料を含むようにしてもよい。

さらなる例示的方法は、流体要素のアレイを提供するステップであって、流体要素の各々は１つまたはそれ以上のナノ流体通路によってアレイ内の１つまたはそれ以上の他の流体要素に接続され、ナノ流体通路の各々は導電性の表面を含む、ステップと、選択されたナノ流体通路における導電性の表面の上に酸化物層を電気化学的に成長させることによって、ナノ流体通路の１つまたはそれ以上を選択的に閉じるステップとを含む。

さらなる例示的方法は、基板内に目標寸法よりも大きい寸法を有するナノ流体通路を形成するステップと、基板上に導電層を形成することによってナノ流体通路の寸法を減少させるステップと、ナノ流体通路に電解質を充填するステップと、ナノ流体通路が目標寸法になるまで導電層を電気化学的に酸化するステップとを含む。

別の例示的方法は、導電性の表面を有するナノ流体通路、およびナノ流体通路内の電解質を含むナノ流体デバイスを提供するステップと、導電性の表面に電圧を印加してナノ流体通路の寸法を電気化学的に変えるステップとを含む。この寸法は増やされても減らされてもよい。

基板内のナノ流体通路を含むナノ流体デバイスの製作を制御するための例示的なコンピュータ・プログラム製品が提供され、このナノ流体通路は導電性の表面を含み、電解質を含有する。この製品は、媒体とともに具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有するコンピュータ読取り可能記憶媒体を含み、前記コンピュータ読取り可能プログラム・コードは、電解質と導電性の表面との間に導電性の表面の酸化をもたらすために十分な電位を印加することを容易にするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードと、ナノ流体通路を通るイオン電流をモニタするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードとを含む。

本明細書において用いられる、ある動作を「容易にする（ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ）」とは、その動作を行うこと、その動作をより簡単にすること、その動作の実行を助けること、またはその動作が行われる原因となることを含む。よって、限定ではなく例として、プロセッサ上で実行される命令は、たとえば電圧供給、メータ、顕微鏡ステージなどのリモート・デバイスによって行われる動作を、その動作の実行をもたらすかまたは助けるための適切なデータまたはコマンドを送ることによって容易にしてもよい。疑問を避けるために、動作者（ａｃｔｏｒ）が動作を行う以外のことによってその動作を容易にするときにも、その動作は何らかのエンティティまたはエンティティの組み合わせによって行われる。

本発明の１つもしくはそれ以上の実施形態、またはその要素は、ここに示される方法ステップを行うためのコンピュータ使用可能プログラム・コードを伴う有形のコンピュータ読取り可能記録可能記憶媒体を含むコンピュータ・プログラム製品の形で実装されてもよい。さらに、本発明の１つもしくはそれ以上の実施形態、またはその要素は、メモリと、そのメモリに結合されて、例示的方法ステップを行うために動作する少なくとも１つのプロセッサとを含むシステム（または装置）の形で実装されてもよい。さらに別の局面において、本発明の１つもしくはそれ以上の実施形態、またはその要素は、本明細書に記載される方法ステップの１つまたはそれ以上を実行するための手段の形で実装されてもよい。この手段は、（ｉ）ハードウェア・モジュール（単数または複数）、（ｉｉ）ソフトウェア・モジュール（単数または複数）、または（ｉｉｉ）ハードウェアおよびソフトウェア・モジュールの組み合わせを含んでもよく、（ｉ）〜（ｉｉｉ）はいずれも本明細書に示される特定の技術を実装し、ソフトウェア・モジュールは有形のコンピュータ読取り可能記録可能記憶媒体（または複数のこうした媒体）に保存される。

本発明の技術は、かなりの有益な技術効果を提供し得る。たとえば、１つまたはそれ以上の実施形態は次の利点の１つまたはそれ以上を提供してもよい。
１）フィードバック制御によってナノ流体デバイスを製作する。
２）製作後にチャネルまたはポアのサイズを拡張するか、または狭くすることを可能にする。
３）水溶液またはその他の液体によるナノ流体デバイスの充填を容易にする。

本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、本発明の例示的実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。この詳細な説明は、添付の図面と関連付けて読まれるものである。

図１Ａ〜図１Ｄは、選択された寸法を有する１つまたはそれ以上のチャネルを有する流体デバイスを製作するための一連のステップを示す図である。 図２Ａ〜図２Ｄは、選択された寸法を有する１つまたはそれ以上のナノポアを有する流体デバイスを製作するための一連のステップを示す図である。 金属層の電気化学的酸化の前および最中に流体通路を通るイオン電流を示す図である。 複数の流体要素を含むカスタマイズ可能な流体デバイスを示す図である。 ナノ流体デバイスの製作を制御するためのソフトウェア・モジュールを示す概略図である。 本発明の１つまたはそれ以上の局面もしくは構成要素またはその両方の実装に有用であり得るコンピュータ・システムを示す図である。 ナノポアの直径を変更するためのテスト・デバイスの概略図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、電気化学的酸化の前後のナノフィルタ膜を示す図である。 ナノフィルタ膜を含む流体デバイスの概略図である。 ナノフィルタを製作するための連続するステップを示す図である。

本発明によって、たとえばナノポアもしくはナノチャネルまたはその両方などのナノ流体通路を含むデバイスが提供される。下に考察されるとおり、このデバイスはカスタマイズおよび多様性を可能にする特性を有していてもよい。本発明の原理はさらに、流体の流れを制御するための１つまたはそれ以上の機構を含む流体要素のアレイを含むデバイスを提供するために用いられる。こうしたデバイスの製作は、本明細書に開示される製造方法を用いることによって容易にされ得る。

図１Ａ〜図１Ｄおよび図２Ａ〜図２Ｄは、それぞれナノチャネルおよびナノポアを有する流体デバイスを製作するための製造ステップを示す。最初に図１Ａを参照すると、流体デバイス１０は、デバイスの表面に平行に走るチャネル１２を含むようにリソグラフィ技術によって形成される。リソグラフィ技術は典型的に、基板上にあるときに光のパターンを受け、次いで部分的に除去されることによって基板の選択部分を露出するフォトレジストの使用を利用する。その後のエッチング・ステップおよびその他の処理によって、基板上に穿孔またはチャネルなどの特徴が形成される。図１Ａに示される例示的デバイスにおいては、二酸化ケイ素、シリコンまたはその他の好適な材料（単数または複数）を含む層１４が基板または基部１６の上に蒸着される。この層は、好ましくは等方性エッチングの特徴を有する。層１４は、原子層蒸着、化学蒸着、物理蒸着、熱酸化、またはその他の好適な手順によって蒸着されてもよい。基部１６は、たとえばシリコン、石英、または窒化ケイ素などで構成されてもよく、その上に蒸着される層１４とは組成が異なる。

層１４を構成する材料（単数または複数）と同一ではない、窒化ケイ素、二酸化ケイ素またはその他の好適な材料の層２０が、たとえば原子層蒸着、化学蒸着または物理蒸着などの手順によって層１４の上に蒸着される。たとえばフォトリソグラフィまたは電子ビーム・リソグラフィなどのリソグラフィ技術を用いて、層２０にチャネル開口部１８が形成される。チャネル開口部１８を通じて層１４をエッチングすることによって、層１４内にチャネル１２が形成される。デバイスの基板または基部１６はエッチング停止層として機能する。チャネル１２は最終的に望まれる寸法よりも大きい寸法、好ましくはいずれの断面方向にも１００ナノメートル以下の寸法を有する。製作中に層２０が横方向にアンダーエッチングされる（ｕｎｄｅｒｅｔｃｈｅｄ）ことによって、チャネル開口部１８の幅がチャネル１２の幅よりも小さくなり、結果として図１Ａに示されるとおりのデバイスがもたらされる。下に考察されるとおり、上層２０の下のアンダーカットは、チャネル１２の上の開口部１８を閉じることを容易にする。

基部１６の厚さは約０．２５ｍｍから１．０ｍｍの間であってもよいが、これは決定的なものとはみなされない。蒸着層１４の厚さはそのデバイスの要求、たとえばチャネルのサイズなどによって変わる。この例示的実施形態において、この層の厚さは１０ｎｍから１，０００ｎｍの間である。上層２０の厚さは少なくとも約５０ｎｍの厚さであることによって、機械的安定性を有するアンダーカットが形成され得る。上層２０は、こうした安定性を提供するために必要とされる厚さよりも厚くならないことが好ましい。その後の処理の前のチャネル直径は約１００ナノメートル以下である。

図１Ｂを参照すると、流体デバイス１０は、たとえば電気化学的に活性である金属などの導体２２によってコートされる。こうしたコーティングは、たとえば原子層蒸着（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ）または化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）などの技術によって提供され得る。たとえばチタン、タンタルおよびタングステンなどの金属は、蒸着され得る材料の一部である。金属合金も蒸着され得る。材料の選択は、デバイスがさらに処理される際に形成される酸化物によって決まってもよい。特定の状況においては、チャネルまたはポアの形成よりも前に金属が蒸着されてもよく、たとえばチャネルまたはポアなどの特徴はリソグラフィ／エッチング技術によってその金属の中に、またはその金属を通って形成されてもよいことが認識されるだろう。例示的実施形態において、蒸着導体２２は、チャネル１２に対する開口部１８を閉鎖するシールを形成する。チャネルの寸法も、ナノチャネルの表面を形成する蒸着導体の厚さに釣り合う量だけ減少する。

図１Ｃに示されるとおり、コートされた流体デバイス１０に、たとえば水または電解質溶液などの電解質２４が充填される。デバイスの充填は、導体コーティングを伴ってもなおチャネル１２がその最終目標サイズ（例、直径１０ｎｍ以下）よりも大きいという事実によって容易にされる。流体通路を横切って電解質に電位を印加することによって、デバイスを通るイオン電流を測定してもよい。この電流は通路の内部寸法に比例する。したがって、このときに通路の寸法を定めることができる。イオン電流を生じるための電極は、流体通路（例示的実施形態におけるチャネル１２）の各端部内またはその近くに置かれる。電極は、たとえばＡｇ／ＡｇＣｌ、ＡｕまたはＰｔワイヤ電極などであってもよい。

図１Ｄに示されるとおり、導体２２の上に酸化物層２６を形成することによって、チャネル１２の寸法はサイズが減少する。好ましくはこのプロセスは、導体２２に電位が印加される際にデバイスを通るイオン電流を測定することによって、フィードバック制御される。針状プローブ、ワニ口クリップまたはワイヤ・ボンディングを用いて、蒸着導体２２に電圧が印加される。典型的な印加において、電圧は０．５Ｖから５．０Ｖの範囲であってもよい。

図３は、酸化物層が図１Ｃに対応する出発地点「Ａ」から図１Ｄに対応する終了または目標地点「Ｂ」まで成長する際の、デバイスを通る電流を示す。チャネル寸法は継続的にモニタされてもよいし、電気化学的酸化とイオン電流測定とを交互に繰り返すことによってモニタされてもよい。電流が、受容可能な寸法の範囲であり得る目標チャネル寸法を表すレベルに達したとき、このプロセスは中止される。もし酸化物層２６が絶縁性であれば、この金属−酸化物スタックは、さらなる化学的機能化に用いるためにデバイス１０の表面電荷を変えるためのゲートとして、またはナノ流体トランジスタとして、または流体中の化学物質もしくは生物学的分析物に対するセンサ・デバイスとして機能し得る。こうしたデバイスは、ＤＮＡセンサもしくはシーケンサまたはその両方としても用いられ得る。絶縁性金属酸化物の例は、酸化チタンおよび酸化白金を含む。たとえばアルミニウム亜鉛酸化物（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ：ＡＺＯ）または酸化ルテニウムなどの導電性酸化物が代替的に形成されてもよいことが認識されるだろう。

本発明に従う方法は、デバイスの表面と直交して走るナノポアの形成にも、表面に平行に延在するチャネル１２の形成にも適用可能である。図２Ａを参照して、デバイス３０は、図１Ａ〜図１Ｄに見出されるものと同様の層１４、１６および２０を含む。このデバイスは、リソグラフィ技術およびエッチングを用いて、上に考察される流体デバイス１０と同様の態様で製作される。上層２０に形成されたポア３８は、リザーバ３２と流体連絡している。ポア３８は目標サイズのポアよりも実質的に大きくてもよく、直径約１００ｎｍといった大きさであってもよい。前の実施形態におけるチャネル１２と同様に、ポアはしたがってナノ流体性と考えられるサイズ範囲にある。透過電子ビームを用いて、２ナノメートルから５０ナノメートルの間の直径を有するポアを形成できる。電子ビームまたはフォトリソグラフィのパターン形成を用いて、直径１０ナノメートル以上のポアを形成できる。（ポアは完全な円形でなくてもよく、この場合には最大直径が約１００ｎｍ以下であってもよいことが認識されるだろう。）図２Ｂに示されるとおり、たとえば金属またはその他の適切な電気化学的に活性である導電性材料などの導体のコーティング４０がデバイス３０の上に蒸着される。（もし上層２０が電気化学的に活性である導電性材料で構成されていれば、こうしたコーティングは必要ないことがある。）ポア・サイズはコーティング４０によって減少するが、それでもなお目標サイズよりは大きい。次いでデバイスに、たとえば水または電解質溶液などの電解質２４が充填される。デバイス３０の流体部分の寸法が比較的大きいことによって、溶液の導入が容易になる。図２Ｃは流体が充填されたデバイスを示す。図２Ｄに示されるとおり、次いで導電性または絶縁性の金属−酸化物フィルム４２を形成するために、コーティング４０に電位が印加される。酸化が起こる際に、ポアのサイズがモニタされる。ポアが目標サイズに達したとき、電気化学的酸化は中止される。目標サイズは特定の直径であっても、指定された範囲内であってもよいことが認識されるだろう。チャネル開口部１８が金属によって封止される図１Ａ〜Ｄに示される方法とは異なり、ポア３８はナノ流体通路として機能するために、金属蒸着および酸化のどちらの後も開いたままである。

上述の方法を用いた、たとえばナノポアおよびナノ流体チャネルなどのナノ流体通路の形成は、チップごとに完全にカスタマイズされて達成されてもよい。加えてこの方法は、ウェハごとに行われる高スループット処理にも適用され得る。処理後にウェハが個々のチップに分離されてもよい。たとえばＴＥＭ穿孔などのより煩雑な手順とは対照的に、フォトリソグラフィ技術を用いたポアもしくはチャネルまたはその両方の形成は、製造を容易にする。最初に形成されるチャネルおよびポアの寸法は決定的なものでも特段に小さいものでもないため、ポアもしくはチャネルまたはその両方の形成におけるチップまたはウェハの初期処理が容易になる。加えて上に考察したとおり、比較的大きな寸法を有する流体デバイスは、電解質またはその他の流体による充填がより簡単である。

図７に示されるとおりのテスト・デバイス６０を用いて、本明細書に開示される方法の実行可能性を実証できる。このデバイスは、それぞれＳｉＯ_２およびＳｉ_３Ｎ_４の層６４、６６を含むスタックの中に、ＴｉＮの５ナノメートルの薄膜６２を含む。このデバイスは、ＫＣｌ溶液を含有する流体セル６８を含む。ＴｉＮ層は、直径１００ナノメートル未満、好ましくはそれより小さいポア７０を含む。コンタクト・パッドおよび針状プローブを用いて、流体体積から離れたＴｉＮに約４ボルトを印加する。測定されるイオン伝導度は数分後に顕著に減少し、ポア７０のサイズが減少したことを示す。

デバイスは、チップまたはウェハとしての完成形または半完成形でエンド・ユーザに提供されてもよい。エンド・ユーザが酸化プロセスを行って、選択された寸法の通路を提供してもよい。必要であれば、酸化プロセスを逆行させて通路寸法を大きくしてもよい。

本発明のさらなる局面に従うと、図４に示されるとおり、流体チャネルまたは要素５２の一般的な多目的アレイ５０が提供されてもよい。各要素は、個々にアドレス指定可能な電気化学的に縮小可能なナノ流体通路５４によって別の要素に接続されている。好ましくは、このアレイはすべての接続が開いた状態で製作される。使用時点で、流体の流れを向け直すため、またはアレイ全体から特定の要素５２を取り除くために、縮小可能なナノ流体通路５４の１つまたはそれ以上が閉じられてもよい。図４に示されるとおり、図面の左側に示される元のアレイ５０が２通りの代替的なやり方で修正されて、２つの代替的流路を有するアレイ５０Ａ、５０Ｂを生じている。生来の、または部分的に縮小されたナノ流体通路５４は実線で示されているのに対し、閉じられた通路５６は破線で示されている。通路５４は、上に考察したチャネル１２と同じ態様で形成されてもよい。各通路５４は、通路の寸法を規定する酸化物層を有する導電性の、好ましくは金属のコーティング（図示せず）を含む。通路内の電解質と金属コーティングとの間に電位を印加し、その通路が完全に閉じられるまで酸化物層（図示せず）をさらに成長させることによって、選択された通路が閉じられる。要素５２は、たとえば流体または流体内に存在するエンティティの特性を制御または変更することなど、あらゆる特定の目的のために設計されてもよい。アレイ５０の通路５４は金属コーティングのみを含んでもよく、エンド・ユーザが金属コーティングの酸化の程度を変えることによって特定の通路を部分的に閉じ、他の通路を完全に閉じることを可能にしてもよいことが認識されるだろう。上に考察したとおり、所望であれば酸化プロセスを逆行させて、前に閉じた通路５４を開いてもよい。

図８Ａおよび図８Ｂに本発明のさらなる例示的実施形態が示されており、これは本発明の原理を用いた多数のナノ流体通路を有するナノフィルタの製作に関する。このナノフィルタは導電性の基板８０から製作される。基板８０は、リソグラフィ技術およびエッチングを用いて形成され得る複数のナノポア８２を含む。代替的に、有向自己集合（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＤＳＡ）として公知の技術を用いてナノポアを形成してもよい。この技術は次のステップを含む。（ｉ）基板表面を化学的に機能化することによって、たとえばブロックコポリマーなどのナノ粒子を含む流体を基板表面上に分散させる際にそうしたナノ粒子が基板表面に付着するようにする、（ｉｉ）膜をアニーリングして流体を蒸発させ、基板表面上にナノ粒子を残す、および（ｉｉｉ）次いでこのナノ粒子を正または負のハード・エッチング・マスクとして用いて、ナノ粒子アレイ・パターンを下の基板内にさらに移行させることによって、基板内にナノポア膜を形成する。機能化した基板表面上への氾濫分散（ｆｌｏｏｄ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の際に、ナノ粒子は、あらゆる付加的な整列もしくはパターン形成プロセスまたはその両方を行う必要なく、隣り合う粒子間の自己規定した間隔を含む自己整列パターン・アレイを形成する。それによってもたらされる間隔は、ナノ粒子のタイプおよびサイズ、基板表面の形態、ならびにその機能化のタイプによって決まる。格子パターンもドット（すなわちナノポア）パターンも達成できる。

図１０は、本発明に従ってナノフィルタを製作するために用いられ得るステップを示す。誘電特性を有する基板９３の上に金属フィルム７９が蒸着される。基板９３の中央部分を取り除くことによってフィルタ膜が作製され、それによって膜を支持する絶縁体９４を形成する。上述の技術を用いて金属層７９の膜部分にナノポア８２のパターンを形成することによって、ナノフィルタ基板８０を提供する。下にさらに説明するとおり、所望のフィルタ・サイズに達するまでポア・サイズを減少させるために電圧が印加される。

例示的実施形態の基板８０内に形成されるポアは直径が１００ナノメートル以下であり、好ましくは同様のサイズである。この実施形態において、基板は電気化学的に活性である導電性材料で構成される。したがって、基板への金属コーティングの蒸着は必要ない。図８Ａに示されるとおり、サイズ「Ａ」および「Ｂ」を有する比較的大きな粒子８４および小さな粒子８６は、どちらもこのポアを通過できる。この基板が電解質の中に入れられる。伝導度または基板膜を通る電流のベースライン読取り値が得られる。図８Ｂに示されるとおり、基板８０に電圧が印加されることによって、ナノポア８２の境界を定める表面上に酸化物層８８が形成される。電流密度またはその他の好適なパラメータの変化によって証明されるとおり、ポア・サイズが減少して目標直径になったときに、このプロセスは中止される。再び図８Ｂを参照すると、ポア８２の直径が減少したために、サイズ「Ｂ」以下を有する比較的小さな粒子８６のみがポア８２を通過できる。結果として得られるナノフィルタ９０は、ウェハもしくはチップの形で、または流体デバイスに組み込まれた形でユーザに提供されてもよい。ナノフィルタ９０に印加される電圧を反転することによって、ナノポア８２の直径を増加させてもよいことが認識されるだろう。使用においては、ポア・サイズよりも大きな粒子を濾過除去するために、電気浸透またはその他の好適な技術を介して液体をフィルタに通してもよい。

図９は、基板８０またはナノフィルタ９０内のポア直径を増加または減少させ、かつポア直径に関するフィードバックを提供するために用いられ得るシステムを含むナノ流体デバイスの概略図である。この例示的実施形態においては、第１および第２の絶縁体９２、９４の間に導電性の基板８０が取り付けられる。基板８０の多孔性の膜部分は、電解質を含有する液体セル９８の中に置かれる。Ｏリング９６は、基板８０の部分を液体セル９８から分離するシールを提供する。針状プローブまたはワイヤ・ボンディングによって、液体セルの外側の基板に対する電気的接続が行われる。基板に印加された電圧をモニタするために、第１のマイクロアンペア計１００が提供される。基板８０またはナノフィルタ９０を通る電流を測定するために、第２のマイクロアンペア計１００が用いられる。イオン電流は基板内のナノポア８２のサイズに比例するため、第２のマイクロアンペア計はポア直径に関するフィードバックを提供する。第２のマイクロアンペア計から、目標とする平均ポア直径に対応する読取り値が得られたときに、酸化または還元プロセスが終了されてもよい。基板８０の膜部分を通るイオン電流の測定値は、伝導度の単位で表されてもよいことが認識されるだろう。ポア直径が減少するに従って伝導度も減少する。

図５は、上に考察された製作方法を制御するためのシステムの概略図を提供するものである。このシステムは、上に考察されたものなどのナノ流体デバイス１１０と、ソフトウェア・モジュール１１２と、アナログ−デジタル／デジタル−アナログ変換器１１４とを含む。ソフトウェア・モジュールは、「制御電圧設定」制御１１６と、「終点条件設定」制御１１８と、「計算アルゴリズムの構成および設定」制御１２０と、データおよびプロセス状態の図表提示を提供するディスプレイ１２２とを含むユーザ・インタフェース１１５を含む。「制御電圧設定」制御１１６は、基板（例、金属基板８０またはコートされた流体デバイス１０もしくは３０）を酸化すること、および基板にイオン電流を通すことの両方のために用いられる電圧をユーザが設定することを可能にする。「終点条件設定」制御１１８は、イオン電流が目標とするナノポアまたはナノチャネル・サイズに対応するレベルに達したときに、酸化（または還元）プロセスを自動的に終了する能力を提供する。計算アルゴリズムを構成および設定するための制御１２０は、計算モジュール１２４において用いられるアルゴリズムをユーザが設定することを可能にする。モジュール・メモリは、「終点条件設定」制御１１８からの入力を受け取る意志決定アルゴリズム１２６を保存する。意志決定アルゴリズム１２６および「制御電圧設定」制御１１６は、「制御アルゴリズム」ソフトウェア１２８に入力を与える。

「制御アルゴリズム」ソフトウェア１２８は、電気化学的酸化もしくは還元またはその両方のために印加される電圧と、プロセス時間とを制御する。ポアまたはチャネル・サイズに関するフィードバックが必要とされるとき、「制御アルゴリズム」ソフトウェア１２８はさらに、ナノ流体デバイス１１０に流れるイオン電流を生成するための電圧を制御する。イオン電流および表面電流に関する入力が計算モジュール１２４に与えられる。計算モジュール１２４において流体デバイスのイオン伝導度が定められ、次いで計算モジュール１２４は意志決定アルゴリズム１２６に伝導度情報を与える。イオン伝導度情報はポアまたはチャネルのサイズに関係するため、この情報が意志決定アルゴリズム１２６に与えられて、さらなる酸化または還元が必要かどうかを決定する。計算モジュール１２４からの情報は、図表ディスプレイ１２２にも与えられる。

ここまでの考察から、一般的にいって、本発明の局面に従う例示的方法は、導体によって境界を定められたナノ流体通路を含む基板を提供するステップと、ナノ流体通路を電解質で充填するステップと、導体の上に酸化物層を電気化学的に形成することによってナノ流体通路を少なくとも部分的に閉じるステップとを含むことが認識されるだろう。この方法は可逆性であるため、通路の寸法を増加させることもできる。基板自体が導体を含んでいてもよいし、基板上に導電性のフィルムが蒸着されてもよい。

本発明のさらなる局面に従うと、例示的方法は、基板内に目標寸法よりも大きな寸法を有するナノ流体通路を形成するステップと、基板上に導電層を形成することによってナノ流体通路の寸法を減少させるステップと、ナノ流体通路に電解質を充填するステップと、ナノ流体通路が目標寸法を有するまで導電層を電気化学的に酸化するステップとを含む。

さらなる例示的方法は、導電性の表面を有するナノ流体通路およびナノ流体通路内の電解質を含むナノ流体デバイスを提供するステップと、導電性の表面に電圧を印加することによってナノ流体通路の寸法を電気化学的に変更するステップとを含む。上に考察したとおり、ナノ流体通路は、たとえばナノポアまたはナノチャネルなどの通路を含み得る。たとえばナノフィルタの膜に見出される通路などの多数の通路の寸法を同時に変更するためにもこの方法を適用できる。

さらなる例示的方法は、流体要素のアレイの使用に関する。こうした方法は流体要素のアレイを提供するステップを含み、この流体要素の各々は、１つまたはそれ以上のナノ流体通路によってアレイ内の１つまたはそれ以上の他の流体要素に接続されている。ナノ流体通路の各々は導電性の表面を含む。この方法はさらに、選択されたナノ流体通路内の導電性の表面上に酸化物層を電気化学的に成長させることによって、ナノ流体通路の１つまたはそれ以上を選択的に閉じるステップを含む。ナノ流体通路によって接続された流体要素のアレイ、および通路を電気化学的に変更または閉鎖するためのシステムがさらに提供される。

基板内にナノ流体通路を含むナノ流体デバイスの製作を制御するためのコンピュータ・プログラム製品が提供され、このナノ流体通路は導電性の表面を含み、かつ電解質を含有する。媒体とともに具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有するコンピュータ読取り可能記憶媒体は、電解質と導電性の表面との間に導電性の表面の酸化をもたらすために十分な電位を印加することを容易にするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードと、ナノ流体通路を通るイオン電流をモニタするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードとを含む。

さらに、より大きいサイズまたはより小さいサイズに電気化学的に変更され得るナノ流体通路を含むフィルタ膜を有するナノフィルタが提供される。上に考察したとおり、この膜は導体で構成されていてもよいし、電気化学的に酸化され得る導電性コーティングを含んでいてもよい。本発明のさらなる局面として提供されるナノフィルタ・アセンブリは、好ましくはフィルタ膜を通るイオン電流を定めるためのフィードバック機構と、電気化学的酸化をもたらすための機構とを含む。ナノ流体通路がどの程度まで狭くされたか、または拡張されたかは、フィードバック機構から定められ得る。図９は、フィルタ膜と、酸化をもたらすための機構と、イオン電流を定めるための機構とを含むナノフィルタ・アセンブリの例示的実施形態を提供するものである。図８Ｂは、ナノ流体チャネルのサイズを減少させるために酸化を受けたナノフィルタの膜部分を示す。ナノ流体チャネルを大きくするためにこのプロセスを逆行させてもよい。

例示的システムおよび製造品の詳細
当業者に認識されるとおり、本発明の局面はシステム、方法またはコンピュータ・プログラム製品として具現化されてもよい。したがって本発明の局面は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはソフトウェアおよびハードウェアの局面を組み合わせた実施形態の形を取ってもよく、本明細書においてこれらはすべて一般的に「回路」、「モジュール」または「システム」と呼ばれることがある。さらに、本発明の局面は、媒体において具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有する１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（単数または複数）において具現化されるコンピュータ・プログラム製品の形を取ってもよい。

本発明の１つもしくはそれ以上の実施形態、またはその要素は、メモリおよびそのメモリに結合された少なくとも１つのプロセッサを含み、かつたとえばイオン電流を測定するステップおよび金属層酸化に用いられる電位を生成するステップなどの例示的方法ステップを行うために動作する装置の形で実装されてもよい。

１つまたはそれ以上の実施形態は、汎用コンピュータまたはワークステーションにおいて実行されるソフトウェアを用いてもよい。図６を参照すると、こうした実装は、たとえばプロセッサ６０２、メモリ６０４、ならびにたとえばディスプレイ６０６およびキーボード６０８などによって形成された入力／出力インタフェースなどを用いてもよい。本明細書において用いられる「プロセッサ」という用語は、たとえばＣＰＵ（中央処理ユニット（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ））もしくは他の形の処理回路またはその両方を含むものなどのあらゆる処理デバイスを含むことが意図される。さらに、「プロセッサ」という用語は２つ以上の個々のプロセッサを指してもよい。「メモリ」という用語は、プロセッサまたはＣＰＵに関連するメモリ、たとえばＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ））、固定メモリ・デバイス（たとえばハード・ドライブなど）、リムーバブル・メモリ・デバイス（たとえばディスケットなど）、およびフラッシュ・メモリなどを含むことが意図される。加えて、本明細書において用いられる「入力／出力インタフェース」という語句は、たとえば処理ユニットにデータを入力するための１つまたはそれ以上の機構（たとえばマウスなど）、および処理ユニットに関連する結果を提供するための１つまたはそれ以上の機構（たとえばプリンタなど）などを含むことが意図される。プロセッサ６０２、メモリ６０４、ならびにたとえばディスプレイ６０６およびキーボード６０８などの入力／出力インタフェースは、データ処理ユニット６１２の部分として、たとえばバス６１０などを介して相互接続されてもよい。たとえばバス６１０などを介した好適な相互接続は、コンピュータ・ネットワークとインタフェースするために提供され得るたとえばネットワーク・カードなどのネットワーク・インタフェース６１４にも提供されてもよいし、媒体６１８とインタフェースするために提供され得るたとえばディスケットまたはＣＤ−ＲＯＭドライブなどの媒体インタフェース６１６にも提供されてもよい。ネットワークまたはその他の好適なインタフェース、アナログ−デジタル変換器などを通じて、マイクロアンペア計もしくは電流供給またはその両方などにインタフェースが提供されてもよい。

したがって、本明細書において図１Ａ〜図１Ｄ、図２Ａ〜図２Ｄ、図８Ａ〜図８Ｂおよび図１０に関して説明した本発明の方法論を行うための命令またはコードを含むコンピュータ・ソフトウェアは、関連メモリ・デバイス（たとえばＲＯＭ、固定またはリムーバブル・メモリなど）の１つまたはそれ以上に保存されてもよく、使用されるときには（たとえばＲＡＭなどに）部分的または全体的にロードされて、ＣＰＵによって実装されてもよい。こうしたソフトウェアは、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含んでもよいがそれに限定されない。

プログラム・コードの保存もしくは実行またはその両方を行うために好適なデータ処理システムは、システム・バス６１０を通じて直接的または間接的にメモリ要素６０４に結合された少なくとも１つのプロセッサ６０２を含む。メモリ要素は、プログラム・コードの実際の実行中に用いられるローカル・メモリ、バルク記憶装置、および実行中にバルク記憶装置からコードを検索しなければならない回数を減らすために少なくともいくつかのプログラム・コードの一時的記憶を提供するキャッシュ・メモリを含んでもよい。

入力／出力（Ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ）すなわちＩ／Ｏデバイス（キーボード６０８、ディスプレイ６０６、ポインティング・デバイスなどを含むがそれに限定されない）は、（バス６１０などを介して）直接的に、または介在するＩ／Ｏコントローラ（明瞭にするために割愛する）を通じてシステムに結合されてもよい。

介在する私設または公共ネットワークを通じてデータ処理システムが他のデータ処理システムまたはリモート・プリンタまたは記憶装置に結合されることを可能にするために、たとえばネットワーク・インタフェース６１４などのネットワーク・アダプタがさらにシステムに結合されてもよい。モデム、ケーブル・モデムおよびイーサネット（Ｒ）カードは、現在利用可能なタイプのネットワーク・アダプタのほんの一部である。

請求項を含む本出願において用いられる「サーバ」は、サーバ・プログラムを実行する物理的データ処理システム（たとえば、図６に示されるシステム６１２など）を含む。こうした物理的サーバはディスプレイおよびキーボードを含んでも含まなくてもよいことが理解されるだろう。

注記されるとおり、本発明の局面は、媒体において具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有する１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（単数または複数）において具現化されるコンピュータ・プログラム製品の形を取ってもよい。１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（単数または複数）のあらゆる組み合わせが用いられてもよい。コンピュータ読取り可能媒体はコンピュータ読取り可能信号媒体またはコンピュータ読取り可能記憶媒体であってもよい。コンピュータ読取り可能記憶媒体は、たとえば電子、磁気、光学、電磁気、赤外、または半導体のシステム、装置、もしくはデバイス、または前述のもののあらゆる好適な組み合わせなどであってもよいがそれに限定されない。媒体ブロック６１８は非限定的な例である。コンピュータ読取り可能記憶媒体のより特定的な例（非網羅的なリスト）は以下を含むであろう。すなわち、１つまたはそれ以上のワイヤを有する電気的接続、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、または前述のもののあらゆる好適な組み合わせである。本文書の状況において、コンピュータ読取り可能記憶媒体は、命令実行システム、装置またはデバイスによる使用、またはそれに関連する使用のためのプログラムを含有または保存できるあらゆる有形の媒体であってもよい。

コンピュータ読取り可能信号媒体は、たとえばベースバンド内で、または搬送波の部分などとして媒体内で具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有する伝播データ信号を含んでもよい。こうした伝播信号は、電磁気信号、光学信号、またはそのあらゆる好適な組み合わせを含むがそれに限定されないさまざまな形のいずれかを取ってもよい。コンピュータ読取り可能信号媒体は、コンピュータ読取り可能記憶媒体ではなく、かつ命令実行システム、装置またはデバイスによる使用、またはそれに関連する使用のためのプログラムを通信、伝播または移送できるあらゆるコンピュータ読取り可能媒体であってもよい。

コンピュータ読取り可能媒体において具現化されるプログラム・コードは、ワイヤレス、ワイヤライン、光ファイバ・ケーブル、ＲＦなど、または前述のもののあらゆる好適な組み合わせを含むがそれに限定されないあらゆる適切な媒体を用いて送信されてもよい。

本発明の局面に対する動作を行うためのコンピュータ・プログラム・コードは、オブジェクト指向プログラミング言語、たとえばＪａｖａ（Ｒ）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋など、および従来の手続き型プログラミング言語、たとえば「Ｃ」プログラミング言語、ＢＡＳＩＣプログラミング言語、または類似のプログラミング言語などを含む、１つまたはそれ以上のプログラミング言語のあらゆる組み合わせで書かれていてもよい。プログラム・コードは、すべてがユーザのコンピュータで実行されてもよいし、スタンド・アロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的にユーザのコンピュータで実行されてもよいし、一部がユーザのコンピュータで、一部がリモート・コンピュータで実行されてもよいし、すべてがリモート・コンピュータまたはサーバで実行されてもよい。後者のシナリオにおいて、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＡＮ）を含むあらゆるタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されてもよいし、（たとえば、インターネット・サービス・プロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続が行われてもよい。

本明細書においては、本発明の実施形態に従う方法、装置（システム）およびコンピュータ・プログラム製品の流れ図もしくはブロック図またはその両方を参照して、本発明の局面が説明される。図５に提供されるものなどの流れ図もしくはブロック図またはその両方の各ブロック、および流れ図もしくはブロック図またはその両方におけるブロックの組み合わせは、コンピュータ・プログラム命令によって実装され得ることが理解されるだろう。これらのコンピュータ・プログラム命令が、汎用コンピュータもしくは特定目的のコンピュータのプロセッサ、またはマシンを生成するためのその他のプログラマブル・データ処理装置に与えられることによって、そのコンピュータのプロセッサまたはその他のプログラマブル・データ処理装置を介して実行された命令が、流れ図もしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実装するための手段を作成するようにしてもよい。

これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブル・データ処理装置またはその他のデバイスに特定の態様で機能するよう指示できるコンピュータ読取り可能媒体の中に保存されることによって、コンピュータ読取り可能媒体に保存された命令が、流れ図もしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実装する命令を含む製造品を生成するようにしてもよい。

さらに、コンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブル・データ処理装置またはその他のデバイスにロードされることによって、そのコンピュータ、その他のプログラマブル装置またはその他のデバイスにおいて一連の動作ステップを行わせることにより、コンピュータまたはその他のプログラマブル装置において実行される命令が、流れ図もしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実装するためのプロセスを提供するような、コンピュータに実装されるプロセスを生成してもよい。

図面中の流れ図およびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態に従うシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品の実装可能なアーキテクチャ、機能および動作を例示するものである。これに関して、流れ図またはブロック図における各ブロックは、指定された論理関数（単数または複数）を実装するための１つまたはそれ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの部分を表していてもよい。さらに、いくつかの代替的な実装においては、ブロック中に示される機能が図面に示される以外の順序で起こることがあることに留意すべきである。たとえば、連続して示される２つのブロックは、伴われる機能に依存して、実際には実質的に同時に実行されてもよいし、それらのブロックがときには逆の順序で実行されてもよい。さらに、ブロック図もしくは流れ図またはその両方の各ブロック、およびブロック図もしくは流れ図またはその両方のブロックの組み合わせは、指定された機能もしくは動作を行う特定目的のハードウェアに基づくシステム、または特定目的のハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装され得ることが注目される。

本明細書に記載されるいずれの方法も、コンピュータ読取り可能記憶媒体において具現化される別個のソフトウェア・モジュールを含むシステムを提供する追加のステップを含み得ることに留意すべきである。そのモジュールは、たとえばブロック図に示される要素もしくは本明細書に記載される要素またはその両方のいずれかまたはすべてなどを含んでもよい。限定ではない例としては、初期化モジュール、テスト点およびパラメータを周期的に繰り返すためのモジュール、出力ファイルを生成するための出力モジュール、データを減らして異常を探すための後処理モジュールなどがある。次いで、１つまたはそれ以上のハードウェア・プロセッサ６０２において実行される、上述のとおりのシステムの別個のソフトウェア・モジュールもしくはサブモジュールまたはその両方を用いて、方法ステップが行われてもよい。さらに、コンピュータ・プログラム製品は、別個のソフトウェア・モジュールによるシステムの設備を含む、本明細書に記載される１つまたはそれ以上の方法ステップを行うために実装されるよう適合されたコードを有するコンピュータ読取り可能記憶媒体を含んでもよい。

いずれの場合にも、本明細書において示される構成要素は、さまざまな形のハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせにおいて実装されてもよいことが理解されるべきである。すなわち、たとえば特定用途向け集積回路（単数または複数）（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ（ｓ）：ＡＳＩＣＳ）、機能回路、関連メモリを有する１つまたはそれ以上の適切にプログラムされた汎用デジタル・コンピュータなどである。本明細書において提供される本発明の教示を与えられた通常の当業者は、本発明の構成要素の他の実装を予期できるだろう。

本明細書において用いられる用語は特定の実施形態を説明する目的のためのみのものであって、本発明を限定することは意図されない。本明細書において用いられる単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、状況が明らかに別様を示していない限り、複数形をも含むことが意図される。さらに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語またはその両方が本明細書において用いられるとき、それは述べられる特徴、完全体、ステップ、動作、要素もしくは構成要素、またはその組み合わせの存在を特定するが、１つまたはそれ以上の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素もしくはその群、またはその組み合わせの存在または追加を排除するものではないことが理解されるだろう。

添付の特許請求の範囲におけるすべてのミーンズまたはステップ・プラス・ファンクション（ｍｅａｎｓ ｏｒ ｓｔｅｐ ｐｌｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）要素に対応する構造、材料、動作、および均等物は、特定的に請求される他の請求要素と組み合わせてその機能を行うためのあらゆる構造、材料または動作を含むことが意図される。本発明の説明は例示および説明の目的のために提供されたものであるが、網羅的になったり、開示される形に本発明を制限したりすることは意図されない。本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、通常の当業者には多くの修正および変更が明らかになるだろう。実施形態は、本発明の原理および実際の適用を最も良く説明し、他の通常の当業者が予期される特定の使用に好適であるようなさまざまな修正を伴うさまざまな実施形態に対して本発明を理解できるようにするために選択されて記載されたものである。

Claims (23)

1. 導電性の表面を有するナノ流体通路、および前記ナノ流体通路内の電解質を含むナノ流体デバイスを提供するステップと、
   前記導電性の表面に電圧を印加することによって、前記ナノ流体通路の寸法を電気化学的に変更するステップと
   を含む、方法。
2. 前記導電性の表面を酸化することによって前記ナノ流体通路の前記寸法を減少させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記導電性の表面の厚さを減少させることによって前記ナノ流体通路の前記寸法を増加させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記ナノ流体通路にイオン電流が流れるようにするステップと、前記イオン電流をモニタするステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記ナノ流体デバイスは多数のナノ流体通路を有するナノフィルタ膜を含み、前記方法はさらに、前記膜内の前記ナノ流体通路の前記寸法を電気化学的に変更する前記ステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ナノフィルタ膜を通るイオン電流をモニタするステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記ナノ流体デバイスを提供する前記ステップは、
   導体によって境界を定められた前記ナノ流体通路を含む基板を提供するステップと、
   前記ナノ流体通路に電解質を充填するステップと
   を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記ナノ流体通路に対する目標寸法を設定するステップと、前記ナノ流体通路のサイズをモニタするステップと、前記目標寸法が達成されたときに前記ナノ流体通路の前記寸法を減少させるステップを中止するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
9. 前記ナノ流体通路はナノポアである、請求項８に記載の方法。
10. 前記ナノ流体通路の前記寸法を減少させる前記ステップは、前記導体と前記電解質との間に電位を印加するステップを含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記ナノ流体通路は前記基板内の表面チャネルである、請求項８に記載の方法。
12. 前記基板は、内部に延在する多数のナノ流体通路を含む膜を含み、前記ナノ流体通路の各々は前記導体によって境界を定められており、前記方法はさらに、前記導体上に酸化物を電気化学的に形成することによって前記ナノ流体通路の前記寸法を減少させる前記ステップを含む、請求項７に記載の方法。
13. 流体要素のアレイを提供するステップであって、前記流体要素の各々は、１つまたはそれ以上のナノ流体デバイスによって前記アレイ内の１つまたはそれ以上の他の流体要素に接続される、ステップと、
    選択されたナノ流体通路における前記導電性の表面の上に酸化物層を電気化学的に成長させることによって、前記ナノ流体通路の１つまたはそれ以上を選択的に閉じるステップと
    を含む、請求項２に記載の方法。
14. 選択的に閉じる前記ステップは、前記導電性の表面と前記電解質との間に電位を印加するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ナノ流体デバイスを形成する前記ステップは、
    基板内に目標寸法よりも大きい寸法を有するナノ流体通路を形成するステップと、
    前記基板上に導電層を形成することによって前記ナノ流体通路の前記寸法を減少させるステップと、
    前記ナノ流体通路を電解質で充填するステップと
    を含み、前記方法は、
    前記ナノ流体通路が前記目標寸法を有するまで前記導電層を電気化学的に酸化するステップ
    を含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記導電層を電気化学的に酸化する前記ステップは、前記電解質と前記導電層との間に電位を印加するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ナノ流体通路を通るイオン電流をモニタする前記ステップをさらに含む、請求項１５または１６に記載の方法。
18. 前記ナノ流体通路はチャネルである、請求項１５に記載の方法。
19. 前記チャネルは前記基板の表面に開口部を有して形成され、前記方法はさらに、前記基板上に前記導電層を形成するときに前記開口部を閉じる前記ステップを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記導電層は、チタン、タングステンおよびタンタルからなる群より選択される、請求項１５に記載の方法。
21. 基板内にナノ流体通路を含むナノ流体デバイスを制御するためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記ナノ流体通路は導電性の表面を含み、かつ電解質を含有し、前記コンピュータ・プログラム製品は、
    媒体とともに具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有するコンピュータ読取り可能記憶媒体を含み、前記コンピュータ読取り可能プログラム・コードは、
    前記電解質と前記導電性の表面との間に前記導電性の表面の酸化をもたらすために十分な電位を印加することを容易にするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードと、
    前記ナノ流体通路を通るイオン電流をモニタするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードとを含む、コンピュータ・プログラム製品。
22. 前記導電性の表面が酸化される際にイオン電流を継続的にモニタするように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードをさらに含む、請求項２１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
23. 所望のナノ流体通路サイズが達成されるまで、前記イオン電流をモニタすることと、前記電解質および前記導電性の表面の間に前記電位を印加することとを交互に行うように構成されたコンピュータ読取り可能プログラム・コードをさらに含む、請求項２１に記載のコンピュータ・プログラム製品。

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