JP3418731B2 - 粒子位置の制御方法およびその制御方法を用いた粒子膜の製造方法および粒子膜 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子位置の制御方
法、その制御方法を用いた粒子膜の製造方法および粒子
膜に関し、より詳細には磁場の強度および方向により溶
媒に分散させた粒子位置を制御する方法、磁場の強度お
よび方向により粒子の位置を制御して粒子を二次元に集
積させた粒子膜の製造方法、および粒子膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粒子を二次元に集積させて粒子膜
を製造する方法として、移流集積法が用いられている。
図１を用いて、移流集積法による粒子膜の製造方法を説
明する。図１（ａ）は、基板１上に塗布された溶媒３を
蒸発させているところを示した図である。有機溶媒また
は有機溶媒と無機溶媒との混合溶液などといった溶媒２
に、粒子３を分散させた溶液が基板１に滴下するなどし
て塗布されている。また、基板１を図示しない加熱装置
または減圧装置などに入れ、基板１上に塗布された溶媒
２を蒸発させている。溶媒２の蒸発速度は、図示しない
加熱装置の温度または減圧装置の圧力を調節することに
よって行われる。また、図示しない加熱装置または減圧
装置を用いないで、自然蒸発により溶媒２を蒸発させる
こともでき、また容器に蓋をするなどして溶媒２の蒸発
速度を減少させて行うこともできる。

【０００３】図１（ｂ）は、溶媒２の蒸発が進み、粒子
３が溶媒１の界面４から現れてきたところを示す図であ
る。溶媒２と雰囲気を取り巻く気体５との界面４は、粒
子３の存在によって変形され、変形により増大した界面
エネルギーが最小となるように粒子３が移流する。溶媒
２の蒸発が進むと、図１（ｂ）に示すように粒子３が溶
媒２から界面４を分断して突き出し、溶媒２と、雰囲気
を取り巻く気体５とにより形成される界面４において作
用する横毛管力により、粒子３が集積するように移流す
ると考えられている。

【０００４】図１（ｃ）は、粒子３が二次元に集積した
粒子膜を示す図である。溶媒２の蒸発速度を制御して図
１（ｂ）に示す溶媒２の蒸発を行うと、溶媒２と、雰囲
気を取り巻く気体５との界面４に横毛管力が作用し、粒
子３が移流して二次元的に集積される。集積した粒子３
から溶媒２がすべて蒸発すると、図１（ｃ）に示す粒子
膜が形成される。

【０００５】上述した移流集積法における粒子位置は、
溶媒の蒸発速度の制御により、横毛管力といった粒子の
水平方向への制御が行われている。移流集積法では、こ
の溶媒の蒸発速度を制御することにより、マイクロメー
タ域までの粒子径の粒子を二次元に集積させた粒子膜が
製造されている。

【０００６】粒子に対して鉛直方向に作用する力につい
ては、重力と、溶媒中において粒子が排除する体積によ
り見かけ重量を軽くするように作用する浮力とがある。
しかしながら、重力および浮力は、粒子の質量および密
度によって一義的に定まるため、移流集積法では鉛直方
向に作用する力を制御することはできず、従って液面に
対する鉛直方向の粒子位置を制御することができなかっ
た。また、鉛直方向の粒子位置を制御することができな
いため、マイクロメータ域以下の、例えばナノメータ域
といった粒子径を持つ粒子を二次元に集積させて粒子膜
を製造することはできなかった。

【０００７】また、反磁性物体に対して強磁場を加える
ことにより、物体を浮上させる、いわゆる磁気アルキメ
デス浮上が知られている（たとえば、東京大学工学部北
沢ら、「磁気アルキメデス浮上法を利用した反・常磁性
物質の磁気浮上」、ＳＮＭＳ’９８（Ｓｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ ｏｎ Ｎｅｗ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｓｃｉｅｎｃｅ’
９８）Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ Ｔｈｅ Ｓｅｃｏ
ｎｄ ＭｅｅｔｉｎｇＮｏｖ．２５−２７ ’９８ Ｊ
ａｐａｎ ｐ２７−３１）。しかしながら、これまでの
磁気アルキメデス浮上は、木片や生物などを水中または
空気中において浮上させるといった現象を観測するのみ
に適用されているのが現状である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
述の問題点に鑑み、鉛直方向に磁場を作用させ、磁場の
強度および方向により溶媒における粒子位置を制御する
方法を提供し、その制御方法を用いてナノメータ域の粒
子を二次元に集積させた粒子膜を製造することが可能な
粒子膜の製造方法、および該方法により製造される粒子
膜を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶液中に分散
させた粒子に対して強磁場を加えることにより、特に気
液界面における粒子位置を制御することが可能であるこ
とを見出すことによりなされたものである。気体と液体
の界面においては、液体の表面自由エネルギーにより表
面積が最も小さくなるように作用する表面張力と、粒子
間に発生する横毛管力とが存在する。この横毛管力は、
液面に対する粒子位置、すなわち粒子間の距離に依存す
る。本発明は、上述した磁気アルキメデス浮上を用いて
気液界面における粒子位置を制御することにより、粒子
に加えられる横毛管力を制御することが可能であること
を見出すことによってなされたものである。すなわち、
本発明の上記目的は、本発明の粒子位置の制御方法およ
びその制御方法を用いた粒子膜の製造方法および粒子膜
を提供することによって解決される。

【００１０】本発明の請求項１の発明によれば、粒子を
分散させた溶媒に磁場を加え、磁場の強度および方向に
より溶媒における粒子位置を制御する粒子位置の制御方
法が提供される。

【００１１】本発明の請求項２の発明によれば、上記粒
子は、反磁性体粒子または常磁性体粒子または強磁性体
粒子である粒子位置の制御方法が提供される。

【００１２】本発明の請求項３の発明によれば、上記磁
場は、磁束密度が０．５〜２０Ｔである粒子位置の制御
方法が提供される。

【００１３】本発明の請求項４の発明によれば、上記粒
子は、１〜１００ｎｍの粒子径である粒子位置の制御方
法が提供される。

【００１４】本発明の請求項５の発明によれば、上記粒
子は、硫黄を含む有機化合物により保護されたコロイド
粒子である粒子位置の制御方法が提供される。

【００１５】本発明の請求項６の発明によれば、粒子を
溶媒に分散させ、粒子を分散させた溶媒を基板上に塗布
し、磁場の強度および方向により溶媒の液面に対する粒
子位置を制御して溶媒を蒸発させ、粒子を二次元に集積
させることを特徴とする粒子膜の製造方法が提供され
る。

【００１６】本発明の請求項７の発明によれば、上記粒
子は、反磁性体粒子または常磁性体粒子または強磁性体
粒子である粒子膜の製造方法が提供される。

【００１７】本発明の請求項８の発明によれば、上記磁
場は、磁束密度が０．５〜２０Ｔである粒子膜の製造方
法が提供される。

【００１８】本発明の請求項９の発明によれば、上記粒
子は、１〜１００ｎｍの粒子径である粒子膜の製造方法
が提供される。

【００１９】本発明の請求項１０の発明によれば、上記
粒子は、硫黄を含む有機化合物により保護されたコロイ
ド粒子である粒子膜の製造方法が提供される。

【００２０】本発明の請求項１１の発明によれば、上記
硫黄を含む有機化合物は、炭素数２〜２０のアルキルチ
オールである粒子膜の製造方法が提供される。

【００２１】本発明の請求項１２の発明によれば、上記
粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、
Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉを含む群から選択される金属のコロイド粒子である粒
子膜の製造方法が提供される。

【００２２】本発明の請求項１３の発明によれば、粒子
を溶媒に分散させ、粒子を分散させた溶媒を基板上に塗
布し、磁場の強度および方向により溶媒の液面に対する
粒子位置を制御して溶媒を蒸発させ、粒子を二次元に集
積させた粒子膜が提供される。

【００２３】本発明の請求項１４の発明によれば、上記
粒子は、反磁性体粒子または常磁性体粒子または強磁性
体粒子である、粒子膜が提供される。

【００２４】本発明の請求項１５の発明によれば、上記
粒子膜の膜厚は、１〜１００ｎｍである粒子膜が提供さ
れる。

【００２５】本発明の請求項１６の発明によれば、上記
粒子は、硫黄を含む有機化合物により保護されたコロイ
ド粒子である粒子膜が提供される。

【００２６】本発明の請求項１７の発明によれば、上記
硫黄を含む有機化合物は、炭素数２〜２０のアルキルチ
オールである粒子膜が提供される。

【００２７】本発明の請求項１８の発明によれば、上記
粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、
Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉを含む群から選択される金属のコロイド粒子である粒
子膜が提供される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明するが、
本発明は後述する実施の形態に限定されるわけではな
い。本発明の磁場により溶媒における粒子位置を制御す
る方法について図２および図３を用いて説明する。

【００２９】図２は、本発明の粒子位置の制御方法に用
いる装置の構成および磁場により位置制御される粒子６
ａ、６ｂを示した図である。本発明においては、磁場を
発生させるためにいかなる磁場発生手段でも用いること
ができる。このような磁場発生手段としては、電磁石、
超電導磁石、永久磁石などいかなるものでも用いること
ができる。また、本発明の実施の形態では、磁場発生手
段として超電導磁石７を用いるものとして説明する。

【００３０】図２に示すように中心にボア８をもつ円筒
形の超電導磁石７の内部には、磁場中心９が形成されて
いる。ここで磁場中心９とは、磁場勾配ｄＢｚ／ｄｚが
０となる位置のことをいう。Ｂｚは磁束密度を示し、ｚ
は磁場中心９を０として図２中のｚで示される方向への
距離を示す。また、超電導磁石７のボア８内には、粒子
６ａ、６ｂを分散させた図示しない溶媒を収容した容器
が配置されていて、溶媒中に分散された粒子６ａ、６ｂ
に対して磁場が加えられるようになされている。図２に
は、磁場中心９より上側に粒子６ａが、下側に粒子６ｂ
が示され、さらに粒子６ａ、６ｂに作用する磁場により
加えられる力の向きが示されている。

【００３１】粒子６ａ、６ｂが反磁性体粒子である場合
には、磁場を図２中のｚ方向に加えると、超電導磁石７
の磁場中心９よりも上側に存在する粒子６ａには、ｚ方
向に磁束密度Ｂｚが減少するような磁場が加えられる。
また、磁場中心９よりも下側に存在する粒子６ｂには、
ｚ方向に磁束密度Ｂｚが増加するような磁場が加えられ
る。反磁性体は、外部磁場に対して反対向きに磁化され
るので、磁場が減少する方向への力を受けるようにな
る。このような反磁性体としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、
Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｂｉなどを挙げることができ、本発
明においては、これら金属から形成される粒子を用いる
ことができる。

【００３２】また、本発明においては、常磁性または強
磁性の材料から形成される粒子を用いることもできる。
常磁性体または強磁性体は、磁場と同一方向に磁化され
る材料であり、この材料としては、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどを挙げること
ができる。本発明において、粒子６ａ、６ｂとして常磁
性体または強磁性体を用いる場合には、図２に示したｚ
方向に磁場が形成された場合には、粒子６ａ、６ｂに対
して破線で示した向きに力が加えられることとなる。

【００３３】本発明において用いることができる上述し
た金属粒子、セラミック粒子、ポリマー粒子は、気相
法、沈降法、溶媒蒸発法、ゾル−ゲル法、有機金属から
の分解法、抵抗加熱法、プラズマ加熱法、溶融プール蒸
発法、粉末蒸発法、活性プラズマアーク蒸発法、高周波
誘導加熱法、電子ビーム加熱法、レーザビーム加熱法、
スパッタリング法などにより製造することができる。こ
のような超微粒子または粒子の製造方法としては、例え
ば、化学総説、「超微粒子−化学と応用」、Ｎｏ．４
８、１９８５年、学会出版センターおよび「湿式プロセ
スハンドブック」、１９９６年、３月初版発行、財団法
人新世代研究所編、日刊工業新聞社発行に記載されてい
る方法を挙げることができる。また、本発明においては
粒子３は、溶液中で製造されたものをそのまま分散溶液
として用いることもできるし、粒子３を別途後述する溶
媒中に分散させたものを分散溶液として用いることもで
きる。本発明において用いる粒子３は、分散液としてい
かなる濃度で存在していても良い。

【００３４】超電導磁石７の内部に配置された粒子３に
は、反磁性、常磁性および強磁性といった磁気的特性に
応じて以下で示される力Ｆが加えられる。

【００３５】

【数１】

【００３６】式（１）中、Ｆはｚ方向に作用する磁場の
力であり、Ｃは粒子３を形成する材料の磁気モーメント
を含む係数、Ｂｚはｚ方向の磁束密度、ｄＢｚ／ｄｚは
磁場勾配を示す。Ｃは反磁性体粒子の場合には負、常磁
性および強磁性体粒子の場合には正となる係数である。
上述したように、反磁性体粒子を用いる本発明の実施の
形態においては、磁場中心９を境としてｚ方向に上側に
おいて磁場勾配ｄＢｚ／ｄｚが負、かつＣも負となるた
め、ｚ方向への力Ｆが発生する。一方、磁場中心９より
もｚ方向に下側ではＣが負、磁場勾配ｄＢｚ／ｄｚが正
となるため、ｚ方向とは反対向きの力Ｆが加えられるこ
とになる。

【００３７】図３には、図２に示した超電導磁石７のボ
ア８内の磁場中心９の上下に、反磁性体粒子から形成し
た粒子６ａ、６ｂを分散させた溶媒１０ａ、１０ｂを基
板１１ａ、１１ｂに塗布したものを配置し、磁場をｚ方
向に加えた場合の溶媒１０ａ、１０ｂの液面に対する粒
子６ａ、６ｂの位置を示す。図３（ａ）は、基板１１ａ
を図２に示す磁場中心９より上側に配置した場合の、粒
子６ａの液面に対する位置を示した図である。図３
（ａ）に示すように、上向きに力Ｆが作用することによ
って、粒子６ａは磁気アルキメデス浮上による効果で、
溶媒１０ａの液面に浮かぶように、上向きに見かけの浮
力を受ける。

【００３８】また、粒子６ａに対して上向きの力Ｆが加
えられることにより粒子６ａ、６ａ’の間の相対距離が
減少するため、粒子６ａ、６ａ’に加えられる横毛管力
は大きくなり、粒子６ａと６ａ’とは互いに引き寄せら
れる。この横毛管力は、溶媒１０ａの蒸発速度にも依存
するため、溶媒１０ａの蒸発速度を制御することによっ
て制御できることが見出された。本発明においては、磁
場による力Ｆによって粒子６ａに見かけの浮力を与え、
横毛管力で集積させることにより、粒子６ａをより密に
集積させることができることが見出された。

【００３９】図３（ｂ）は、基板１１ｂを図２に示す磁
場中心９より下側に配置した場合の、粒子６ｂの液面に
対する位置を示した図である。図３（ｂ）に示す下向き
の力Ｆが作用することによって、粒子６ｂは基板１１ｂ
に押しつけられるように、下向きの力Ｆが加えられる。
また、粒子６ｂは、横毛管力を受けて粒子６ｂと６ｂ’
とが互いに引き寄せられるが、磁場により加えられる力
Ｆにより粒子６ｂは基板１１ｂに押しつけられて、粒子
６ｂと６ｂ’との相対的間隔が粗となり、横毛管力が小
さくなって粒子６ｂ、６ｂ’は粗に集積される。従っ
て、基板１１ａ、１１ｂを配置する位置を変えることに
より、磁場の強度および方向を変えることができ、かつ
粒子６ａ、６ｂの集積密度を制御することが可能とな
る。

【００４０】また、粒子６ａ、６ｂを常磁性体粒子また
は強磁性体粒子とすると、磁場中心９より上側では、粒
子６ａに下向きの力Ｆが作用することによって、図３
（ｂ）に示すように基板１１ａに押しつけられるよう
に、下向きの力Ｆが加えられることになる。また、粒子
６ｂは磁場中心より下側では、上向きの力Ｆが作用する
ことによって、図３（ａ）に示すように溶媒１０ｂの液
面に浮かぶように、見かけの浮力が加えられることとな
る。

【００４１】次に、上述した本発明の磁場により溶媒の
液面に対する粒子位置を制御する方法を用いて、粒子膜
を製造する方法について説明する。図４に、本発明の粒
子膜を製造するための装置断面図を示す。粒子３を分散
させた溶媒２は、基板１に滴下、スピンコート、ワイヤ
ーバーコート、スプレー塗布など適切な方法により塗布
することができる。図４に示した実施の形態において
は、溶媒２を塗布した基板１を容器１２に収容して蓋１
３をし、この容器１２は鉛直方向にボア８をもつ円筒形
の超電導磁石７のボア８内に設けられた台１４の上に配
置される。本発明において、溶媒２の蒸発速度を調節す
るためには、容器１２に温度調節装置を設けて容器１２
内の温度を制御することもできるし、また図４に示す装
置全体を加熱装置に入れるなどして温度を制御すること
もできる。また、容器１２に圧力調節装置を設けて容器
１２内の圧力を調節することで、溶媒２の蒸発速度を制
御することもできるし、図４に示す装置全体を減圧装置
に入れるなどして圧力を制御しても良い。

【００４２】また、本発明における基板１としては、粒
子３を二次元に集積した粒子膜を製造するため、平滑な
平板を用いるのが好ましい。しかしながら、本発明に用
いる基板１は、適切に溶媒２を保持できるものであれ
ば、球面、円筒面、双曲面など、またはこれら以外のさ
らに複雑な、いかなる曲面を有するものでも用いること
ができる。さらに、本発明に用いる基板１には、有機物
あるいは無機物でコーティングしたものを用いても良
い。

【００４３】本発明の図４に示した実施の形態におい
て、本発明に用いる容器１２としては、基板１を収容で
き、かつ超電導磁石７のボア８内に配置できるものであ
ればいかなる形状のものでも用いることができる。ま
た、蓋１３には、超電導磁石７のボア８内に配置でき、
容器１２の上部から蒸発していく溶媒２の蒸気を抑制で
きるものであれば、いかなるものでも用いることができ
る。また、台１４は基板１を鉛直方向の磁場に対して水
平に保てるものであれば、水平な台のほか、かごといっ
た上部から釣り下げ可能なものでも良い。さらに、本発
明に用いる容器１２および蓋１３には、図４に示す装置
全体を収容できるものを用いても良い。本発明に用いる
基板１、容器１２、蓋１３および台１４には、ガラス
製、アルミニウム製、高分子樹脂製などのものを用いる
ことができる。

【００４４】本発明に用いることができる粒子３として
反磁性体粒子を用いる場合には、反磁性体粒子としてＡ
ｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｂｉなどの
金属粒子やビニルポリマー類、ポリオレフィン類、ポリ
ジエン類、ポリアミドポリエステル類、ポリウレタン
類、付加縮合ポリマー類、開環重合ポリマー類、ポリペ
プチド類などのポリマー粒子、ＧｅＯ_２、ＰｂＯなどの
セラミック粒子などを挙げることができる。同様に、常
磁性体粒子としては、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ａｌ、
Ｍｎなど、強磁性体粒子としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
鉄酸化物などを挙げることができる。

【００４５】本発明において粒子３を分散させる溶媒２
としては、種々の有機溶媒を用いることができ、このよ
うな有機溶媒としては、具体的には例えば、アミルベン
ゼン、イソプロピルベンゼン、エチルベンゼン、オクタ
ン、ガソリン、キシレン、ジエチルベンゼン、シクロヘ
キサン、シクロヘキシルベンゼン、シクロヘキセン、シ
クロペンタン、ジペンテン、ジメチルナフタレン、シメ
ン類、樟脳油、スチレン、石油エーテル、石油ベンジ
ン、ソルベントナフサ、デカリン、デカン、テトラリ
ン、テレピン油、灯油、ドデカン、ドデシルベンゼン、
トルエン、ナフタレン、ノナン、パインオイル、ピネ
ン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、ペンタン、メチル
シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、ｐ−メンタ
ン、イグロインといった炭化水素系溶剤を挙げることが
できる。

【００４６】上記有機溶媒としてはさらに、アリルクロ
イド、２−エチルヘキシルクロリド、塩化アミル、塩化
イソプロピル、塩化エチル、塩化ブチル、塩化ナフタレ
ン、塩化ヘキシル、塩化メチレン、ｏ−クロロトルエ
ン、ｐ−クロロトルエン、クロロベンゼン、クロロホル
ム、四塩化炭素、ジクロロエタン、ジクロロエチレン、
ジクロロトルエン、ジクロロブタン、ジクロロプロパ
ン、ジクロロベンゼン、ジブロモエタン、ジブロモブタ
ン、ジブロモプロパン、ジブロモベンゼン、ジブロモペ
ンタン、臭化アリル、臭化イソプロピル、臭化エチル、
臭化オクチル、臭化ブチル、臭化メチル、臭化ラウリ
ル、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、テト
ラブロモエタン、テトラメチレンクロロブロミド、トリ
クロロエタン、トリクロロベンゼン、ブロモクロロエタ
ン、１−ブロモ−３−クロロプロパン、ブロモナフタレ
ン、ブロモベンゼン、ヘキサクロロエタン、ペンタメチ
レンクロロブロミド等のハロゲン化炭化水素系溶剤を用
いることが可能である。

【００４７】また、上記有機溶媒としては、アミルアル
コール、アリルアルコール、イソアミルアルコール、イ
ソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、ウンデ
カノール、エタノール、２−エチルブタノール、２−エ
チルヘキサノール、２−オクタノール、ｎ−オクタノー
ル、グリシドール、シクロヘキサノール、３，５−ジメ
チル−１−ヘキシン−３−オール、ｎ−デカノール、テ
トラヒドロフルフリルアルコール、α−テルピネオー
ル、ネオペンチルアルコール、ノナノール、フーゼル
油、ブタノール、フルフリルアルコール、プロパギルア
ルコール、プロパノール、ヘキサノール、ヘプタノー
ル、ベンジルアルコール、ペンタノール、メタノール、
メチルシクロヘキサノール、２−メチル−１−ブタノー
ル、３−メチル−２−ブタノール、３−メチル−１−ブ
チン−３−オール、４−メチル−２−ペンタノール、３
−メチル−１−ペンチン−３−オールといったアルコー
ル類も挙げることができる。

【００４８】上記有機溶媒としては、さらにアニソー
ル、エチルイソアミルエーテル、エチル−ｔ−ブチルエ
ーテル、エチルベンジルエーテル、エピクロロヒドリ
ン、１，２−エポキシブタン、クラウンエーテル類、ク
レジルメチルエーテル、ジイソアミルエーテル、酸化プ
ロピレン、ジイソアミルエーテル、ジイソプロピルエー
テル、ジエチルアセタール、ジエチルエーテル、ジオキ
サン、ジグリシジルエーテル、１，８−シネオール、ジ
フェニルエーテル、ジブチルエーテル、ジプロピルエー
テル、ジベンジルエーテル、ジメチルエーテル、テトラ
ヒドロピラン、トリオキサン、ビス（２−クロロエチ
ル）エーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメチルエ
ーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、フラ
ン、フルフラール、メチラール、メチル−ｔ−ブチルエ
ーテル、２−メチルフラン、モノクロロジエチルエーテ
ルといったエーテル・アセタール系溶剤も挙げることが
できる。

【００４９】上述の有機溶媒としては、アクロレイン、
アセチルアセトン、アセトフェノン、アセトアルデヒ
ド、アセトン、イソホロン、エチル−ｎ−ブチルケト
ン、ジアセトンアルコール、ジイソブチルケトン、ジイ
ソプロピルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノ
ン、ジ−ｎ−プロピルケトン、ホロン、メシチルオキシ
ド、メチル−ｎ−アミルケトン、エチルメチルケトン、
メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノン、メ
チル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケト
ン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−へプチ
ルケトンといったケトン・アルデヒド系溶剤も同様に用
いることができる。

【００５０】本発明に用いることができる溶媒として
は、さらにアジピン酸ジエチル、アジピン酸ジオクチ
ル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸ト
リブチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸アリル、アセ
ト酢酸メチル、アビエチン酸メチル、安息香酸イソアミ
ル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、安息香酸プロピ
ル、安息香酸ベンジル、安息香酸メチル、イソ吉草酸イ
ソアミル、イソ吉草酸エチル、ギ酸イソアミル、ギ酸イ
ソブチル、ギ酸エチル、ギ酸ブチル、ギ酸プロピル、ギ
酸ヘキシル、ギ酸ベンジル、クエン酸トリブチル、テト
ラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ケイ皮酸エ
ステル、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸エチル、酢酸アミ
ル、酢酸アリル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢
酸イソプロピル、酢酸エチル、酢酸−２−エチルヘキシ
ル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、
酢酸ベンジル、酢酸メチル、酢酸メチルシクロヘキシ
ル、サリチル酸イソアミル、サリチル酸ベンジル、サリ
チル酸メチル、サリチル酸エチル、蓚酸ジアミル、蓚酸
ジエチル、蓚酸ジブチル、酒石酸ジエチル、酒石酸ジブ
チル、ステアリン酸アミル、ステアリン酸エチル、ステ
アリン酸ブチル、セパシン酸ジオクチル、セパシン酸ジ
ブチル、炭酸ジフェニル、炭酸ジメチル、乳酸イソアミ
ル、乳酸エチル、乳酸メチル、フタル酸ジエチル、フタ
ル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジメチ
ル、γ−ブチロラクトン、プロピオン酸イソアミル、プ
ロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸
ベンジル、プロピオン酸メチル、ホウ酸エステル類、マ
レイン酸ジオクチル、マレイン酸ジブチル、マロン酸ジ
イソプロピル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチル、
酪酸イソアミル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸
ブチル、燐酸エステル類といったエステル系溶剤も挙げ
ることができる。

【００５１】上述の溶媒としては、エチレンカルボナー
ト、エチレングリコール、エチレングリコールジエチル
エーテル、エチレングリコールジアセタート、エチレン
グリコールジブチルエーテル、エチレングリコールジグ
リシジルエーテル、エチレングリコールモノアセター
ト、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレング
リコールモノイソプロピルエータル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチル
エーテルアセタート、エチレングリコールモノフェニル
エーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチ
レングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチ
ルエーテルアセタート、エチレングリコールモノメトキ
シメチルエーテル、エチレンクロロヒドリン、１，３−
オクチレングリコール、グリセリン、グリセリン１，３
−ジアセタート、グリセリンジアルキルエーテル、グリ
セリン脂肪酸エステル、グリセリントリアセタート、グ
リセリントリラウラート、グリセリンモノアセタート、
２−クロロ−１，３−プロパンジオール、３−クロロ−
１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジ
エチレングリコールエチルメチルエーテル、ポリプロピ
レングリコールといった多価アルコール及びそれらの誘
導体を挙げることができる。

【００５２】さらに上述の溶媒としては、イソ吉草酸、
イソ酪酸、イタコン酸、２−エチルヘキサン酸、２−エ
チル酢酸、オレイン酸、カプリル酸、カプロン酸、吉草
酸、酢酸、乳酸、ピバリン酸、プロピオン酸、といった
カルボン酸誘導体、エチルフェノール、オクチルフェノ
ール、グアヤコール、キシレノール、ｐ−クミルフェノ
ール、クレゾール、ドデシルフェノール、ナフトール、
ノニルフェノール、フェノール、ベンジルフェノール、
ｐ−メトキシエチルフェノールといったフェノール類、
アセトアミド、アセトニトリル、アセトンシアノヒドリ
ン、アニリン、アリルアミン、イソキノリン、イソブチ
ルアミン、イソプロパノールアミン類、イミダゾール、
Ｎ−エチルエタノールアミン、２−エチルヘキシルアミ
ン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、カプロ
ラクタム、キノリン、クロロアニリン、シアノ酢酸エチ
ル、ジアミルアミン、イソブチルアミン、ジアエタノー
ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、ジエチルベンジ
ルアミン、ジエチレントリアミン、ジオクチルアミン、
シクロヘキシルアミン、トリエチルアミン、トリアミル
アミン、トリオクチルアミン、トリエタノールアミン、
トリオクチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トルイジン、ニトロアニソール、ピコリ
ン、ピペラジン、ピラジン、ピリジン、ピロリジン、Ｎ
−フェニルモルホリン、モルホリン、ブチルアミン、ヘ
プチルアミン、ルチジンといった含窒素化合物、これら
の溶媒の他、含硫黄化合物系溶剤、フッ素系溶剤等も挙
げることができる。

【００５３】さらに、上記した有機溶媒の混合溶媒を用
いることもできる。また、有機溶媒のほか、無機溶媒と
して水なども用いることができる。

【００５４】図５には、粒子３に硫黄を含む有機化合物
１５で保護したコロイド粒子を示す。図５では、粒子３
がＡｇ粒子であり、粒子３は硫黄を含む有機化合物１５
としてドデカンチオールでまわりを保護されている。本
発明においては、硫黄を含む有機化合物１５であればい
かなるものでも用いることができる。しかしながら、本
発明においては、粒子３にＡｕ、Ａｇといった金属コロ
イドを用いる場合には、ドデカンチオールなど、炭素数
２〜２０のアルキルチオールを用いることが好ましい。
また、本発明で用いることができる粒子３としては、粒
子径が１〜１００ｎｍの範囲のものを用いることができ
る。このような粒子３としては、上記した金属粒子、ポ
リマー粒子、セラミック粒子のほか、硫黄を含む有機化
合物で上記した金属粒子、ポリマー粒子およびセラミッ
ク粒子を保護したコロイド粒子などを混合して用いるこ
とができる。このように反磁性体粒子、常磁性体粒子を
混合した粒子混合系に対して本発明を適用することによ
り、粒子膜の構造を制御することも可能である。また、
本発明の粒子３の位置の制御方法は、反磁性体粒子、常
磁性体粒子および強磁性体粒子の分離にも適用すること
ができる。

【００５５】本発明において用いることのできる粒子３
を製造する方法においては、今まで知られているいかな
る方法でも用いることができる。また、本発明に用いる
ことのできる粒子３またはコロイドの粒子径は、レーザ
ー光散乱法、電子顕微鏡法、沈降法などを用いて測定す
ることができる。

【００５６】上述した粒子３またはコロイドに対して
は、溶液中における粒子３またはコロイドの安定性を向
上させるために、これまで知られているいかなる疎水性
基−親水性基を併せ持つ化合物、界面活性剤および分散
剤でも用いることができる。本発明において用いること
のできる上述した化合物、界面活性剤および分散剤とし
ては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ステアリン酸ブチル、オ
レイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、ス
テアリン酸オクチル、ステアリン酸アミル、ステアリン
酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、ステアリン酸
ブトキシエチル、アンヒドロソルビタンモノステアレー
ト、アンヒドロソルビタンジステアレート、アンヒドロ
ソルビタントリステアレート、オレイルアルコール、ラ
ウリルアルコールがあげられる。

【００５７】また、上述した化合物、界面活性剤および
分散剤としては、アルキレンオキサイド系、グリセリン
系、グリシドール系、アルキルフェノールエチレンオキ
サイド付加体、また、より具体的には日本油脂社製、Ｎ
ＡＡ−１０２、ＮＡＡ−４１５、ＮＡＡ−３１２、ＮＡ
Ａ−１６０、ＮＡＡ−１８０、ＮＡＡ−１７４、ＮＡＡ
−１７５、ＮＡＡ−２２２、ＮＡＡ−３４、ＮＡＡ−３
５、ＮＡＡ−１７１、ＮＡＡ−１２２、ＮＡＡ−１４
２、ＮＡＡ−１６０、ＮＡＡ−１７３Ｋ、ヒマシ硬化脂
肪酸、ＮＡＡ−４２，ＮＡＡ−４４、カチオンＳＡ、カ
チオンＭＡ、カチオンＡＢ、カチオンＢＢ、ナイミ−ン
Ｌ−２０１、ナイミ−ンＬ−２０２、ナイミ−ンＳ−２
０２、ノニオンＥ−２０８、ノニオンＰ−２０８、ノニ
オンＳ−２０７、ノニオンＫ−２０４、ノニオンＮＳ−
２０２、ノニオンＮＳ−２１０、ノニオンＨＳ−２０
６、ノニオンＬ−２、ノニオンＳ−２、ノニオンＳ−
４、ノニオンＯ−２、ノニオンＬＰ−２０Ｒ、ノニオン
ＰＰ−４０Ｒ、ノニオンＳＰ−６０Ｒ、ノニオンＯＰ−
８０Ｒ、ノニオンＯＰ−８５Ｒ、ノニオンＬＴ−２２
１、ノニオンＳＴ−２２１、ノニオンＯＴ−２２１、モ
ノグリＭＢ、ノニオンＤＳ−６０、アノンＢＦ、アノン
ＬＧ、ブチルステアレ−ト、ブチルラウレート、エルカ
酸、関東化学社製、オレイン酸、竹本油脂社製、ＦＡＬ
−２０５、ＦＡＬ−１２３、新日本理化社製、エヌジェ
ルブＬＯ、エヌジョルブＩＰＭ、サンソサイザーＥ４０
３０、信越化学社製、ＴＡ−３、ＫＦ−９６、ＫＦ−９
６Ｌ、ＫＦ９６Ｈ、ＫＦ４１０、ＫＦ４２０、ＫＦ９６
５、ＫＦ５４、ＫＦ５０、ＫＦ５６、ＫＦ９０７、ＫＦ
８５１、Ｘ−２２−８１９、Ｘ−２２−８２２、ＫＦ９
０５、ＫＦ７００、ＫＦ３９３、ＫＦ−８５７、ＫＦ−
８６０、ＫＦ−８６５、Ｘ−２２−９８０、ＫＦ−１０
１、ＫＦ−１０２、ＫＦ−１０３、Ｘ−２２−３７１
０、Ｘ−２２−３７１５、ＫＦ−９１０、ＫＦ−３９３
５、ライオンアーマー社製、アーマイドＰ、アーマイド
Ｃ、アーモスリップＣＰ、ライオン油脂社製、デュオミ
ンＴＤＯ、日清製油社製、ＢＡ−４１Ｇ、三洋化成社
製、プロファン２０１２Ｅ、ニューポールＰＥ６１、イ
オネットＭＳ−４００、イオネットＭＯ−２００イオネ
ットＤＬ−２００、イオネットＤＳ−３００、イオネッ
トＤＳ−１０００イオネットＤＯ−２００などの、ノニ
オン界面活性剤、環状アミン、エステルアミド、第四級
アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導体、複素環類、ホ
スホニウムまたはスルホニウム類等のカチオン系界面活
性剤、カルボン酸、スルフォン酸、燐酸、硫酸エステル
基、燐酸エステル基などの酸性基を含むアニオン界面活
性剤、アミノ酸類、アミノスルホン酸類、アミノアルコ
ールの硫酸または燐酸エステル類、アルキルベタイン型
の両性界面活性剤等を挙げることができる。

【００５８】本発明の粒子膜の製造方法について再度図
４を用いてさらに説明すると、粒子３に反磁性体粒子を
用いて、磁場中心９より上側に、容器１２に収容された
基板１を配置する。磁場中心９で磁束密度で２０Ｔを作
用させることのできる超電導磁石７を用いて、容器１２
の位置を磁場中心９より上方へ移動させることで、容器
１２内の粒子３に加えられる磁場の強度である磁束密度
を０．５〜２０Ｔまで変えることができる。また、粒子
３に磁性体粒子または強磁性体粒子を用いる場合には、
磁場中心９より下側に容器１２に収容された基板１を配
置し、容器１２の位置を磁場中心９より下方へ移動させ
ることによって、容器１２内の粒子３に加えられる磁束
密度を０．５〜２０Ｔまで変えることができる。超電導
磁石７には、鉛直方向に磁場が加えることのできるもの
であれば、鉛直方向にボア８をもつもの以外の、例えば
板状、円柱状などといったものでも用いることができ
る。また、超電導磁石７以外にも本発明においては、磁
場中心９で磁束密度で２０Ｔを作用させることができる
もの以外に、磁場中心９において０．５〜２０Ｔの磁束
密度を作用させるものであればいかなるものでも用いる
ことができる。

【００５９】本発明の粒子膜の製造方法において、１〜
１００ｎｍの粒子径の粒子膜を製造するためには、溶媒
２の蒸気圧を高くして溶媒２の蒸発速度を抑制するなど
して、制御しても良い。本発明の実施の形態において
は、図４に示すように基板１を容器１２に収容して蓋１
３をし、溶媒２の蒸気圧を高くすることで溶媒２の蒸発
速度を抑制させることができる。容器１２内の溶媒２
は、蓋１３の隙間を通して蒸発が行われる。溶媒２がす
べて蒸発した後には粒子３のみが基板１上に残され、粒
子膜が製造される。

【００６０】容器１２内に、上部の開いたビーカなどの
容器を別に設けて溶媒２を満たしておくなどして、溶媒
２の蒸気圧をさらに高め、溶媒２の蒸発速度を抑制させ
ることもできる。また、容器１２に密閉できるものを用
い、弁などを設けて、容器１２内の溶媒２の蒸発速度を
制御させることも可能である。その他、上述したように
加熱装置を設けて温度制御させたり、減圧装置を設けて
圧力制御させることによって溶媒２の蒸発速度を制御す
ることも可能である。

【００６１】図６に、本発明の粒子膜の製造方法により
製造された粒子膜の概略図を示す。図４に示す装置を用
いて磁場の強度および方向により溶媒２の液面に対する
粒子３の位置制御を行い、さらに容器１２に収容するな
どして溶媒２の蒸発速度を抑制させることにより、図６
に示すように基板１に粒子３を二次元に集積させた粒子
膜を製造することができる。また、本発明は、基板１上
に粒子３が単一層を形成する粒子膜ばかりではなく、複
数の層が重畳された積層膜を形成することもできる。

【００６２】

【実施例】以下本発明について、実施例を用いてより具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定される
ものではない。 （実施例１）本発明の粒子膜を図４に示す装置を用いて
製造した。超電導磁石７には、ボア８の径が１５０ｍ
ｍ、磁場中心９に１０Ｔの磁場を加えることができる超
電導磁石（神戸製鋼（株）社製１０Ｔ １５０径）を用
いた。また、粒子３には、ドデカンチオールによって保
護された粒子径１０ｎｍのＡｇ粒子を用いた。また、粒
子３を分散させる溶媒２としては、トルエンを用いた。
さらに、容器１２として、蓋１３の外径が１２０ｍｍの
ガラス製の蓋付きシャーレを用いた。基板１には、スラ
イドガラスにコロジオン膜を貼付したものに、炭素を蒸
着させた炭素蒸着膜で、幅２６ｍｍ、長さ７６ｍｍ、厚
さ１ｍｍのものを用いた。また、容器１２は、水平に配
置できる台１４に載せて、超電導磁石７のボア８内に配
置した。

【００６３】次いで、トルエンにＡｇ粒子が分散した液
体を、平滑な基板１に１滴滴下して円状に展開させた
後、この基板１をシャーレに収容して蓋１３をした。超
電導磁石７のボア８内に台１４を設置してシャーレを磁
場中心９より上側０．１５ｍの位置に配置した。その
後、超電動磁石７に電流を通じ、磁場中心９に１０Ｔの
磁場を鉛直上向きに発生させて粒子膜を製造した。

【００６４】（実施例２）超電導磁石７のボア８の中に
台１４の高さを変えて磁場中心９にシャーレを配置した
ことを除き、実施例１と同様に、磁場中心９に１０Ｔの
磁場を鉛直上向きに発生させて粒子膜を製造した。

【００６５】（実施例３）超電導磁石７のボア８の中に
台１４の高さを変えて磁場中心９より下側０．１５ｍの
位置に容器１２のシャーレを配置したことを除き、実施
例１と同様に、磁場中心９には１０Ｔの磁場を鉛直上向
きに発生させて粒子膜を製造した。

【００６６】（超電導磁石のボア内の磁場勾配）図４に
示す超電導磁石７の磁場中心９に１０Ｔの磁場を鉛直方
向の上向きに加えると、図７に示すように磁場勾配を生
じた。図７の縦軸ｚは、磁場中心９を０とし、磁場中心
９から鉛直方向への距離を示し、図７の下部に示す横軸
Ｂｚは、磁場の強度である磁束密度を示す。また、図７
の上部に示す横軸ＢｚｄＢｚ／ｄｚは、磁場により加え
られる力のうちの磁場に起因する値で、磁場と磁場勾配
との積の値を示す。図７中の実線は、鉛直方向への距離
ｚと、磁束密度Ｂｚとの関係を示す。また、破線は、鉛
直方向への距離ｚと、磁場勾配との積ＢｚｄＢｚ／ｄｚ
との関係を示す。図７に示す磁場では、磁場中心９では
磁場勾配が０となり、磁場中心９から上下に０．１５ｍ
の位置に変極点を生じ、本発明において説明する実施例
では、ドデカンチオールに保護されたＡｇ粒子は、反磁
性体粒子であるために、実施例１の磁場中心９より上
側、図７では０．１５ｍの位置において磁場と磁場勾配
との積が最小値−３００Ｔ^２／ｍであり、磁場により加
えられる力が上向き（浮力として作用する方向）に最大
であった。実施例３の磁場中心９の下側、図７では−
０．１５ｍの位置において磁場と磁場勾配との積が最大
値３００Ｔ^２／ｍであり、磁場により加えられる力が下
向き（重力の方向）に最大であった。なお、磁場により
加えられる力の正・負は、本発明においては重力の方向
を正、浮力として作用する方向、すなわち重力とは反対
方向を負として定義するものである。また、実施例２の
磁場中心９においては、磁場により加えられる力が０で
あった。

【００６７】（粒子膜の磁場効果）図８（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、実施例１、２、３で製造された粒子
膜を透過型電子顕微鏡（日立製作所（株）製 ＨＩＴＡ
ＣＨＩ Ｈ−７５００）で観測した図である。図８
（ａ）に示すように、磁場により加えられる力が最大と
なる位置に基板１を収容した容器１２を配置することに
よって、Ａｇ粒子が密に集積した粒子膜が製造されるこ
とが見出された。また、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８
（ｃ）の順に粒子３に浮力を与えるように磁場により加
えられる力が低下するに従い、Ａｇ粒子が粗に集積して
粒子膜が製造されることが見出された。従って、本発明
の粒子位置の制御方法を用いた粒子膜の製造方法を用い
ることで、粒子を集積させる横毛管力を有効に利用し
て、粒子の配列規則性を著しく向上させることが見出さ
れた。

【００６８】

【発明の効果】上述したように本発明は、粒子を分散さ
せた溶媒に磁場を加え、磁場の強度および方向により溶
媒の液面に対する粒子位置を制御する粒子位置の制御方
法が提供できるとともに、粒子を分散させた溶媒を基板
上に塗布し、磁場の強度および方向により溶媒の液面に
対する粒子位置を制御する粒子位置の制御方法を用いて
溶媒を蒸発させ、粒子を二次元に集積させることを特徴
とする粒子膜の製造方法が提供できる。

【００６９】従って、本発明の粒子位置の制御方法およ
びその制御方法を用いた粒子膜の製造方法を用いること
で、粒子を集積させる横毛管力を有効に利用して粒子の
配列規則性を著しく向上させることが可能となり、マイ
クロメータ域以下の、ナノメータ域といった粒子径をも
つ粒子を二次元に集積させて粒子膜を製造することが可
能となる。

【００７０】また、本発明により製造された粒子膜は、
単電子デバイス、光デバイス、触媒、磁気記録媒体、電
極あるいはセンサーのほか、磁気的、電気的および光学
的に用いられるものにはいかなるものにも利用が可能で
あり、本発明は、電気、電子、半導体、触媒、分析、分
離、化学、記憶、記録の各分野に対して有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 移流集積法による粒子膜の製造段階を示した
図。

【図２】 超電導磁石のボア内で粒子に作用する磁場の
力の方向を示した図。

【図３】 本発明の磁場による力の方向による溶媒の液
面に対する粒子の位置を示した図。

【図４】 本発明の粒子膜を製造するための装置断面
図。

【図５】 本発明に用いる硫黄を含む有機化合物で保護
したコロイド粒子を示した図。

【図６】 本発明の粒子膜の製造方法により製造された
粒子膜を示した図。

【図７】 本発明の実施例で用いた超電導磁石の磁場勾
配を示した図。

【図８】 本発明の実施例１、２、３で製造された粒子
膜を示した図。

【符号の説明】

１…基板 ２…溶媒 ３…粒子 ４…界面 ５…気体 ６ａ、６ａ’、６ｂ、６ｂ’…粒子 ７…超電導磁石 ８…ボア ９…磁場中心 １０ａ、１０ｂ…溶媒 １１ａ、１１ｂ…基板 １２…容器 １３…蓋 １４…台 １５…硫黄を含む有機化合物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 41/16 Ｈ０１Ｆ 41/16 // Ｂ２２Ｆ 1/02 Ｂ２２Ｆ 1/02 Ｃ

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒子を分散させた溶媒に磁場を加え、前
   記磁場の強度および方向を変えることにより前記溶媒の
   液面に対する粒子位置を制御する、粒子位置の制御方
   法。
2. 【請求項２】 前記粒子は、反磁性体粒子または常磁性
   体粒子または強磁性体粒子である、請求項１に記載の粒
   子位置の制御方法。
3. 【請求項３】 前記磁場は、磁束密度が０．５〜２０Ｔ
   である、請求項１または２に記載の粒子位置の制御方
   法。
4. 【請求項４】 前記粒子は、１〜１００ｎｍの粒子径で
   ある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子位置の
   制御方法。
5. 【請求項５】 前記粒子は、硫黄を含む有機化合物によ
   り保護されたコロイド粒子である、請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の粒子位置の制御方法。
6. 【請求項６】 粒子を溶媒に分散させ、前記粒子を分散
   させた溶媒を基板上に塗布し、磁場の強度および方向を
   変えることにより前記溶媒の液面に対する粒子位置を制
   御するとともに前記溶媒の蒸発速度を制御して該溶媒を
   蒸発させ、前記粒子を二次元に集積させることを特徴と
   する、粒子膜の製造方法。
7. 【請求項７】 前記粒子は、反磁性体粒子または常磁性
   体粒子または強磁性体粒子である、請求項６に記載の粒
   子膜の製造方法。
8. 【請求項８】 前記磁場は、磁束密度が０．５〜２０Ｔ
   である、請求項６または７に記載の粒子膜の製造方法。
9. 【請求項９】 前記粒子は、１〜１００ｎｍの粒子径で
   ある、請求項６〜８のいずれか１項に記載の粒子膜の製
   造方法。
10. 【請求項１０】 前記粒子は、硫黄を含む有機化合物に
    より保護されたコロイド粒子である、請求項６〜９のい
    ずれか１項に記載の粒子膜の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記硫黄を含む有機化合物は、炭素数
    ２〜２０のアルキルチオールである、請求項１０に記載
    の粒子膜の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐ
    ｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍ
    ｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを含む群から選択される金
    属のコロイド粒子である、請求項６〜９のいずれか１項
    に記載の粒子膜の製造方法。
13. 【請求項１３】 粒子を溶媒に分散させ、前記粒子を分
    散させた溶媒を基板上に塗布し、磁場の強度および方向
    を変えることにより前記溶媒の液面に対する粒子位置を
    制御するとともに前記溶媒の蒸発速度を制御して該溶媒
    を蒸発させ、前記粒子を二次元に集積させた、粒子膜。
14. 【請求項１４】 前記粒子は、反磁性体粒子または常磁
    性体粒子または強磁性体粒子である、請求項１３に記載
    の粒子膜。
15. 【請求項１５】 前記粒子膜の膜厚は、１〜１００ｎｍ
    である、請求項１３または１４に記載の粒子膜。
16. 【請求項１６】 前記粒子は、硫黄を含む有機化合物に
    より保護されたコロイド粒子である、請求項１３〜１５
    のいずれか１項に記載の粒子膜。
17. 【請求項１７】 前記硫黄を含む有機化合物は、炭素数
    ２〜２０のアルキルチオールである、請求項１６に記載
    の粒子膜。
18. 【請求項１８】 前記粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐ
    ｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍ
    ｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを含む群から選択される金
    属のコロイド粒子である、請求項１３〜１５のいずれか
    １項に記載の粒子膜。