JP4517071B2 - ナノサイズ材料の設置方法 - Google Patents

Description

本願発明は、カーボンナノチューブ及びナノベルト等のナノサイズ材料（以下ナノチューブ）を任意の場所へナノスケール精度で設置する技術である。

これまでに行われているナノチューブを設置する方法は、乱雑に置かれたナノチューブを偶発的に電極間等に接触させる（下記特許文献１参照）、あるいはナノチューブの成長触媒を設置した箇所より制御されることなくある箇所へナノチューブを設置させる方法など任意の位置ではない箇所へナノチューブを配置することが報告されている。
特開２００３−３３２２６６号公報

ナノチューブのサイズ等の性質及び特性を十分に引き出すにためには、ナノチューブを自由に配置制御する必要があるが、従来は、ナノチューブを任意の場所に自由に配置することが困難であった。

任意の場所へナノチューブを配置するには、電子顕微鏡を利用する。電子顕微鏡内部には、２つ以上のステージが備えられており、それぞれが独立して少なくとも3方向（X,Y,Z方向以外に回転や傾き自由度を考慮すると３軸以上になる。）に移動可能である。

第１のステージにはナノチューブを配置する基板を、第２のステージには、ナノチューブを設置する。それぞれを接近させた後、ナノチューブの一端を基板上の配置させる箇所（電極等）に接触させ、その後、もう一端を水平方向に引きながら、他の接触させる箇所へ接触させ、ブリッジ構造の作製を行う。

ナノチューブは、先端を尖鋭化した針状体に1本のみ取り付けたものを使用する。ここで、該針状体とは、材料としては、金属あるいは金属類似の硬い物質であり、先端が細くされたものであればよく、例えば、電界研磨又は異方性エッチング等により先端を先鋭化した探針あるいはカッター・ニッパー等の切断器具により切断された細線等である。金属としては、タングステン又は金等が用いられる。

ステージには、焦点深度を利用した精密配置制御を行うために、角度をつけた基板設置台を設け、該基板設置台上に基板を固定する。

これにより配置材料の物理的熱的特性評価、電極配線、電子デバイスおよび電子線バイプリズムへの利用、その小型化が可能になり、小型、高性能機器が実現できる。

図面を用いて本願発明の実施例を説明する。

図1に、使用する走査型電子顕微鏡（SEM）内ステージを示す。第１ステージ１には基板を設置するため、基板設置台３を設置し、その基板設置台上に基板４を固定する。第２ステージ２にはカーボンナノチューブを取り付けたプローブ５を固定する。

図２において、使用するナノチューブ６はSEM中において静電気又は電子線により針状体上に固定したナノチューブであり、一方のステージに設置した基板上の金属台７にナノチューブ先端を静電気にて接触させ、高さがほぼ均等な横方向に針状体を移動させることにより、焦点深度を一定に保ったまま、もう一方の金属台８へ静電気にて接触させることにより架橋構造を作製する。その後、電気的、機械的熱的等の使用目的に応じて、接合部分は、特性を引き出すことのできる接合を行う。

図４に、ナノチューブの配置が完成した状況を撮影した電子顕微鏡写真を示す。この写真に示すように、特定の選択されたナノチューブが所定の場所（この写真の場合には、２つの金属台に対して垂直）に配置されている。

走査型電子顕微鏡内使用環境概略図 ナノチューブと電極間の配置図 ナノチューブ設置の工程図 ナノチューブ設置完成写真

符号の説明

１ 基板配置用ステー
２ 設置基板
３ ナノチューブ付き金属探針

Claims (2)

1. 走査型電子線顕微鏡の観察可能な領域において、ナノサイズ材料を設置する方法であって、
   第１のステージに、角度をつけた基板設置台を設け、該基板設置台上に基板を固定するとともに、第２のステージに、先端を先鋭化にした針状体を固定し、
   前記針状体に前記ナノサイズ材料の一端を取り付け、他端を前記基板上の一方の金属台に接触させて固着し、次いで、前記針状体を水平方向に移動させることにより焦点深度を一定に保ったまま、前記ナノサイズ材料の前記一端を前記基板上の他方の金属台に接触させ固着することを特徴とするナノサイズ材料を設置する方法。
2. 上記ナノサイズ材料は、ナノメータサイズの直径を有するナノチューブ又はナノメータサイズの厚さを有するナノベルトであることを特徴とする請求項１記載のナノサイズ材料を設置する方法。