JP5447759B2 - 微粒子固定装置および微粒子固定方法 - Google Patents
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Description
以下、微粒子固定装置の第1参考形態について図面を参照しながら説明する。図1(A),(B)は、本参考形態に係る微粒子固定装置の構成を模式的に示した図であり、図2は、複数の微粒子Pからなる薄膜Fが形成された基材WKを模式的に示した図である。なお、図1(A),(B)および図2は、本参考形態に係る微粒子固定装置の構成等を模式的に示したものであり、本参考形態の理解を容易にするため各構成要素または各構成要素相互の関係を適宜誇張して示している。この微粒子固定装置は、基材WKの表面に複数の微粒子Pを固定することによって薄膜Fを形成するための装置である。
次に、微粒子固定装置の第2参考形態について図面を参照しながら説明する。図3は、本参考形態に係る微粒子固定装置の構成を模式的に示す全体概略図である。なお、図3は、本参考形態に係る微粒子固定装置の構成を模式的に示したものであり、本参考形態の理解を容易にするため構成要素または各構成要素相互の関係を適宜誇張して示している。また、本第2参考形態においては、上記第1参考形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。この微粒子固定装置は、基材WKの表面における所望する位置に1つまたは複数の微粒子Pを固定させるための装置である。
のアルゴンイオンレーザ光を出射する光学部品であり、後述するレーザ駆動回路42によって作動が制御される。レーザ光源32の光軸上にはコリメートレンズ33およびビームスプリッタ34が配置されている。コリメートレンズ33は、入射した光を平行光束に変換する光学部品である。また、ビームスプリッタ34は、入射した光の一部を透過させるとともに、同入射した光の他の一部を入射方向と直交する方向(図において下方)に反射させて対物レンズ31に導く光学部品である。すなわち、ビームスプリッタ34は、レーザ光源32の光軸と対物レンズ31の光軸との交点上の配置されている。これらの対物レンズ31、レーザ光源32、コリメートレンズ33およびビームスプリッタ34が、集光光学手段に相当する。
次に、本発明に係る微粒子固定装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図5は、本発明に係る微粒子固定装置の構成を模式的に示す全体概略図である。なお、図5は、本発明に係る微粒子固定装置の構成を模式的に示したものであり、本発明の理解を容易にするため構成要素または各構成要素相互の関係を適宜誇張して示している。また、本実施形態においては、上記第1参考形態および上記第2参考形態における各構成要素と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。この微粒子固定装置は、導体的性質と不導体的性質とが選択的に変化する電気的特性を備えた物質で構成される基材WKの表面における所望する位置に、1つまたは複数の微粒子Pを固定させるための装置であり、上記第2参考形態に係る微粒子固定装置と略同様な構成である。
Claims (12)
- 光が照射されることによって電気的特性が変化する光導電性物質で構成された基材の表面に微粒子を固定するための微粒子固定装置であって、
帯電した状態の前記微粒子を含んだ液体を介して前記基材に対向して配置した透明電極材料からなる電極部と、
前記電極部に前記微粒子の帯電極性と同じ極性の電位を形成させるとともに、前記基材側に前記微粒子の帯電極性とは逆の極性の電位を形成させて前記液体内に電界を形成させることにより、前記液体内に含まれる前記微粒子を前記基材に向けて移動させて同微粒子を同基材の表面に固定するための電界形成手段と、
レーザ光を出射するレーザ光源を有し、同レーザ光源から出射したレーザ光を前記基材の前記表面側から前記液体内に導いて集光させるとともに同レーザ光を前記基材に照射して同基材における前記電気的特性を変化させる集光光学手段を有した特性変化手段と、
前記液体内を照らすための光源を有し、同光源によって照らされた前記液体内の前記微粒子の状態を観察可能とする微粒子観察手段と、
前記基材と前記液体内に集光したレーザ光とを相対的に変位させる変位手段とを備え、
前記電界形成手段は、前記基材に前記微粒子の帯電極性とは逆の極性の電位を形成させ、
前記微粒子観察手段は、前記光源から出射されて前記基材および前記電極部を介した光を導く対物レンズを有し、前記対物レンズが前記基材における前記表面側に設けられていることを特徴とする微粒子固定装置。 - 請求項1に記載した微粒子固定装置において、
前記微粒子は、粒の大きさが1〜100nmのナノ粒子である微粒子固定装置。 - 請求項1または請求項2に記載した微粒子固定装置において、
前記微粒子は、前記液体中においてコロイド状に存在する微粒子固定装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載した微粒子固定装置において、
前記液体は、水、純水または生理食塩水である微粒子固定装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載した微粒子固定装置において、
前記電界形成手段は、前記基材の表面に複数の前記微粒子を固定することにより膜を形成する微粒子固定装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載した微粒子固定装置において、
前記電界形成手段は、前記基材の表面に複数の前記微粒子を積み重ねることにより立体構造物を形成する微粒子固定装置。 - 光が照射されることによって電気的特性が変化する光導電性物質で構成された基材の表面に微粒子を固定するための微粒子固定方法であって、
帯電した状態の前記微粒子を含んだ液体を介して前記基材に対向して透明電極材料からなる電極部を配置する電極部配置工程と、
前記電極部配置工程によって配置された前記電極部に前記微粒子の帯電極性と同じ極性の電位を形成させるとともに、前記基材側に前記微粒子の帯電極性とは逆の極性の電位を形成させて前記液体内に電界を形成させることにより、前記液体内に含まれる前記微粒子を前記基材に向けて移動させて同微粒子を同基材の表面に固定するための電界形成工程と、
レーザ光を出射するレーザ光源を有し、同レーザ光源から出射したレーザ光を前記基材の前記表面側から前記液体内に導いて集光させる集光光学手段を用いて同液体内にレーザ光を集光させる集光工程と、
前記液体内を照らすための光源および同光源によって照らされた前記液体内の前記微粒子の状態を表示する表示装置を備える微粒子観察手段を用いて前記液体内の前記微粒子の状態を表示させる液体内表示工程と、
前記表示装置にて表示される前記微粒子の状態を確認しながら、前記液体内に集光させたレーザ光と、前記基材と前記液体内に集光したレーザ光とを相対的に変位させる変位手段とを用いて、前記液体内に含まれた前記微粒子を前記基材の表面における所定の位置に位置決めさせる位置決め工程と、
前記集光光学手段を用いて前記レーザ光を前記基材に照射して同基材における前記電気的特性を変化させる特性変化手段とを含み、
前記電界形成工程は、前記基材に前記微粒子の帯電極性とは逆の極性の電位を形成させ、
前記微粒子観察手段は、前記光源から出射されて前記基材および前記電極部を介した光を導く対物レンズを有し、前記対物レンズが前記基材における前記表面側に設けられていることを特徴とする微粒子固定方法。 - 請求項7に記載した微粒子固定方法において、
前記微粒子は、粒の大きさが1〜100nmのナノ粒子である微粒子固定方法。 - 請求項7または請求項8に記載した微粒子固定方法において、
前記微粒子は、前記液体中においてコロイド状に存在する微粒子固定方法。 - 請求項7ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載した微粒子固定方法において、
前記液体は、水、純水または生理食塩水である微粒子固定方法。 - 請求項7ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載した微粒子固定方法において、
前記電界形成工程は、前記基材の表面に複数の前記微粒子を固定することにより膜を形成する微粒子固定方法。 - 請求項7ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載した微粒子固定方法において、
前記電界形成手段は、前記基材の表面に複数の前記微粒子を積み重ねることにより立体構造物を形成する微粒子固定方法。
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