JP5620154B2 - 中空微小体およびその作製方法 - Google Patents
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Description
(1)外殻を形成し、遷移金属、金属または半導体の1以上の薄膜の層を含む層状構造、ならびに該層状構造によって規定された内部空間および開口部を備える、中空状の微小体(A hollow microscopic object comprising: a layer structure which forms an outer shell and comprises a layer of at least one thin film of a transition metal, a metal or a semiconductor; and an inner space and an opening which are defined by the layer structure.)。
(2)上記遷移金属、金属または半導体が、周期律表で原子番号43番を除く79番までの遷移金属、原子番号13,31,32,33,49,50,51,81,82,もしくは83番の金属、または原子番号14,34,もしくは52番の半導体のいずれかである、上記(1)記載の微小体。
(3)上記層状構造が、
2以上の薄膜の層と、
上記2以上の薄膜の層間の界面に二次元的に分散埋没されて配置された微粒子と、
を含み、
上記微粒子が薄膜層の物質とは異なるものである、上記(1)記載の微小体。
(4)上記層状構造の最外層の物質が金であり、その膜厚が2nm以上である、請求項1記載の微小体。
(5)上記微粒子が、蛍光を発光する物質である、上記(3)記載の微小体。
(6)上記層状構造が、2以上の上記薄膜の層を含み、
最外層の薄膜層の物質が、所定の液体によって溶解する性質を有し、
内側の薄膜層の物質が、上記液体によって溶解しない性質を有する、上記(1)記載の微小体。
(7)上記最外層の薄膜層の物質が金属であり、上記内側の薄膜層の物質が誘電体物質または半導体物質である、上記(6)記載の微小体。
(8)上記層状構造の上記内部空間に面した表面に、その一端が固定された高分子をさらに含む、上記(1)記載の微小体。
(9)上記層状構造の最内層の物質と最外層の物質とが異なっており、上記最内層の物質が、上記高分子の一端が付加されることに適した物質であり、上記最外層の物質が、上記高分子の一端が付加されにくい物質である、上記(8)記載の微小体。
(10)上記最内層の物質が金、銀、シリコン、酸化シリコンのいずれかであり、上記最外層の物質が鉄、銅、ゲルマニウム、アルミニウム、クロム、スズ、チタン、マンガン、ニッケルのいずれかである、上記(8)または(9)記載の微小体。
(11)上記高分子が、溶液のイオン強度および/もしくはpHの変化、電場の印加、磁場の印加、または光照射によって構造が変化する高分子である、上記(8)〜(10)のいずれか記載の微小体。
(12)上記高分子が、DNA鎖またはセルロースポリマー、またはこれらを電場の印加、磁場の印加、もしくは光照射により構造変化する分子で連結したものである、上記(8)〜(11)のいずれか記載の微小体。
(13)上記高分子の他端が、別の微小体または基板表面に固定されている、上記(8)〜(12)のいずれか記載の微小体。
(14)有機物で構成された微小構造物を鋳型として、遷移金属、金属または半導体の少なくとも1つ以上の層を上記鋳型に薄膜層状に堆積させる工程を含む、中空微小体の作製方法。
(15)所定の直径を有する有機物鋳型、適量の純水、および有機物鋳型間の静電反発力を抑制するための材料を含む有機物鋳型懸濁液を基板の一面に滴下して、上記基板上に上記有機物鋳型を所定の密度に分布させる工程、
上記基板上に吸着していない過剰量の上記有機物鋳型を洗浄除去する工程、
上記基板上に分布された上記有機物鋳型を乾燥させる工程、
上記有機物鋳型の切削処理を行い、上記基板上に配置された上記有機物鋳型の間隙を所定の間隔に調整する工程、
上記基板上に分布された上記有機物鋳型に、遷移金属、金属または半導体の薄膜の層を少なくとも1層堆積させる工程、
遷移金属、金属または半導体の層を少なくとも1層堆積させた上記有機物鋳型を分解除去し、残存した中空微小体を得る工程、
を含む、遷移金属、金属または半導体で構成された中空微小体の製作方法。
(16)上記有機物鋳型の切削処理法が、プラズマエッチング処理、イオンミリング処理、収束イオンビーム処理、レジスト処理のいずれかである、上記(15)記載の中空微小体の作製方法。
(17)上記基板上に分布された上記有機物鋳型に遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程が、抵抗加熱式真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法のいずれかによって行われる、上記(15)記載の中空微小体の作製方法。
(18)遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層蒸着させた上記有機物鋳型を分解除去する工程が、紫外線-オゾン法、プラズマ分解法、光触媒分解法のいずれかによって行われる、上記(15)記載の中空微小体の作製方法。
(19)上記中空微小体を得る工程がさらに、
上記中空微小体上に、微量の液体を滴下し、
上記基板の他面に超音波を作用させながら、上記中空微小体が固定された上記一面側に平坦な底面を有する素材を該底面に若干加重が加わる様に載置して、該素材を任意の方向に移動させることにより上記微小体を上記基板から剥離させることを含む、
上記(15)記載の微小体の製造方法。
(20)上記中空微小体上に滴下する液体が、純水、あるいは純水に牛血清、抗体、牛血清アルブミン(bovine serum albumin (BSA))を含むタンパク質、合成DNA、クエン酸塩、リン酸塩、および硫酸ドデシルナトリウム(sodium dodecyl sulfate (SDS))もしくはタンニン酸(tannic acid)を含む界面活性剤を加えたものである、上記(19)記載の中空微小体の作製方法。
(21)上記遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程の後に、該堆積させた層の表面に微粒子を分散して結合させる工程と、その工程の後に、再び遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程とをさらに含み、
それによって、上記微粒子が、上記第1層の堆積物質と、上記第2層の堆積物質との間に作られる界面にサンドイッチ状に2次元に分散埋没される、上記(15)記載の中空微小体の作製方法。
(22)上記基板が、シリコン基板、ガラス基板、アルミ基板、またはプラスチック基板である、上記(15)〜(21)のいずれか記載の中空微小体の製造方法。
本発明は、1つの実施形態において、遷移金属、金属または半導体の1以上の薄膜の層を含む層状構造を備え、該層状構造によって規定された内部空間および開口部を有する、中空状の微小体を提供する。
本発明は、一つの実施形態において、有機物で構成された微小構造物を鋳型として、遷移金属、金属または半導体の少なくとも1つ以上の層を上記鋳型に薄膜層状に堆積させる工程を含む、中空微小体の作製方法を提供する。
所定の直径を有する有機物鋳型、適量の純水、および有機物鋳型間の静電反発力を抑制するための材料を含む有機物鋳型懸濁液を基板の一面に滴下して、上記基板上に上記有機物鋳型を所定の密度に分布させる工程、
上記基板上に吸着していない過剰量の上記有機物鋳型を洗浄除去する工程、
上記基板上に分布された上記有機物鋳型を乾燥させる工程、
上記有機物鋳型の切削処理を行い、上記基板上に配置された上記有機物鋳型の間隙を所定の間隔に調整する工程、
上記基板上に分布された上記有機物鋳型に、遷移金属、金属または半導体の薄膜の層を少なくとも1層堆積させる工程、
遷移金属、金属または半導体の層を少なくとも1層堆積させた上記有機物鋳型を分解除去し、残存した中空微小体を得る工程、
を含む、遷移金属、金属または半導体で構成された中空微小体の製作方法が提供される。
(1)原子番号43番を除く79番までの遷移金属、
(2)原子番号13,31,32,33,49,50,51,81,82,83番の金属、および
(3)原子番号14,34,52番の半導体
である。
上記中空微小体上に、微量の液体を滴下し、
上記基板の他面に超音波を作用させながら、上記中空微小体が固定された上記一面側に平坦な底面を有する素材を上記底面に若干加重が加わる様に載置して、上記素材を任意の方向に移動させることにより上記微小体を上記基板から剥離させることを行ってもよい。
Claims (21)
- 外殻を形成し、遷移金属、金属または半導体の2以上の薄膜の層を含む層状構造、ならびに該層状構造によって規定された内部空間および開口部を備える、中空状の微小体であって、
前記層状構造が、
前記2以上の薄膜の層間の界面に二次元的に分散埋没されて配置された微粒子
を含む、微小体。 - 前記遷移金属、金属または半導体が、周期律表で原子番号43番を除く79番までの遷移金属、原子番号13,31,32,33,49,50,51,81,82,もしくは83番の金属、または原子番号14,34,もしくは52番の半導体のいずれかである、請求項1記載の微小体。
- 前記微粒子が薄膜層の物質とは異なるものである、請求項1記載の微小体。
- 前記層状構造の最外層の物質が金であり、その膜厚が2nm以上である、請求項1記載の微小体。
- 前記微粒子が、蛍光を発光する物質である、請求項1または3記載の微小体。
- 前記2以上の薄膜の層の最外層の薄膜層の物質が、所定の液体によって溶解する性質を有し、
内側の薄膜層の物質が、前記液体によって溶解しない性質を有する、請求項1記載の微小体。 - 前記最外層の薄膜層の物質が金属であり、前記内側の薄膜層の物質が誘電体物質または半導体物質である、請求項6記載の微小体。
- 前記層状構造の前記内部空間に面した表面に、その一端が固定された高分子をさらに含む、請求項1記載の微小体。
- 前記層状構造の最内層の物質と最外層の物質とが異なっており、前記最内層の物質が、前記高分子の一端が付加されることに適した物質であり、前記最外層の物質が、前記高分子の一端が付加されにくい物質である、請求項8記載の微小体。
- 前記最内層の物質が金、銀、シリコン、酸化シリコンのいずれかであり、前記最外層の物質が鉄、銅、ゲルマニウム、アルミニウム、クロム、スズ、チタン、マンガン、ニッケルのいずれかである、請求項8または9記載の微小体。
- 前記高分子が、溶液のイオン強度および/もしくはpHの変化、電場の印加、磁場の印加、または光照射によって構造が変化する高分子である、請求項8〜10のいずれか記載の微小体。
- 前記高分子が、DNA鎖またはセルロースポリマー、またはこれらを電場の印加、磁場の印加、もしくは光照射により構造変化する分子で連結したものである、請求項8〜11のいずれか記載の微小体。
- 前記高分子の他端が、別の微小体または基板表面に固定されている、請求項8〜12のいずれか記載の微小体。
- 有機物で構成された微小構造物を鋳型として、遷移金属、金属または半導体の少なくとも1つの層を前記鋳型に薄膜層状に堆積させる工程を含む、中空微小体の作製方法であって、
前記遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程の後に、該堆積させた層の表面に微粒子を分散して結合させる工程と、その工程の後に、再び遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程とをさらに含み、
それによって、前記微粒子が、前記第1層の堆積物質と、前記第2層の堆積物質との間に作られる界面にサンドイッチ状に2次元に分散埋没される、中空微小体の作製方法。 - 所定の直径を有する有機物鋳型、適量の純水、および有機物鋳型間の静電反発力を抑制するための材料を含む有機物鋳型懸濁液を基板の一面に滴下して、前記基板上に前記有機物鋳型を所定の密度に分布させる工程、
前記基板上に吸着していない過剰量の前記有機物鋳型を洗浄除去する工程、
前記基板上に分布された前記有機物鋳型を乾燥させる工程、
前記有機物鋳型の切削処理を行い、前記基板上に配置された前記有機物鋳型の間隙を所定の間隔に調整する工程、
前記基板上に分布された前記有機物鋳型に、遷移金属、金属または半導体の薄膜の層を少なくとも2層堆積させる工程、
遷移金属、金属または半導体の層を少なくとも1層堆積させた前記有機物鋳型を分解除去し、残存した中空微小体を得る工程、
を含む、中空微小体の製作方法であって、
前記遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程の後に、該堆積させた層の表面に微粒子を分散して結合させる工程と、その工程の後に、再び遷移金属、金属または半導体を少なくとも1層堆積させる工程とをさらに含み、
それによって、前記微粒子が、前記第1層の堆積物質と、前記第2層の堆積物質との間に作られる界面にサンドイッチ状に2次元に分散埋没される、中空微小体の作製方法。 - 前記有機物鋳型の切削処理法が、プラズマエッチング処理、イオンミリング処理、収束イオンビーム処理、レジスト処理のいずれかである、請求項14または15記載の中空微小体の作製方法。
- 前記基板上に分布された前記有機物鋳型に遷移金属、金属または半導体を少なくとも2層堆積させる工程が、抵抗加熱式真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法のいずれかによって行われる、請求項14または15記載の中空微小体の作製方法。
- 遷移金属、金属または半導体を少なくとも2層蒸着させた前記有機物鋳型を分解除去する工程が、紫外線-オゾン法、プラズマ分解法、光触媒分解法のいずれかによって行われる、請求項14または15記載の中空微小体の作製方法。
- 前記中空微小体を得る工程がさらに、
前記中空微小体上に、微量の液体を滴下し、
前記基板の他面に超音波を作用させながら、前記中空微小体が固定された前記一面側に平坦な底面を有する素材を該底面に若干加重が加わる様に載置して、該素材を任意の方向に移動させることにより前記微小体を前記基板から剥離させることを含む、
請求項14または15記載の微小体の作製方法。 - 前記中空微小体上に滴下する液体が、純水、あるいは純水に牛血清、抗体、牛血清アルブミン(bovine serum albumin (BSA))を含むタンパク質、合成DNA、クエン酸塩、リン酸塩、および硫酸ドデシルナトリウム(sodium dodecyl sulfate (SDS))もしくはタンニン酸(tannic acid)を含む界面活性剤を加えたものである、請求項19記載の中空微小体の作製方法。
- 前記基板が、シリコン基板、ガラス基板、アルミ基板、またはプラスチック基板である、請求項15〜20のいずれか記載の中空微小体の作製方法。
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