JP7018980B2 - 所定の幅を有する原子層金属ジカルコゲナイドの直接パターン化成長方法 - Google Patents

所定の幅を有する原子層金属ジカルコゲナイドの直接パターン化成長方法 Download PDF

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Description

本開示は、概して、金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンを成長させる方法に関する。
業界のムーアの法則（すなわち、高密度集積回路内のトランジスタの数が２年ごとに２倍になること）を考慮すると、電子機器のスケーリングを継続して進行中の要求を満たすことが必須である。しかしながら、一般的に利用されるリソグラフィプロセスは、マスク解像度問題（一般的には約１０～１５ｎｍ）及び／又は必要とされる合成後処理（例えば、様々な物質によるコーティング及び他の基材への転写）によって制限され、これは必然的に、単層及びそれらの固有特性の汚染をもたらす。
近年、金属ジカルコゲナイドの原子層は、特に新世代回路の関連において、それらの有望なオプトエレクトロニクス及び触媒特性のために、強力な調査の対象となっている。しかしながら、現在の要求に望ましい場合がある低ナノサイズの幅を有する単層リボンを調製するための信頼性の高い方法は、現在存在しない。
本開示は、所定の幅、特に、５ナノメートル未満の幅を有する金属ジカルコゲナイド、特に遷移金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンを成長させる方法に関する。本方法は、基材を提供する工程と、炭素ナノ構造の整列されたパターンを基材上に提供する工程と、炭素ナノ構造のパターンの少なくとも２つの別個の部分と接触する金属を提供する工程と、塩層を基材及び炭素ナノ構造のパターン上に堆積させる工程と、炭素ナノ構造のパターンを抵抗加熱して、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積された塩を除去する工程であって、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積された塩は、残りの塩層に対応する塩パターンを提供する、除去する工程と、金属ジカルコゲナイドの原子層を塩パターン上に成長させる工程であって、ジカルコゲナイドの原子層は、所定の幅を有する整列されたパターンで提供される、成長させる工程と、を含むことができる。本開示はまた、本明細書に記載されるような方法によって提供される金属ジカルコゲナイドのパターン及びその使用方法に関する。
本開示の態様による、基材上に堆積された炭素ナノ構造の整列されたストリップを有する例示的な基材を示す。
本開示の態様による、炭素ナノ構造のパターンの少なくとも２つの別個の部分と接触して提供される金属の例を示す。
本開示の態様による、基材及び炭素ナノ構造のパターン上に堆積された塩層の例を示す。
本開示の態様による、電気ネットワークを示す。
本開示の態様による、基材材料のパターンを有する基材及び金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンを示す。
本開示の態様による、炭素ナノ構造の整列されたパターンを成長させる例示的な方法を示す。
本開示の態様による、炭素ナノ構造の整列されたパターンを成長させる例示的な方法を示す。
本開示は、所定の幅、特に、５ナノメートル未満の幅を有する金属ジカルコゲナイド、特に遷移金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンを成長させる方法に関する。本方法は、基材を提供する工程と、炭素ナノ構造の整列されたパターンを基材上に提供する工程と、炭素ナノ構造のパターンの少なくとも２つの別個の部分と接触する金属を提供する工程と、塩層を基材及び炭素ナノ構造のパターン上に堆積させる工程と、炭素ナノ構造のパターンを抵抗加熱して、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積された塩を除去する工程であって、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積した塩を除去することが、残りの塩層に対応する塩パターンを提供する、除去する工程と、金属ジカルコゲナイドの原子層を塩パターン上に成長させる工程であって、金属ジカルコゲナイドの原子層が、所定の幅を有する整列されたパターンで提供される、成長させる工程と、を含むことができる。本開示はまた、本明細書に記載されるような方法によって提供される金属ジカルコゲナイドのパターン及びその使用方法に関する。
本方法は、基材を提供することを含み得る。いくつかの態様によれば、基材は、本明細書に記載されるような方法による使用に好適な任意の不活性材料であってもよい。本開示による有用な基材の例としては、ＳｉＯ２、Ｓｉ、ｃ－サファイア、フルオロフロゴパイトマイカ、ＳｒＴｉＯ３、ｈ－ＢＮ、又はこれらの組み合わせを含む、又はこれらからなる基材が挙げられるが、これらに限定されない。ＳｉＯ２基材が本明細書において例示的な基材として記載されている場合、任意の好適な基材が、それに加えて又はその代わりに使用されてもよいことを理解されたい。
本方法は、基材上に、炭素ナノ構造の整列されたパターンを提供することを含んでもよい。本明細書で使用するとき、用語「パターン」は、材料の構成された形状を指す。いくつかの態様によれば、炭素ナノ構造の整列されたパターンは、炭素ナノ構造の整列された「ストリップ」を含んでもよく、あるいは本明細書では「バンド」又は「リボン」と呼ばれる。本明細書で使用するとき、用語「整列された」は、２つ以上のパターンが、それらの間にほぼ一定の距離を提供するように配向される整列を指す。例えば、図１は、基材上に堆積された炭素ナノ構造１２の整列されたストリップを有する、ＳｉＯ２基材などの基材１１を示す。いくつかの態様によれば、炭素ナノ構造１２の整列されたストリップは、基材１１の第１の端部１６の辺りから、基材１１の第２の端部１７の辺りに延在するように提供されてもよい。図１に示すように、炭素ナノ構造１２の整列されたストリップの第１のストリップ１２１は、整列されたストリップの第２のストリップ１２２と整列され、これにより、第１のストリップ１２１と第２のストリップ１２２との間の距離１５は、基材の長さ１３に沿ってほぼ一定である。いくつかの態様によれば、パターンは、水平に整列されてもよい。本開示の文脈において、特に、図１の文脈において「水平」という用語は、基材の長さ１３、すなわち、基材の幅１４よりも大きい寸法を単に指すことを理解されたい。しかしながら、用語「水平」、「垂直」、「長さ」、及び「幅」は、空間内の炭素ナノ構造のパターン及び／又は基材の向きを必ずしも限定するものではない。本明細書の図は、幅１４よりも大きい長さ１３を有する矩形形状を有する例示的な基材を示しているが、基材は、限定されるものではないが、多角形形状（三角形、正方形、五角形、六角形など）、楕円形状（円形、卵形など）、及びこれらの組み合わせを含む、本明細書に記載される方法と共に使用するのに許容可能な任意の形状を有し得ることも理解されたい。
本明細書で使用するとき、用語「ナノ構造」は、ナノサイズの少なくとも１つの寸法、すなわち、約０．１～１００ｎｍの少なくとも１つの寸法を有する構造を指す。「ナノ構造」としては、ナノシート、ナノチューブ、ナノ粒子（例えば、多面体ナノ粒子）、ナノプスフェア（nanopsheres）、ナノワイヤ、ナノキューブ、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されないことを理解されたい。ナノシートは、ナノサイズの厚さを有するシートを含み得る。ナノチューブは、ナノサイズの直径を有するチューブを含み得る。ナノ粒子は、その各空間寸法がナノサイズである粒子を含み得る。いくつかの態様によれば、炭素ナノ構造は、限定されるものではないが、単層ナノチューブ（single-walled nanotube、ＳＷＮＴ）、多層ナノチューブ（multi-walled nanotube、ＭＷＮＴ）、及びこれらの組み合わせを含む、銅ナノチューブを含み得る。ＳＷＮＴ及び／又はＭＷＮＴは、約０．１～１００ｎｍ、任意選択的に約０．１～５０ｎｍ、任意選択的に約０．１～２５ｎｍ、任意選択的に約０．１～１０ｎｍ、任意選択的に約０．１～５ｎｍ、及び任意選択的に約１ｎｍのディメータを有し得る。炭素ナノ構造の整列されたパターンは、化学蒸着（chemical vapor deposition、ＣＶＤ）が挙げられるが、これらに限定されない、本開示に適合する当該技術分野において既知の任意の手段によって基材上に提供され得ることを理解されたい。例えば、炭素ナノ構造の整列されたパターンは、基材上に触媒粒子のコロイド分散体を提供し、その上にＣＶＤにより炭素ナノ構造を成長させることによって、及び／又は触媒前駆体粒子のコロイド分散体を基材上に提供し、触媒前駆体粒子を加熱して触媒粒子を形成し、その上にＣＶＤにより炭素ナノ構造を成長させることによって、提供されてもよい。
図６Ａは、本明細書に記載されるように、炭素ナノ構造の整列されたパターンを成長させる例示的な方法を示す。具体的には、図６Ａは、基材の第１の端部６３の近くに提供された触媒粒子６２を有する基材６１を示す。この実施例では、炭素源ガスは、任意選択的に不活性ガスなどのキャリアガスと共に提供されてもよい。炭素源及び／又は不活性ガスは、炭素ナノ構造６４の成長が、例えば、基材６１の第２の端部６５に向かって、選択された方向に進行するように、十分な流量で提供されてもよい。十分な流量の例としては、少なくとも１０００ｓｃｃｍ、任意選択的に少なくとも２０００ｓｃｃｍ、及び任意選択的に少なくとも３０００ｓｃｍが挙げられるが、これらに限定されない。このようにして、炭素ナノ構造６４の整列されたパターンが提供されてもよく、パターンは、基材６１の第１の端部６３から基材６１の第２の端部６５まで延在する。各触媒粒子６２上に、１つのナノ構造が成長し得ることを理解されたい。あるいは、各触媒粒子６２上に、２つ以上のナノ構造が成長し得る。
図６Ｂは、本明細書に記載されるように、炭素ナノ構造の整列されたパターンを成長させる別の例示的な方法を示す。図６Ａに示す例と同様に、図６Ｂに示す例は、基板６１の第１の端部６３付近に触媒６６を提供することを含んでもよい。図６Ｂに示すように、触媒６６は、触媒材料の薄膜ストリップ、例えば、約５～２０ｎｍの厚さを有するフィルムを含んでもよい。次いで、触媒材料６６の薄膜ストリップは、図６Ａに示される触媒粒子６２と同様の離散触媒粒子６２を提供するために、不活性環境で熱処理を受けることができる。次に、本方法は、図６Ａに関して記載されるように進行してもよく、すなわち、炭素源ガス及び任意選択的にキャリアガスは、炭素ナノ構造６４の成長が、例えば、基材の第２の端部６５に向かって、選択された方向に進行するように、十分な流量で提供されてもよい。
いくつかの態様によれば、本明細書に記載されるように、基材上に触媒材料の薄膜ストリップを提供するためにマスクを使用することができる。この実施例では、マスクを除去することができ、触媒材料の薄膜ストリップは、本明細書に記載されるように熱処理を受け、触媒粒子を提供してもよい。追加的に又は代替的に、リソグラフィプロセスを使用して、触媒材料の薄膜ストリップ及び／又は触媒粒子を基材上に提供してもよい。
本開示による有用な炭素源の例としては、炭化水素、アルコール、エステル、ケトン、芳香族、アルデヒド、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、炭素源は、キシレン、プロパン、ブタン、ブテン、エチレン、エタノール、一酸化炭素、ブタジエン、ペンタン、ペンテン、メタン、エタン、アセチレン、二酸化炭素、ナフタレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、メタノール、プロパノール、プロピレン、市販の燃料ガス（例えば液化石油ガス、天然ガス等）、及びこれらの組み合わせから選択することができる。
本開示による有用な不活性ガスの例としては、ヘリウム（Ｈｅ）、ラドン（Ｒｄ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）、窒素（Ｎ）、及びこれらの組み合わせを含むガスが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に記載されるような触媒材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ及びこれらの合金を含有する材料を含む、本開示による使用に適合する当該技術分野において既知の任意の触媒であってもよい。
本方法は、炭素ナノ構造のパターンの少なくとも２つの別個の部分と接触する金属を提供することを含んでもよい。いくつかの態様によれば、金属は、マスク（例えば、炭素ナノ構造のパターンの少なくとも２つの別個の部分のみを露出させるマスク）及び／又はリソグラフィプロセスを使用して提供されてもよい。本開示による金属は、本明細書に記載されるように、少なくとも電圧源及び炭素ナノ構造を有する電気ネットワークを形成することができる金属を含んでもよい。本開示による有用な金属の例としては、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
図２は、炭素ナノ構造のパターンの少なくとも２つの別個の部分と接触して提供される金属の例を示す。特に、図２は、図１に関連して記載されるように、基材上に堆積された炭素ナノ構造１２の整列されたストリップを有する基材１１を示す。図２は、互いに分離した第１の金属部分２１及び第２の金属部分２２を更に示す。図２に示すように、第１の金属部分２１及び第２の金属部分２２の両方は、それぞれ、例えば、基材１１の第１の端部１６及び第２の端部１７に、又はその付近で、炭素ナノ構造１２の整列されたストリップと接触している。第１の金属部分２１及び第２の金属部分２２は、それらの両方が本明細書に記載されるような少なくとも１つの金属を含む限り、同じ又は異なる金属を含んでもよいことを理解されたい。第１の金属部分２１及び第２の金属部分２２の一方又は両方は、本明細書に記載されるように、電圧源、金属部分、及び炭素ナノ構造を有する電気ネットワークを形成することができる配線２３を更に備えてもよい。配線は、第１の金属部分２１及び／又は第２の金属部分２２によって構成される金属（複数可）と同じであってもよいか異なっていてもよい、本明細書に記載されるような金属を含んでもよい。
本方法は、基材及び炭素ナノ構造のパターン上に塩を堆積させることを含んでもよい。本明細書で使用するとき、用語「塩」は、カチオン（複数可）及びアニオン（複数可）を有する電気的に中性のイオン化合物を指す。本開示による塩の有用性の例としては、ＮａＢｒ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、ＫＣｌなどのナトリウム塩及びカリウム塩、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書では、ＮａＢｒが例示的な塩として使用されるが、任意の好適な塩が、それに加えて又はその代わりに使用されてもよいことを理解されたい。
図３は、基材及び炭素ナノ構造のパターン上に堆積された塩層の一例を示す。特に、図３は、図１及び図２に関連して記載されたように、基材上に堆積された炭素ナノ構造１２の整列されたストリップを有する基材１１を示す。図３は、基材の一部分及び炭素ナノ構造１２のパターンを被覆する塩層３１を更に示す。いくつかの態様によれば、塩層は、基材１１及び／又は炭素ナノ構造１２のパターンの表面積のうちの少なくとも約５０％、任意選択的に少なくとも約６０％、任意選択的に少なくとも約７０％、任意選択的に少なくとも約８０％、任意選択的に少なくとも約９０％、及び任意選択的に少なくとも約１００％を被覆し得る。塩層は、限定されるものではないが、熱堆積を含む、本開示と適合する当該技術分野において既知の任意の手段によって、基材及び／又は炭素ナノ構造のパターン上に提供されることを理解されたい。
本方法は、炭素ナノ構造のパターンを抵抗加熱して、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積された塩層の一部分を除去することを含み得る。本明細書で使用するとき、用語「抵抗加熱」は、導体を通る電流の通過が熱を生成するプロセスを指す。いくつかの態様によれば、抵抗加熱は、本明細書に記載されるような構成要素のうちの１つ以上によって構成される電気ネットワークを形成することによって実行され得る。例えば、図４は、本明細書に記載されるように、電圧源４１、金属部分２１及び２２、配線２３、並びに炭素ナノ構造（図４には図示せず）によって形成された電気ネットワークを示す。電流が電気ネットワークを通って流れる際、熱が生成され得、これは、例えば、炭素ナノ構造のパターンの一部又は全部をエッチングすることによって、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積された塩（例えば、図３に示すように、炭素ナノ構造１２のパターン及びその上に堆積された塩層３１の一部分）を除去することができる。本明細書で使用するとき、用語「エッチング」は、材料を腐食させるプロセスを指す。例えば、炭素ナノ構造のエッチングは、酸素の存在下で抵抗加熱によって炭素ナノ構造を酸化させることを含み得、結果として炭素ナノ構造の腐食が生じる。別の実施例では、炭素ナノ構造のエッチングは、真空又は不活性雰囲気中の炭素ナノ構造の分解及び／又は蒸発を含み得る。いくつかの態様によれば、本方法は、炭素ナノ構造の完全なエッチングが達成されるように、すなわち、炭素ナノ構造のパターンのうちの少なくとも約９０％、任意選択的に少なくとも約９５％、及び任意選択的に少なくとも約１００％が除去されるように、炭素ナノ構造のパターンを抵抗加熱することを含んでもよい。
図４に示すように、抵抗加熱の結果として、炭素ナノ構造のパターン及びその上に堆積された塩（例えば、図３に示すように、炭素ナノ構造１２のパターン及びその上に堆積された塩層３１の一部分）のうちのほぼ全てを除去することができる。その結果、基材材料４２のパターンが現れ得る。基材材料４２のパターンは、抵抗加熱中に除去された炭素ナノ構造のパターンに対応することを理解されたい。図４に示すように、基板１１はまた、その上に塩４３のパターンを含んでもよい。塩４３のパターンは、図３に関連して記載されたように、残りの塩層３１、すなわち、抵抗加熱中に除去されなかった塩層３１の一部分に対応することを理解されたい。したがって、塩のパターンは、抵抗加熱中に除去された炭素ナノ構造１２のパターンに対応し得、特に、本方法の前の工程において炭素ナノ構造１２のパターンによって被覆されなかった基材１１の領域に対応し得る。
炭素ナノ構造１２のパターンがストリップを含む場合において、塩４３のパターンは、炭素ナノ構造１２のパターン間の距離に対応する幅を有するストリップを含むことを理解されたい。例えば、図４は、幅４４を有する塩４５のストリップを示す。この幅は、図１に示す第１のストリップ１２１と第２のストリップ１２２との間の距離１５に対応してもよい。したがって、図４に示すように、塩４３のパターンは、本明細書に記載されるように、整列された「ストリップ」を含んでもよく、各ストリップは所定の幅を有する。いくつかの態様によれば、各塩ストリップの幅は、約５０ｎｍ以下、任意選択的に約２５ｎｍ以下、任意選択的に約１０ｎｍ以下、任意選択的に約７ｎｍ以下、任意選択的に約５ｎｍ以下、及び任意選択的に約１ｎｍ以下であってもよい。
本方法は、金属ジカルコゲナイドの原子層を塩のパターン上に成長させることを更に含んでもよい。本開示による有用な金属ジカルコゲナイドの例としては、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。金属ジカルコゲナイドの原子層は、本開示に適合する当該技術分野において既知の任意の手段によって、塩のパターン上に成長させることができる。例えば、金属ジカルコゲナイドの原子層は、金属酸化物及びカルコゲンを塩のパターン上に熱的に共堆積させることによって、塩のパターン上に成長させることができる。例えば、金属ジカルコゲナイドがＭｏＳ２を含む場合、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）は、塩のパターン上に硫黄（Ｓ）を熱的に共堆積させることができる。金属ジカルコゲナイドは、本明細書に記載されるような金属酸化物として二酸化タングステン（ＷＯ２）及び／又は三酸化タングステン（ＷＯ３）を使用することにより、及び／又は本明細書に記載されるようなカルコゲンとしてセレン（Ｓｅ）を使用することにより、ＷＳ２及び／又はＭｏＳｅ２を含み得る。
いくつかの態様によれば、金属ジカルコゲナイドの原子層は、２０１８年１２月１２日に出願された米国特許出願第１６／２１７，８４５号に記載の方法に従って、塩のパターン上に成長させることができ、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。米国特許出願第１６／２１７，８４５号は、本明細書に記載されるような金属ジカルコゲナイドの原子層の少なくとも一部分を提供するために使用され得る例示的な材料を更に開示することを理解されたい。
金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンは、それらが上に成長する塩パターンと一致することを理解されたい。例えば、図５は、図４に示されるような基板１１、すなわち、抵抗加熱中に現れる基材材料４２のパターンを有する基材１１を示す。図５はまた、塩のパターン（図示せず）上に成長させた金属ジカルコゲナイド５１の原子層のパターンも示す。金属ジカルコゲナイド５１の原子層のパターンは、図４に示されるような塩４３のパターンと一致してもよく、特に、本明細書に記載されるように、整列された「ストリップ」を含んでもよく、各ストリップは所定の幅を有する。いくつかの態様によれば、各ストリップの幅は、約５０ｎｍ以下、任意選択的に約２５ｎｍ以下、任意選択的に約１０ｎｍ以下、任意選択的に約７ｎｍ以下、任意選択的に約５ｎｍ以下、及び任意選択的に約１ｎｍ以下であってもよい。
本開示はまた、本明細書に記載されるように、所定の幅を有する金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンに関する。具体的には、金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンは、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳ２又はこれらの組み合わせのリボンを含んでもよく、各リボンは、約５０ｎｍ以下、任意選択的に約２５ｎｍ以下、任意選択的に約１０ｎｍ以下、任意選択的に約７ｎｍ以下、任意選択的に約５ｎｍ以下、及び任意選択的に約１ｎｍ以下の幅を有する。本開示はまた、本明細書に記載されるような金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンを含む回路に関する。
本明細書において使用される際、「約」という用語は、当業者によって理解されるようにほぼ同じと定義される。非限定的な一実施形態では、「約」という用語は、１０％以内、好ましくは５％以内、より好ましくは１％以内、最も好ましくは０．５％以内であると定義される。
本明細書の説明は、好ましい実施形態を含む、本発明を開示するための実施例を使用し、また当業者が、任意のデバイス又はシステムを作製及び使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含む、本発明を実施することを可能にする。本発明の特許請求の範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の実施例を含んでもよい。かかる他の例は、特許請求の範囲の文字どおりの言語とは異ならない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文字どおりの言語とごくわずかに差がある等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内であることが意図される。記載される様々な実施形態からの態様、並びにかかる態様ごとに他の既知の等価物は、当業者によって、混合され、一致されて、本出願の原理により、付加的な実施形態及び技術を構築することができる。
本明細書に記載の態様は、上記で概説した例示的な態様と併せて説明されてきたが、既知であるか、又は現在予期されないものであるかに関わらず、少なくとも当業者には、様々な代替物、修正、変形、改善、及び／又は実質的な等価物が明らかとなり得る。したがって、上記の例示的な態様は、限定するのではなく、例示的であることが意図される。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。したがって、本開示は、全ての既知の、又は今後開発される代替物、修正、変形、改善、及び／又は実質的な等価物を包含することを意図する。
単数形の要素への言及は、特に明記しない限り、「１つ及び１つのみ」を意味することを意図するものではなく、むしろ「１つ以上」を意味することを意図する。当業者に既知である、又は今後既知となる、本開示全体を通して記載される様々な態様の要素の全ての構造的及び機能的等価物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。更に、本明細書に開示されるものは、公衆に献呈されることを意図されない。
更に、「実施例」という語は、本明細書では、「実施例、実例又は図解（example, instance, or illustration）としての役割を果たす」ことを意味する。本明細書で「実施例」として記載される全ての態様は、必ずしも他の態様よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。特に明記しない限り、「いくつか」という用語は、１つ以上を指す。「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、及び「Ａ、Ｂ、Ｃ、又はこれらの任意の組み合わせ」などの組み合わせは、Ａ、Ｂ、及び／又はＣの任意の組み合わせを含み、Ａの倍数、Ｂの倍数、又はＣの倍数を含んでもよい。具体的には、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、及び「Ａ、Ｂ、Ｃ、又はこれらの任意の組み合わせ」などの組み合わせは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、又はＡ及びＢ及びＣであってもよく、任意のかかる組み合わせは、Ａ、Ｂ、若しくはＣのうちの１つ以上のメンバー又は複数のメンバーを含んでもよい。
更に、本出願全体にわたる全ての参考文献、例えば、発行された又は付与された特許又は等価物を含む特許文書、特許出願公開、及び非特許文献又は他の原資料は、本明細書では、参照により個々に組み込まれているかのように、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれている。

Claims (19)

  1. 金属ジカルコゲナイドの原子層のパターンを成長させる方法であって、
    基材を提供することと、
    炭素ナノ構造の整列されたパターンを前記基材上に提供することと、
    前記炭素ナノ構造のパターンの第１の部分と接触する第１の金属部分、及び前記炭素ナノ構造のパターンの第２の部分と接触する第２の金属部分を提供することと、
    塩層を前記基材及び前記炭素ナノ構造のパターン上に堆積させることと、
    前記炭素ナノ構造のパターンを抵抗加熱して、前記炭素ナノ構造のパターン及び前記炭素ナノ構造のパターン上に堆積された塩を前記基材から除去することであって、前記炭素ナノ構造及び前記炭素ナノ構造のパターン上に堆積された塩のパターンを前記基材から除去することは、前記基材上に塩パターンを提供する、除去することと、
    金属ジカルコゲナイドの原子層を前記塩パターン上に成長させることであって、金属酸化物及びカルコゲンを前記塩パターン上に共堆積させることを含み、前記金属ジカルコゲナイドの原子層は、所定の幅を各々有する整列されたパターンで提供される、成長させることと、を含む、方法。
  2. 前記基材が、ＳｉＯ２を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記炭素ナノ構造のパターンが、炭素ナノ構造のストリップを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記炭素ナノ構造が、炭素ナノチューブを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１の金属部分及び／又は前記第２の金属部分が、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される金属を含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記塩層が、ＮａＢｒを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記炭素ナノ構造のパターンを抵抗加熱して、前記炭素ナノ構造のパターン及び前記炭素ナノ構造のパターン上に堆積された塩を前記基材から除去することが、
    電圧源、前記第１の金属部分、前記第２の金属部分、金属配線、及び前記炭素ナノ構造のパターンから形成された電気ネットワークを提供することと、
    前記電気ネットワークを通る電流を流して、前記炭素ナノ構造のパターンの少なくとも一部分をエッチングすることと、を含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記炭素ナノ構造のパターン及び前記炭素ナノ構造のパターン上に堆積された塩の約１００％が、抵抗加熱を介して前記基材から除去される、請求項７に記載の方法。
  9. 前記金属配線が、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される金属を含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記塩パターンが、塩ストリップを含む、請求項１に記載の方法。
  11. 前記塩ストリップの各々が、約５ｎｍ以下の幅を有する、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記金属酸化物が、二酸化タングステン、三酸化タングステン、二酸化モリブデン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
    前記カルコゲンは、セレン、硫黄、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
  13. 前記金属ジカルコゲナイドの原子層が、二硫化モリブデンを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記所定の幅が、約５ｎｍ以下である、請求項１に記載の方法。
  15. 前記金属ジカルコゲナイドの原子層の前記整列されたパターンが、前記金属ジカルコゲナイドの原子層のリボンを含む、請求項１に記載の方法。
  16. 金属ジカルコゲナイドのパターン化成長方法であって、
    第１の端部及び第２の端部を含む基材と、前記基材を部分的に被覆する前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在するパターンを画定する複数の炭素ナノチューブを提供することと、
    塩層を前記基材上に堆積させることと、
    前記基材から前記パターンを除去して、露出した基材の交互ストリップ、及び前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する塩被覆された基材のストリップを形成することと、金属ジカルコゲナイドの層を前記塩被覆された基材のストリップ上に成長させることと、を含む、方法。
  17. 前記基材から前記パターンを除去する工程が、前記炭素ナノチューブに電流を印加することを含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記基材を提供する工程が、
    前記第１の端部に隣接する前記基材上に触媒又は触媒前駆体を堆積させることと、
    炭素源を導入することと、
    前記パターンを形成するために炭素ナノチューブを成長させることと、を含む、請求項１６に記載の方法。
  19. 前記基材を提供する工程が、
    前記基材の前記第１の端部に隣接する第１の金属部分を前記炭素ナノチューブパターンの第１の部分と接触させて堆積させることと、前記基材の前記第２の端部に隣接する第２の金属部分を、前記炭素ナノチューブパターンの第２の部分と接触させて堆積させることと、を含み、前記基材から前記パターンを除去する工程が、前記炭素ナノチューブに電流を印加することを含む、請求項１８に記載の方法。
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