JP7142942B2 - 光配線及びその製造方法 - Google Patents
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Description
a)ナノロッド物質溶液をマイクロピペットに満たす段階;
b)前記マイクロピペットを第1または第2接点に整列する段階;
c)前記ナノロッド物質溶液のメニスカスを形成する段階;及び
d)前記マイクロピペットを接点の表面に垂直な方向に持ち上げながらナノロッド物質溶液の溶媒を蒸発させ、ナノロッドを製造する段階。
a)ナノワイヤ物質溶液をマイクロピペットに満たす段階;
b)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を第1接点または第1接点に配置されたナノロッドの上部の表面に垂直な軸に同軸整列する段階;
c)前記ナノワイヤ物質溶液のメニスカスを形成する段階;
d)前記マイクロピペットを持ち上げながらナノワイヤ物質溶液の溶媒を蒸発させ、ナノワイヤを製造する段階;
e)前記マイクロピペットを第2接点または第2接点に配置されたナノロッドの上部に接触させる段階。
ポリスチレン粉末を0.5重量%の濃度でキシレン溶媒に溶解し、ナノロッド溶液を用意した。このナノロッド溶液をチップ径0.5μmのマイクロピペットに満たした。マイクロピペットを、第1接点に接触させて、ナノロッド溶液のメニスカスをマイクロピペットの開口部の外側に生成した。持ち上げる速度を調節しながらナノロッドを成長させ、下部直径が約10μm、上部直径が約8μm、高さが約6μmであって、ナノロッドの高さ方向の軸と10度の角度を有するナノロッドを形成した。第2接点にも同一な方法で同一なナノロッドを形成した。第1接点と第2接点は、約500μm程度離隔されている。
ポリスチレン粉末を0.5重量%の濃度でキシレン溶媒に溶解し、ナノワイヤ溶液を用意した。このナノワイヤ溶液をチップ径0.5μmのマイクロピペットに満たした。溶液の満たされたマイクロピペットを、チップの第1接点に接触させて、ポリスチレン溶液のメニスカスをマイクロピペットの開口部の外側に生成した。マイクロピペットを持ち上げて溶媒を除去しながらナノワイヤを成長させた。マイクロピペットをチップの第2接点に接触させて、ナノワイヤを用いた光配線を完成した。製造されたナノワイヤは、直径が約8μmであり、第1接点と第2接点は、約500μm程度離隔されている。
図3の(a)は、実施例の第2接点、ナノロッド及びナノワイヤの連結部分を示す光学顕微鏡写真であり、図3の(b)は、比較例の第2接点とナノワイヤの連結部分を示す光学顕微鏡写真である。また、図4の(a)と(b)は、それぞれ実施例と比較例の光配線に光を通過させる場合、連結部分における光の散乱を確認するための光学顕微鏡写真である。本発明による実施例のように、ナノロッドを形成した後、ナノワイヤを形成した場合は、チップの表面に対して垂直な軸に対して10度の角度を有し(図3の(a))、光の散乱がほとんど起こらない(図4の(a))反面、比較例のようにナノロッドを形成しない場合は、チップの表面に対して垂直な軸に対して35度の角度を有し、(図3の(b))、光の散乱がたくさん起こること(図4の(b))が分かる。
図4は、本発明による実施例と比較例の光信号特性を比較したグラフである。比較例は、-27dB内外の値を有する反面、実施例は、-21dB内外の値を有し、6dBの差が発生することが分かる。これは、光信号の強度が4倍程度の差を示すことが分かる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] 光信号連結が必要な第1接点と第2接点を連結するための光配線であって、
前記第1接点と第2接点の少なくとも一つに形成されたナノロッドと、
前記第1接点または第1接点に形成されたナノロッドから延長され、第2接点または第2接点に形成されたナノロッドに向かって光信号を伝達するナノワイヤとを含む、光配線。
[2] 前記ナノロッドは、円柱状を有することを特徴とする、[1]に記載の光配線。
[3] 前記ナノロッドは、前記ナノロッドの外周面が上方及び下方のいずれかに向かって狭まる円錐台状を有することを特徴とする、[1]に記載の光配線。
[4] 前記ナノロッドは、前記ナノロッドの外周面が上方に向かって狭まる円錐台状を有することを特徴とする、[3]に記載の光配線。
[5] 前記ナノロッドの外周面は、ナノロッドの高さ方向の軸に対して35度未満(0を含まず)の角度を有することを特徴とする、[3]に記載の光配線 。
[6] 前記ナノロッドの外周面は、ナノロッドの高さ方向の軸に対して10度以下(0を含まず)の角度を有することを特徴とする、[3]に記載の光配線 。
[7] 前記ナノワイヤの長さ方向の軸は、前記第1接点、第2接点またはナノロッドの表面に対して垂直であることを特徴とする、[1]に記載の光配線 。
[8] 前記ナノワイヤの長さ方向の軸と、ナノワイヤと接触する前記第1接点、第2接点またはナノロッドの表面に垂直な軸は、35度未満(0を含まず)の角度を有することを特徴とする、[1]に記載の光配線 。
[9] 前記ナノロッドは、
a)ナノロッド物質溶液をマイクロピペットに満たす段階と、
b)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を前記接点の表面に垂直な軸に同軸整列する段階と、
c)前記ナノロッド物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
d)前記マイクロピペットを接点の表面に垂直な方向に持ち上げながらナノロッド物質溶液の溶媒を蒸発させ、ナノロッドを製造する段階とを含んで製造されることを特徴とする、[1]に記載の光配線 。
[10] 前記ナノワイヤは、
a)ナノワイヤ物質溶液をマイクロピペットに満たす段階と、
b)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を第1接点からまたは第1接点に形成されたナノロッドの長さ方向の軸に同軸整列する段階と、
c)前記ナノワイヤ物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
d)前記マイクロピペットを持ち上げながらナノワイヤ物質溶液の溶媒を蒸発させ、ナノワイヤを製造する段階と、
e)前記マイクロピペットを前記第1接点と離隔された第2接点または第2接点に配置されたナノロッドの上部に接触させる段階と
を含んで製造される、[1]に記載の光配線。
[11] 第1接点と第2接点をナノワイヤで3次元的に連結した光配線の製造方法であって、
a)ナノロッド物質溶液をマイクロピペットに満たす段階と、
b)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を前記接点の表面に垂直な軸に同軸整列する段階と、
c)前記同軸整列された状態で、前記ナノロッド物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
d)前記マイクロピペットを接点の表面に垂直な方向に持ち上げながらナノロッド物質溶液の溶媒を蒸発させて、ナノロッドを製造する段階と、
e)ナノワイヤ物質溶液をマイクロピペットに満たす段階と、
f)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を第1接点または第1接点に配置されたナノロッドの上部の表面に垂直な軸に同軸整列する段階と、
g)前記ナノワイヤ物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
h)前記マイクロピペットを持ち上げながらナノワイヤ物質溶液の溶媒を蒸発させ、ナノワイヤを製造する段階と、
i)前記マイクロピペットを前記第1接点と離隔された第2接点または第2接点に配置されたナノロッドの上部に接触させる段階とを含む、光配線の製造方法。
[12] 前記d)段階は、前記ナノロッドの外周面が上方及び下方のいずれかに向かって狭まる円錐台状を有するように、マイクロピペットの持ち上げ速度を調節することを特徴とする、[11]に記載の光配線の製造方法。
[13] 前記d)段階は、前記ナノロッドの外周面が上方及び下方のいずれかに向かって狭まる円錐台状を有するように、マイクロピペットに加わる圧力を調節することを特徴とする、[11]に記載の光配線の製造方法。
Claims (6)
- 光信号連結が必要な第1接点と第2接点を連結するための光配線であって、
前記第1接点に形成され、その外周面は前記第1接点から遠ざかる方向に狭くなる円錐台状を有する第1ナノロッドと、
前記第2接点に形成され、その外周面は前記第2接点に近づく方向に広がる円錐台状を有する第2ナノロッドと、
前記第1ナノロッドから延長され、前記第2ナノロッドに向かって光信号を伝達するナノワイヤとを含み、
前記ナノワイヤの長さ方向の軸と、前記第1ナノロッドの上部の表面に垂直な軸が成す角度は、0乃至35度未満であり、
前記ナノワイヤの長さ方向の軸と、前記第2ナノロッドの上部の表面に垂直な軸が成す角度は、0乃至35度未満であることを特徴とする、光配線。 - 前記第1ナノロッドの外周面は前記第1ナノロッドの高さ方向の軸に対して35度未満(0を含まず)の角度を有しており、前記第2ナノロッドの外周面は前記第2ナノロッドの高さ方向の軸に対して35度未満(0を含まず)の角度を有することを特徴とする、請求項1に記載の光配線。
- 前記第1ナノロッドの外周面は前記第1ナノロッドの高さ方向の軸に対して10度以下(0を含まず)の角度を有しており、前記第2ナノロッドの外周面は前記第2ナノロッドの高さ方向の軸に対して10度以下(0を含まず)の角度を有することを特徴とする、請求項1に記載の光配線。
- 第1接点と第2接点をナノワイヤで3次元的に連結した光配線の製造方法であって、
a)ナノロッド物質溶液をマイクロピペットに満たす段階と、
b-1)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を前記第1接点の表面に垂直な軸に同軸整列する段階と、
c-1)前記同軸整列された状態で、前記ナノロッド物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
d-1)前記マイクロピペットを前記第1接点の表面に垂直な方向に持ち上げながら前記ナノロッド物質溶液の溶媒を蒸発させて、第1ナノロッドを製造する段階と、
b-2)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を前記第2接点の表面に垂直な軸に同軸整列する段階と、
c-2)前記同軸整列された状態で、前記ナノロッド物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
d-2)前記マイクロピペットを前記第2接点の表面に垂直な方向に持ち上げながら前記ナノロッド物質溶液の溶媒を蒸発させて、第2ナノロッドを製造する段階と、
e)ナノワイヤ物質溶液をマイクロピペットに満たす段階と、
f)前記マイクロピペットの長さ方向の軸を前記第1ナノロッドの上部の表面に垂直な軸に同軸整列する段階と、
g)前記ナノワイヤ物質溶液のメニスカスを形成する段階と、
h)前記マイクロピペットを持ち上げながら前記ナノワイヤ物質溶液の溶媒を蒸発させ、ナノワイヤを製造する段階と、
i)前記マイクロピペットを前記第1接点と離隔された前記第2接点に配置された前記第2ナノロッドの上部に接触させる段階とを含み、
前記第1ナノロッドはその外周面が前記第1接点から遠ざかる方向に狭くなる円錐台状を有し、前記第2ナノロッドはその外周面が前記第2接点に近づく方向に広がる円錐台状を有しており、
前記ナノワイヤの長さ方向の軸と、前記第1ナノロッドの上部の表面に垂直な軸が成す角度は、0乃至35度未満であり、
前記ナノワイヤの長さ方向の軸と、前記第2ナノロッドの上部表の面に垂直な軸が成す角度は、0乃至35度未満であることを特徴とする、光配線の製造方法。 - 前記d-1)段階、及び前記d-2)段階は、前記第1ナノロッド及び前記第2ナノロッドが円錐台状を有するように、前記マイクロピペットの持ち上げ速度を調節することを特徴とする、請求項4に記載の光配線の製造方法。
- 前記d-1)段階、及び前記d-2)段階は、前記第1ナノロッド及び前記第2ナノロッドが円錐台状を有するように、前記マイクロピペットに加わる圧力を調節することを特徴とする、請求項4に記載の光配線の製造方法。
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