JPS6310563A

JPS6310563A - スイツチ素子

Info

Publication number: JPS6310563A
Application number: JP61155448A
Authority: JP
Inventors: Satoru Isoda; 悟磯田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1988-01-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、集積回路分野におけるスイッチ素子に関す
るもので、生体材料を該素子の構成材料として用いるこ
とにより、そのサイズを生体分子レベルの超微細な大き
さく数十〜数百人）に近づけることができ、高密度化、
高速化を図ることができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、集積回路に用いられているスイッチ素子としては
、第７図に示す電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）があ
った。図において、１はｎ形シリコン基板、２はチャン
ネル領域、３はＰｈ！、４は３ｔｏ２膜、５はソース電
極、６はゲート電極、７はドレイン電極であり、この従
来のＦＥＴをトランジスタ動作又はスイッチング動作さ
せるには、ゲート電極に印加するゲート電圧を制御して
行う。

即ち、ゲート電圧によってソース電極５とドレイン電極
７間の表面層における電流キャリア数を変化させれば、
これにより電流が制御される。

〔発明が解決しようとする（、問題点〕従来のスイッチ
素子は以上のように構成されているため、微細加工が可
能であり、現在では上記構造のトランジスタ素子あるい
はこれと類似の構造の整流素子を用いたＬＳｆとして２
５６にピッ）ＬＳ　Ｉが実用化されている。

ところで、集積回路のメモリ容量と演算速度を上昇させ
るには、素子そのものの微細化が不可欠であるが、Ｓｉ
を用いる素子では０．２μｍ程度の超微細パターンで電
子の平均自由行程と素子サイズとがほぼ等しくなり、素
子の独立性が保たれなくなるという限界を抱えている。

このように、日々発展を続けているシリコンテクノロジ
ーも、微細化の点ではいずれは壁に突きあたることが予
想され、新しい原理に基づく電気回路素子であって上記
０．２μｌの壁を破ることのできるものが求められてい
る。

この発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、生体
材料を電気回路素子の構成材料として用いることにより
、そのサイズを生体分子レベルの超微細な大きさまで近
づけることのできる電気回路素子を、特にそのうちのス
イッチ素子を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

ところで、微生物の生体膜及び高等生物のミトコンドリ
アの内膜中には、それぞれ機能は異なるが、Ｈ２，有機
酸、　Ｎ　Ａ　Ｄ　（Ｐ　）　Ｈ（Ｎｉｃｏｔｉｎｅａ
ｍｉｄｅＡｄｅｎｉｎｅ　Ｄｉｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ　
（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ））などの還元性の化学物質から
電子を引き夫く酵素蛋白質とともに、その引き抜かれた
電子を生体膜の定められた方向に運ぶ電子伝達能を有す
る蛋白質（以下、電子伝達蛋白質と記す）が複数種類存
在している。

そしてこれらの電子伝達蛋白質は生体膜中に一定の配向
性をも１て埋め込まれ、分子間で電子伝達が起こるよう
に特異的な分子間配置をとっている。

このように、電子伝達１蛋白質は生体膜中で精巧な配置
をもって連鎖状に並んでいるため、電子を蛋白質連鎖に
沿って流すことが可能で、電子の動きを分子レベルで制
御することができると考えられる。

第６図に電子伝達蛋白質の連鎖（電子伝達系）の−例と
して、ミトコンドリアの内膜の電子伝達系を模式的に示
す。図において、８はミトコンドリアの内膜、９〜１５
は電子伝達蛋白質であり、還元性有機物であるＮＡＤＨ
（図中Ｌ）、コハク酸（図中Ｍ）からそれぞれＮＡＤＩ
（−Ｑ還元酵素９、コハク酸脱水素酵素１０により引き
抜かれた電子は、ＮＡＤＨ−Ｑ還元酵素９．コハク酸脱
水素酵素１０−チトクロームｂ　（１１）−チトクロー
ムＣＩ　　（１２）−チトクロームＣ（１３）−チトク
ロームａ　　（１４）−チトクロームａ３（１５）の経
路で伝達し、出口側Ｎで最終的に酸素に渡され、水を生
ずる。

第６図に示した電子伝達蛋白質は電子伝達時に酸化還元
（レドックス）反応を伴い、各電子伝達蛋白質のレドッ
クス電位の負の準位から正の準位へと電子を流すことが
できる。

また、最近の知見によれば、同一生体内に存在している
電子伝達蛋白質ばかりでなく、異種の生体内に存在する
電子伝達蛋白質を組み合わせても電子伝達が可能な電子
伝達蛋白質複合体を形成することが可能であることが示
されている。

従って、適当なレドックス電位を持つ電子伝達蛋白質を
２種類（Ａ及びＢ）用い、これらをＡ−Ｂ−Ａと３層に
累積させれば、それらのレドックス電位の違いを利用し
てトランジスタ特性又はスイッチング特性を生ずる接合
を形成できると考えられる０本件発明者はこのことに着
目してこの発明を創作したものである。

即ち、本発明に係るスイッチ素子は、相互に隣接する電
子伝達蛋白質間でレドックス電位の異なる第１．第２．
第３電子伝達蛋白質で作成された第１．第２．第３電子
伝達蛋白質膜を順に接着接合して設け、それぞれ上記第
１．第２．第３電子伝達蛋白質膜に接続される第１．第
２．第３の電極を設け、上記各電子伝達蛋白質膜間に所
定の電圧を印加するための電圧印加手段を設けたもので
ある。

〔作用〕

この発明においては、レドックス電位の異なる少なくと
も２種類の３つの電子伝達蛋白質はスイソチング特性又
はトランジスタ特性を呈する。即ち、第５図（ａ）、　
（ｂｌに示すＡ−Ｂ−Ａ型電子伝達蛋白質複合体の模式
図とそのレドックス電位の関係を用いて説明すると、こ
の電子伝達蛋白質Ａ、Ｂ。

Ａを接合してなる複合体では、Ａ、Ｂ、Ａ蛋白質のレド
ックス電位の分布を、Ｂ蛋白質への印加電圧を制御して
変化させることができ、これによりｎ型半導体とｐ型半
導体とを接合してなるｐ−ｎ−ｐ接合と類似のスイッチ
ング特性又はトランジスタ特性を呈する素子を得ること
ができる。

〔実施例〕

以下、本願の第１の発明の実施例を図について説明する
。第１図はこの発明の一実施例によるスイッチ素子が組
み込まれた装置の模式的断面構成図であり、図において
、１６は絶縁特性を持つ例えばガラス製基板、１７はＡ
ｇ、Ａｕ、ＡＩなどの金属製Ｍ１掻で、基板１６上に複
数条が平行に形成されている。１８は電子伝達蛋白質で
あるフラボトキシンで作成された第各電子伝達蛋白質膜
で、上記複数条の電極１７上に形成されている。２゜は
上記複数条の平行電極１７と直角方向に形成された複数
条の平行電極で、上記第各電子伝達蛋白質膜１８上に形
成されている。１９は電子伝達蛋白質であるチトクロー
ムＣで作成された第２電子伝達蛋白質膜で、第各電子伝
達蛋白質膜１８に累、債して接着接合され、電極２０に
接合されている。

２１は電子伝達蛋白質であるフラボトキシンで作成され
た第３電子伝達蛋白質膜で、上記第２電子伝達蛋白質膜
１９に累積して接着接合されている。

２２は上記複数条の平行電極２０と直角方向に形成され
た複数条の平行電極で、第３電子伝達蛋白質膜２１上に
形成されている。

このように構成されたスイッチ素子は、図で示すような
一定方向に電子伝達通路Ｅを有し、第１゜第３電子伝達
蛋白質膜１８．２１に接続される電極１７．２２は、そ
れぞれ電子伝達通路Ｅと交わる面に接続され、第２電子
伝達蛋白質膜１９に接続される電極２０は電子伝達通路
Ｅと交わらないよう、部ち電子伝達通路Ｅに電気的影響
を与えるように接続されている。

また上記のようにして形成された素子に対し、本実施例
では第３図（ａ）に示すように電圧が印加される。即ち
、上記第各電子伝達蛋白質膜１８と第３電子伝達蛋白質
膜２１との間に電極１７．２２を介して電圧■２が印加
され、また第１の電子伝達蛋白質膜１８と第２の電子伝
達蛋白質Ｍ’ｊ４１９との間に電極１７．２０を介して
電圧Ｖ１が印加されるようになっている。図中、２５．
２６は電圧印加手段としての電源であり、電源２５はそ
の出力電圧が制御できるようになっている。

第２図は形成したスイッチ素子を組み込んだ装置を分解
して示す分解斜視図である。

次に上記装置の製造方法について説明する。

まず、基板１Ｇ上に金属薄膜をイオンビーム法。

分子線法、蒸着法等を利用して作成し、金泥電極１７を
形成する。そして該電ｉ１７上に電子伝達蛋白質として
のチトクロームＣとフラボトキシンを用いて単分子膜及
びそれらの累積膜を作成する訳であるが、これらの膜を
作成するには、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅ
ｔｔ）法を用いればよい。このＬＢ法の詳細については
、■電気学会雑誌、第５５巻、　２０４〜２１３頁、昭
和１０年４月（Ｉｗｉｎｇ　Ｌａｎｇｍｕｉｒ）　％■
ジャーナル　オプ　アメリカン　ケミカル　ソサイティ
（Ｋ、ＢＩｏｄｇｅｔｔ　：　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　
ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ）
　５７巻、　Ｐ４Ｏ１０，１９３５年、■杉通人ら、固
体物理、　Ｖｏｌ　１７．　Ｐ７４４〜７５２．１９８
２年、■ジャーナル　オブ　コロイド　アンド　インタ
ーフェイス　サイエンス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏ
１１ｏｉｄａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　５ｃｉｅｎｃ
ｅ　　）　Ｖｏｌ　６８＋　Ｐ４７１〜４７７＋１９７
９年、などに記載されている。−例を説明すると、水槽
の水面にフラボトキシン溶液を滴下し、水面にフラボト
キシンの単分子膜を形成する。そしてこのフラボトキシ
ン膜を形成した水槽に電極１７を形成した基板１６を垂
直に挿入し浸して行くと、該電極１７を有する基板１６
にフラボトキシン膜が付着接合し、第各電子伝達蛋白質
膜１８が作成される。このとき、基板１６を水槽に挿入
し浸していったが、逆に水面下がら垂直に引き上げるよ
うにして基板１６上にフラボトキシン膜を形成するよう
にしてもよい。

次に上記と同様の方法で、上記第各電子伝達蛋白質膜１
８上に金属薄膜を電子伝達蛋白質が破壊されないほどの
低温で作成し、電極２ｏを得る。

続いて、水槽の水面にチトクロームＣ溶液を滴下し、水
面にチトクロームＣの単分子膜を形成する。

そして上記第各電子伝達蛋白質１８及び電極２゜が作成
された基板１６を、チトクロームＣの膜を有する水槽に
垂直に押入し浸して行くと、第各電子伝達蛋白質膜１８
上にチトクロームＣ膜が付着接合し、電極２０に接合し
た第２電子伝達蛋白質摸１９が作成される。同様にして
基板１６の第２電子伝達蛋白質膜１９上にフラボトキシ
ン膜を付着接合して第３電子伝達蛋白質膜２１を作成し
、さらにこの上に電極２２を作成する。

なお、上記電子伝達蛋白質膜は、単分子膜であっても、
また別の電子伝達蛋白質の膜をこれに重ねたものであっ
てもよい、このとき、例えば第各電子伝達蛋白質膜を２
層累槓して形成する場合は、該２層の両電子伝達蛋白質
間のレドックス電位差は、第１．第２の両電子伝達蛋白
質間のレドックス電位差より小さいものを選定する。各
種の電子伝達蛋白質のレドックス電位は、「高野　常広
著：蛋白質核酸酵素、　　２７．　　Ｐ１５４３．１９
８２年」に記載されており、チトクロームＣとフラボト
キシンのレドックス電位差は約６６５ｍＶである。

また、上記製法において水面に滴下する電子伝達蛋白質
溶液に予め脂質及び脂肪酸のいずれかを混合し、該混合
溶液を水面に滴下して入面上に膜を形成し、これを基板
に付着接合させるようにしてもよく、これによれば上記
脂質又は脂肪酸が電子伝達蛋白質の分子の支持として作
用し、電子伝達蛋白質の配向が整えられる。

また、金属電極と電子伝達蛋白質膜間の電子の授受を良
好にするためには、金属電極を４，４゛−ビピリジル（
ｂｉｐｙｒｉｄｇｌ　）　、２．２’−ビピリジルなど
で化学修飾しておいてもよい。

その他電子伝達蛋白質膜の作成法としては、金属電極あ
るいは有機分子で表面を修飾した金属電極上を蛋白質溶
液に浸漬して蛋白質分子を上記電極上に吸着させる方法
も考えられる。この方法においては、上記した蛋白質を
吸着させる電極以外に１ないし２本の電極を溶液中に浸
漬し、蛋白質を吸着させる電極と蛋白質溶液との間に正
または負の電位を印加して蛋白質分子の電極への吸着を
制御することも可能である。

次に作用効果について説明する。

第１図において、電極１７と電極２０間に第各電子伝達
蛋白質膜１８が介在しているが、第各電子伝達蛋白質膜
１８だけであれば、誘電体として作用するので両電極１
７．２０間の絶縁は保たれる。しかし、上記のように第
１．第２及び第３電子伝達蛋白質膜が配向を整えられて
累積され、接着接合されると、電極１７と２２間の電子
の授受が可能となる。即ち、電極２０は第２電子伝達蛋
白質膜１９に対して絶縁的であるが、この電極２０に電
圧を印加することにより、第２の電子伝達蛋白質膜１９
に対して電気的影響を与えることができる。即ち電極２
０は従来のＦＥＴのゲート電極に相当し、電極１７．２
２はそれぞれソース電極、ドレイン電極に相当する。

第３図（ａ）は本実施例のスイッチ素子の電圧印加状態
を示す模式図で、同図偽）はこのときの各電子伝達蛋白
質膜のレドックス電位状態を示す図である。同図（ｂｌ
において、実線で示すＣ状態のレドックス電位は電圧■
１及びｖ２を印加していない状態を表し、一点鎖線で示
すｂ状態のレドックス電位は電圧ｖ１を印加せず、かつ
電圧■２を電極１７に対し負電圧として印加したときの
状態（オフ状態）を表し、破線で示すＣ状態のレドック
ス電位は電圧ｖ２をｂ状態と同様に印加するとともに、
電圧ｖ１を電極１７に対して負電圧として印加したとき
の状！３（オン状！３）を表す。

ｂ状態では電極１７と電極２２との間で電子は流れず、
Ｃ状態では電子が流れる。即ち、電極１７と２２との間
に一定の負電圧ｖ２を印加しておき、電極１７と２０と
の間の一定の負電圧■１をオン−オフすることにより、
電極１７と２２との間に流れる電流をオン−オフするこ
とが可能であり、スイッチ特性を実現できる。図中、Ｖ
ＱはチトクロームＣとフラボトキシンのレドックス電位
の差であり、象勺６６５ｍＶである。

第ｊ３図ｔｃ＋は上記電圧■１を様々に変えた場合の電
圧ｖ２と電流Ｉとの関係を示し、Ｖｌ　＝Ｏの場合、電
流は■２を増大しても流れず、Ｖｌをｄ。

己、「と１方向に増大してい（と、より多くの電流が流
れ、■１の大きさによって決まる飽和電流値を持つ。

上記ｔｉ吸及び電圧印加によるレドックス電位の変化は
、従来の半導体トランジスタ（ｐ−ｎ−ｐ接合タイプ）
こ同様と考えられ、上記構成によりトランジスタ素子を
分子レベｙしの超微刊な大きさの素子として実現でき、
該素子を用いて高密度化。

高速度化が可能な集積回路が得られる。

なお、電子伝達蛋白質への電子の供給に酵素を利用する
ようにしてもよい。

また、電子伝達蛋白質としては、非ヘム−鉄・硫黄蛋白
質、チトクロームＣ系蛋白質、チトクロームＣ系蛋白質
、チトクロームａ、フラボトキシン、プラストシアニン
、チオレドキシンなどがあり、これらのうちから第１．
第２の電子伝達蛋白質を選択するにあたっては、分子間
の配向と、電極が形成された基板に対する配向とが電子
伝達に通したものを選定する。

また上記実施例では２種類の蛋白質の累積膜でスイッチ
素子を構成した場合について説明したが、これは３種類
以上の蛋白質の累積、ｌｌｉとして構成してもよい。

また、各電子伝達蛋白質は、異種電子伝達ゴ白質間では
一定方向のみに電子が流れるという性質を利用して累積
膜に垂直な方向には電子が流れ、上記累積膜に平行な方
向で隣接する電子伝達蛋白質分子間では電子の授受が起
こらないような所定の分子起重をとるようＬＢ法などで
配向させることが望ましい。

次に本朝の第２の発明について説明する。

この発明は、上記発明と比較して第２電子伝達蛋白質膜
に接続する電極の構成のみが異なり、その構成の模式図
を第４図に示す。図において、第３図（ａ）と同一符号
は同一部分を示し、２０ａ、２０ｂはそれぞれ第２電子
伝達蛋白質膜１９に、電子伝達通路Ｅに電気的影響を与
えるように接続された１対の電極である。そして本実施
例においては、第各電子伝達蛋白質膜１８と第３電子伝
達蛋白質膜２１との間に金属電極１７．２２を介して電
圧Ｖ２を印加し、第２電子伝達蛋白質膜１９に対しては
上記電＋Ｍ１７．２２とは別の一対の金属電極２０ａ、
２０ｂを介して電圧■１を印加するようにする。

次に作用効果について説明する。

各電圧を印加したときの電子伝達蛋白質膜のレドックス
電位状態の様子は第３図（ｂｌに示したものと同様であ
り、実線ａのレドックス電位は電圧Ｖ１及び■２を印加
していない状態、一点鎖線すのレドックス電位は電圧■
１を印加せず、かつ電圧■２を電極１７に対し負電圧と
して印加したときのオフ状態、破線Ｃのレドックス電位
は電圧Ｖ２を印加するとともに、電圧■１を電＋Ｍ２ｏ
ｂに対して印加したときのオン状態を表す。

ｂ状態では電＋ｉ１７と電極２２との間で電子は流れず
、Ｃ状態では電子が流れる。即ち、電極１７と２２との
間に一定の負電圧■２を印加しておき、電極２０ａと２
０ｂとの間に一定の電圧■１をオン−オフすることによ
り、電極１７と２２との間に流れる電流をオン−オフす
ることが可能であり、スイッチ特性を実現できる。図中
、ＶＱはチトクロームＣとフラボトキシンのレドックス
電位の差であり、約６６５ｍＶである。

上記電圧■１を様々に変えた場合の電圧■２と電流■と
の関係は上記第３図（Ｃ）に示すものと同様であり、■
１−０の場合、電流は■２を増大しても流れず、■１を
ｄ、ｅ、ｆと負方向に増大していくと、より多くの電流
が流れ、■１の大きさによって決まる飽和電流値を持つ
。

このような構成によっても上記第３図で示したものと同
様の効果が得られ、トランジスタ素子を分子レベルの超
微細な大きさの米子として実現でき、該素子を用いて高
密度化、高速度化が可能な集積回路が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、相互にレドツクスミ
位の異なる電子伝達蛋白質で第１．第２゜第３の電子伝
達蛋白質膜を形成し、それぞれ上記第１．第２．第３電
子伝達蛋白質膜に接続される第１．第２．第３の電極を
設け、上記各電子伝達蛋白質膜間に所定の電圧を印加す
るための電圧印加手段を設けて、各電子伝達蛋白質のレ
ドックス電位の違いを利用してトランジスタ特性、スイ
ッチング特性、仝呈するようにしたので、スイッチ素子
サイズを生体分子レベルの超微細な大きさに近づけるこ
とができ、該素子を用いた集積回路の高密度化、高速度
化を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願の第１の発明の一実施例によるスイッチ素
子が組み込まれた装置の模式的断面構成図、第２図は該
装置の分解斜視図、第３図（ａ）は上記スイッチ素子の
電圧印加状態を示す模式図、第３図（ｂ）はその各電子
伝達蛋白質膜のレドックス電位状態を示す図、第３図（
Ｃ）は上記スイッチ素子において電圧Ｖｉを変化させた
とき場合のＩ−Ｖ２特性を示す図、第４図は本願の第２
の発明の一実施例によるスイッチ素子の電圧印加状態を
示す模式図、第５図（ａ）は電子伝達蛋白質複合体の模
式図、第５図（′ｂ）はそのレドックス電位を示す図、
第６図はミトコンドリアの内膜の電子伝達系を示す模式
図、第７図は従来の電界効果型スイッチ素子を示す断面
図である。１７．２０，２０ｂ、２０ｂ、２２・・・電極、１８・
・・第各電子伝達蛋白質膜、１９・・・第２電子伝達蛋
白質膜、２１・・・第３電子伝達蛋白質模、２５゜２６
・・・電圧印加手段。なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子を一定方向に伝達可能な第１電子伝達蛋白質
で作成された第１電子伝達蛋白質膜と、上記第１電子伝
達蛋白質のレドックス電位と異なるレドックス電位を有
する第２電子伝達蛋白質で作成され、上記第１電子伝達
蛋白質膜上に累積して接着接合された第２電子伝達蛋白
質膜と、上記第２電子伝達蛋白質と異なるレドックス電
位を有する第３電子伝達蛋白質で作成され、上記第２電
子伝達蛋白質膜上に累積して接着接合された第３電子伝
達蛋白質膜と、それぞれ上記第１、第３電子伝達蛋白質膜の電子伝達通
路と交わる面に接続された第１、第３の電極と、上記第２電子伝達蛋白質膜に、その電子伝達通路に電気
的影響を与えるように接続された第２の電極と、上記第１電子伝達蛋白質膜と第３電子伝達蛋白質膜間に
第１の電圧を印加するための第１の電圧印加手段と、上記第１あるいは第３電子伝達蛋白質膜と第２電子伝達
蛋白質膜間に第２の電圧を印加するための第２の電圧印
加手段とを備え、上記第各電子伝達蛋白質のレドックス電位の違いを利用
し、上記第２の電圧の印加をオン、オフ制御してスイッ
チング特性、トランジスタ特性を呈するようにしたこと
を特徴とするスイッチ素子。
（２）上記電子伝達蛋白質は、非ヘム−鉄・硫黄蛋白質
、チトクロームｃ系蛋白質、チトクロームｂ系蛋白質、
チトクロームａ、フラボドキシン、プラストシアニン、
又はチオレドキシンであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のスイッチ素子。
（３）上記電子伝達蛋白質膜は単分子膜であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のスイッ
チ素子。
（４）上記電子伝達蛋白質への電子の供給に酵素を利用
するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれかに記載のスイッチ素子。
（５）上記各電極は金属電極であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のス
イッチ素子。
（６）上記各金属電極は有機分子で化学修飾されたもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のス
イッチ素子。
（７）上記各電子伝達蛋白質膜は、その電子伝達蛋白質
が、各膜が累積された方向と垂直な方向に電子が流れ、
水平方向の隣接する電子伝達蛋白質分子間では電子の授
受がなされないよう配向されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載のス
イッチ素子。
（８）上記電子伝達蛋白質の配向用支持体として、脂質
又は脂肪酸のいずれかを用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載のスイッ
チ素子。
（９）上記第１の電極と第２の電極とは相互に直角に配
置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
いし第８項のいずれかに記載のスイッチ素子。
（１０）上記第１及び第２の電極は、それぞれ複数の平
行な線状電極群であることを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載のスイッチ素子。
（１１）上記第２の電極と第３の電極とは相互に直角に
配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第１０項のいずれかに記載のスイッチ素子。
（１２）上記第２及び第３の電極は、それぞれ複数の平
行な線状電極群であることを特徴とする特許請求の範囲
第１１項記載のスイッチ素子。
（１３）電子を一定方向に伝達可能な第１電子伝達蛋白
質で作成された第１電子伝達蛋白質膜と、上記第１電子
伝達蛋白質のレドックス電位と異なるレドックス電位を
有する第２電子伝達蛋白質で作成され、上記第１電子伝
達蛋白質膜上に累積して接着接合された第２電子伝達蛋
白質膜と、上記第２電子伝達蛋白質と異なるレドックス
電位を有する第３電子伝達蛋白質で作成され、上記第２
電子伝達蛋白質膜上に累積して接着接合された第３電子
伝達蛋白質膜と、それぞれ上記第１、第３電子伝達蛋白質膜の電子伝達通
路と交わる面に接続された第１、第３の電極と、上記第２電子伝達蛋白質膜に、それぞれその電子伝達通
路に電気的影響を与えるように接続された第２、第４の
電極と、上記第１電子伝達蛋白質膜と第３電子伝達蛋白質膜間に
上記第１、第３の電極を介して第１の電圧を印加するた
めの第１の電圧印加手段と、上記第２電子伝達蛋白質膜
に上記第２、第４の電極を介して第２の電圧を印加する
ための第２の電圧印加手段とを備え、上記各電子伝達蛋白質のレドックス電位の違いを利用し
、上記第２の電圧の印加をオン、オフ制御してスイッチ
ング特性、トランジスタ特性を呈するようにしたことを
特徴とするスイッチ素子。