JPWO2020071025A1 - ヘテロエピタキシャル構造体及びその作製方法、並びにヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体及びその作製方法、ナノギャップ電極及びナノギャップ電極の作製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、ヘテロエピタキシャル構造体の構成及び作製方法について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るヘテロエピタキシャル構造体200(200a、200b、200c)の一例と、当該ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202の一例を説明する断面図を示す。図1は、本発明の一実施形態に係る無電解金めっきにより作製されたヘテロエピタキシャル構造体200の断面を、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)による原子分解能の二次電子像に基づいて作成された概念図である。なお、本発明の一実施形態に係る無電解めっきについては、本実施形態及び実施例1において詳述される。
図2A、図2B、及び図2Cは、第1金属部104として多結晶構造を有する白金(Pt)膜を形成し、第2金属部108として金(Au)を用いて作製されたヘテロエピタキシャル構造体を電子顕微鏡で観察した結果を示す。
次に、ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体について示す。ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体は、以下に節説明されるように、第1金属部、第2金属部、及び第3金属部を含んで構成される。
図1は、また、ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202を示す。ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202は、第1金属部104の上に、第2金属部108を覆うように第3金属部110が設けられた構成を有する。第2金属部108は、結晶粒106からヘテロエピタキシャル成長した領域であるので、ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202は、第3金属部110がヘテロエピタキシャル構造体200a、200bを覆うように設けられた構造を有するとみなすこともできる。
ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202は、ヘテロエピタキシャル構造体200a、200bを含んで第3金属部110が積層される。第3金属部110は、第1金属部104の上面の第2金属部108を覆うように設けられている。第3金属部110と第2金属部108とは、同種又は異種の金属材料で形成されるが、少なくとも第2金属部108が金(Au)で形成される場合、第3金属部110との接触抵抗は小さくなる。したがって、第1金属部104と第3金属部110とが積層された構造を含むヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202において、第2金属部108と第3金属部110との接触抵抗が、全体の接触抵抗に与える影響は低いといえる。
Rt=R1+Rc+R2 (1)
R1=ρ1d1/S
R2=ρ2d2/S Rj=ρj0/(S×a)
Rp=ρp0/(S×(1−a))
Rc=RjRp/(Rj+Rp)
ここで、ρ1:第1金属部104(Pt)の体積抵抗率(1.04×10−7Ωm)、d1:第1金属部104(Pt)の膜厚、S:金属積層体の面積、ρ2:金(Au)の体積抵抗率(2.44×10−8Ωm)、d2:第2金属部108(Au)の膜厚、ρj0:ヘテロエピタキシャル界面の単位面積当たりの抵抗(単位はΩm2)、ρp0:物理的接触界面部分の単位面積当たりの抵抗(単位はΩm2)、a:金属積層体における第1金属部104(Pt)と第2金属部108(Au)とで形成されるヘテロエピタキシャル界面の面積割合、1−a:物理接触界面の面積割合、Rj:ヘテロエピタキシャル界面の接触抵抗、Rp:物理的接触界面の接触抵抗である。なお、白金(Pt)の体積抵抗率は、金(Au)の体積抵抗率と比較して約4.3倍大きい。また、抵抗値は、膜厚に比例し、面積に反比例する。
本発明の一実施形態に係るヘテロエピタキシャル構造体は、無電解めっきを用いて作製される。以下に、その作製方法について詳細に説明する。
PtO+2H++2e−→ Pt+H2O (2)
そして、還元された白金(Pt)表面に金(Au)が成長する過程は、式(3)のように白金(Pt)と金(Au)の電気化学的置換反応で示すことができる。
Pt+2Au++H2O → PtO+2Au+2H+ (3)
このような、白金(Pt)上に金(Au)をヘテロエピタキシャル成長させることのできる無電解金めっきの詳細について以下に説明する。
図1を参照して説明したように、第1金属部104は、基板100上に作製される。基板100と第1金属部104との間には、下地金属膜102が設けられていてもよい。第1金属部104及び下地金属膜102は、スパッタリング法、電子線蒸着法、原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法、気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)法により作製することができる。
無電解めっきは、下地金属の溶解に伴って遊離する電子によって、無電解めっき液中の金属イオンが還元されて電極上に析出する置換型と、還元剤が電極上で酸化され、遊離した電子により金属イオンが還元されて金属被膜として析出する自己触媒型とに分類される。
無電解めっきは、第1金属部104としての白金(Pt)膜を無電解金めっき液に浸漬させることにより行われる。第1金属部104としての白金(Pt)膜を無電解金めっき液に浸漬させると、白金(Pt)膜の結晶粒の表面に優先的に核生成され、金イオン(Au+、Au3+)から還元された金(Au)が成長する。無電解金めっき液は、前述のように純水で100倍、好ましくは500倍以上、さらに好ましくは1000倍以上に希釈されたものが用いられる。また、無電解めっき液は、還元剤が過剰に含まれている。
Au++e−→ Au:1.82V
Au3++2e−→ Au+:1.41V
Au3++3e−→ Au:1.52V
である。
Pt2++2e−→ Pt:1.188V
である。
無電解めっきを行う前に、酸化された状態にある第1金属部104の表面を、還元処理をする前処理が行われてもよい。前処理としては、酸化剤と還元剤を含む前処理液が用いられる。具体的には、酸化剤としてヨードチンキ由来のヨウ素イオン(I−、I3 −)を用い、還元剤としてL(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)との組み合わせたものが用いられる。前処理は、このような前処理液の中に第1金属部104を浸漬することで行われる。この前処理により、第1金属部104の表面に形成された白金酸化物(PtO)が還元され、白金(Pt)の表面を形成することができ、無電解めっき処理において核生成密度を高めることが可能となる。
図1に示すように、第1金属部104の表面に形成された第2金属部108を覆うように第3金属部110を形成することで、ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202が作製される。第3金属部110は、無電解めっき、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法などで形成される。例えば、本実施形態に係る無電解めっき液とは異なる無電解めっき液を用いて第3金属部110を0.1μm〜20μmの厚さに形成する。このような第3金属部110を設けることで、ヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体202を得ることができる。
本実施形態は、ヘテロエピタキシャル界面を有するナノギャップ電極の一例を示す。なお、ナノギャップ電極とは、特段の断りがない限り、一対の電極間に間隙部(ギャップ)を有し、間隙部の間隙の長さ(ギャップ長)が10nm以下、好ましくは5nm以下の長さを有するものをいう。
本実施形態は、ヘテロエピタキシャル構造を有するナノギャップ電極において、第2の実施形態と第2金属部の形態が異なる一例を示す。
本実施例は、白金(Pt)表面における還元反応(PtO→Pt)が、ヨードチンキ由来のヨウ素イオン(I−、I3 −)と還元剤(L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6))との組み合わせに起因することを確かめる比較実験をおこなった結果を示す。本実施例は、以下に示す3種類の前処理液A、B、Cを用い、無電解金めっき前に前処理を行い、作製された3種類の試料の評価を行った結果を示す。
3種類の前処理液A、B、Cを作製した。以下に、前処理液A、B、Cの内容とその作製方法を示す。
前処理液A:ヨードチンキ+アスコルビン酸
前処理液B:ヨードチンキのみ
前処理液C:エタノール+アスコルビン酸
(a)3mLのヨードチンキを容器Aに入れ、L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)を1.2g加え、容器Aを振って両者をかき混ぜる。そして、85℃、30秒程度の湯煎を行う。その後、超音波洗浄器を用いて約30秒程度撹拌する。さらに、85℃、30秒程度の湯煎を行う。
(b)湯煎の後、容器Aを遮光した状態で約1.5時間静置する。
(c)容器BにL(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)を0.6g入れ、容器Aから上澄み液2mLを取出し、容器Bに加える。
(d)容器Bを振って投入したアスコルビン酸と上澄み液をかき混ぜ、85℃の湯煎を30秒程度行う。その後、超音波洗浄機を用いて壁面のアスコルビン酸を溶液中に落とし、再び85℃、30秒程度の湯煎を行う。
(e)容器Bを遮光した状態で30分程度静置する。
(a)3mLのヨードチンキをアセトンとエタノールで洗浄した容器Cに入れ、85℃、30秒程度の湯煎を行う。その後、超音波洗浄器を用いて約30秒程度撹拌する。再び、85℃で30秒程の湯煎を行う。
(b)容器Cを遮光して、約1.5時間静置させる。
(c)静置後、容器Cの上澄み液を2mL取出し、空の容器Dに注入する。
(d)容器Dに取り出された溶液に対し、85℃、30秒程度の湯煎を行う。その後、超音波洗浄機を用いて攪拌し、再び85℃、30秒程度の湯煎を行う。
(e)容器Dを遮光した状態で30分程度静置する。
(a)3mLのエタノールを容器Eに入れ、L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)を1.2g加え、容器Eを振って両者をかき混ぜる。そして、85℃、30秒程度の湯煎を行う。その後、超音波洗浄器を用いて約30秒程度撹拌する。さらに、85℃、30秒程度の湯煎を行う。
(b)湯煎の後、容器Aを遮光した状態で約1.5時間静置する。
(c)容器FにL(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)を0.6g入れ、容器Eから上澄み液2mLを取出し、容器Bに加える。
(d)容器Fを振って投入したアスコルビン酸と上澄み液をかき混ぜ、85℃の湯煎を30秒程度行う。その後、超音波洗浄機を用いて壁面のアスコルビン酸を溶液中に落とし、再び85℃、30秒程度の湯煎を行う。
(e)容器Fを遮光した状態で30分程度静置する。
無電解金めっき液の作製方法を示す。
(a)金箔を容器Gに入れ、3mLのヨードチンキを加えてシェイクする。その後、超音波洗浄器を用いて3時間程度溶液を撹拌する。
(b)容器Gに、L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)を1.2g加える。その後、容器Gを振って溶液を攪拌し、85℃、30秒程度湯煎する。この湯煎の際に、溶液の色が濃青紫色から黄金色に代わることを確認する。溶液の色の変化が、金イオン(Au+、Au3+)が生成されていることを示している。
(c)その後、超音波洗浄器を用いて撹拌する。容器Gの壁面に付いたアスコルビン酸が溶液に中に落ちるまで行う(約30秒程度)。その後、再び85℃で30秒程度の湯煎を行う。
(d)容器Gを遮光した状態で約1.5時間静置させる。
(e)静置後、容器Hに、L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)を0.6g投入し、そこへ容器Gの上澄み液を2mL取り出して加える。この際、容器Gには金箔の残骸が残っているが、これは無電解金めっき処理の段階でクラスターを生成する要因となるため、取り出す上澄み液に混入しないように留意する。
(f)容器Hを振って投入したアスコルビン酸と上澄み液をかき混ぜ、85℃の湯煎を30秒程度行う。この湯煎の際に、溶液の色が、黄金色から透明がかった黄色に変わることを確認する。湯煎後は、再び超音波洗浄機を用いて攪拌し、壁面のアスコルビン酸を溶液中に落とし、再び85℃の湯煎を30秒程度行う。
(g)容器Hを遮光した状態で30分間静置する。
酸化シリコン(SiO2)の被膜が形成されたシリコンウエハに、2nmの膜厚のチタン(Ti)膜、9nmの膜厚の白金(Pt)膜をスパッタリング法で作製した。
無電解金めっき処理の前に、白金(Pt)の被膜が形成された試料の洗浄を行う。洗浄処理は以下のように行う。
(a)アセトンボイル(50℃、2分×2回)、エタノールボイル(70℃、2分×2回)。その後、窒素ブローで試料を乾燥させる。
(b)乾燥後の試料に、5分程度の酸素プラズマ処理を行う。この処理は、酸素ラジカルの作用により、試料表面に付着した有機物を除去することを目的としている。
(c)上記(a)と(b)の処理を繰り返す。
(d)上記(a)の洗浄を行った後、UVオゾン処理を行う。
以下に無電解金めっき処理の手順を示す。
(a)洗浄された容器Iに、超純水8mLを入れ、8μLの前処理液(A、B、又はC)を加え、5秒程度攪拌する。その後、試料を10秒間浸漬させる。
(b)容器Iから試料を取出し、超純水で5秒間リンスし、アセトンボイル(2分)、エタノールボイル(2分)を行う。その後、窒素ブローで試料を乾燥させる。
(c)容器Jに8mLの超純水を入れ、8μLの無電解金めっき液を加え、5秒程度攪拌した後、試料を10秒間浸漬させる。
(d)容器Jから試料を取出し、超純水で5秒間リンスし、アセトンボイル(2分)、エタノールボイル(2分)を行う。その後、窒素ブローで試料を乾燥させる。
(e)その後、上記(c)、(d)の処理を1セットとし、無電解金めっき液に浸漬す
る累積時間が目標値に到達するまで繰り返す。
以下に示す作製条件(I)〜(IV)により4種類の試料を作製した。作製条件(I)〜(IV)は、無電解めっき処理の条件を共通とし、前処理の有無、及び前処理液の種類が適宜設定されている。
(I)無電解金めっき処理10秒×3回(前処理無し)
(II)前処理液Aへの浸漬10秒+無電解金めっき処理10秒×3回
(III)前処理液Bへの浸漬10秒+無電解金めっき処理10秒×3回
(IV)前処理液Cへの浸漬10秒+無電解金めっき処理10秒×3回
第1金属部を作製する基板として、表面に酸化シリコン膜が形成されたシリコンウエハを用いた。基板は、アセトン、エタノールを用いた超音波洗浄、紫外線(UV)オゾン処理等により洗浄を行い、清浄な表面を形成した。
実施例1と同様にして、無電解金めっき液を作製し、線状のパターンを有する白金電極に無電解金めっき処理を行った。
図10は、本実施例で作製されたナノギャップ電極の断面構造のTEM明視野像を示す。図10から観察されるように、第1金属部に相当する白金(Pt)の領域に縞状構造が観察される。縞の方向は場所によって異なっており、白金(Pt)が多結晶構造を有することが確認される。白金(Pt)の領域で観察される縞状構造は、第2金属部に相当する金(Au)領域にまで伸びていることが観察される。このことから、ナノギャップ電極においても、白金(Pt)膜上に金(Au)がヘテロエピタキシャル成長していることが分かる。
実施例1と同様にして、第1金属部の作製を行った。第2金属部についても、実施例3と同様の無電解金めっき液を用い、白金(Pt)膜上に金(Au)をエピタキシャル成長させた。このとき、白金(Pt)膜の表面に酸素プラズマ処理を十分に行った。
図11A及び図11Bは、作製されたナノギャップ電極のSEM像を示す。図11Aは無電解金めっき処理時間が6秒の結果を示し、図11Bは無電解金めっきの処理時間が10秒の結果を示す。図11Aでは、第1金属部として形成された白金(Pt)電極の線幅が10nm部分に第2金属部である金(Au)の被膜が均一に形成されている状態が観察される。また、幅200nmの部分では、線幅20nmの部分に比べて核生成確率が低いため金(Au)が均一な被膜にまで成長できず島状に孤立したままであることが観察される。
第1金属部104としてパラジウム(Pd)を用いた以外は、第3実施例と同様にしてナノギャップ電極204aを作製した。
図13は、本実施例で作製された試料のSEM像を示す。試料は、第1金属部として作製されたパラジウム(Pd)電極上に、無電解金めっき処理を10秒間行い、その後10秒間純水でリンスする処理を2回繰り返して作製され、合計20秒間の無電解金めっきを行って作製されている。図13において、白く見える粒状のものが金(Au)である。金(Au)の粒径は、1nmから20nm程度まで分散していることが観察される。この粒径の違いは、核発生の時間が異なることに起因していると考えられ、粒径の大きいものほど無電解金めっきの初期の段階で核発生したものであると考えられる。このことから、無電解金めっきでは、時系列的に核発生が継続していると考えられる。このような現象は、一旦核発生したら、その核を基にめっき膜が成長する通常のめっきのメカニズムと明らかに異なり、本発明の一実施形態において観察される特有の現象であるといえる。
Claims (32)
- 多結晶構造を有する第1金属部と、
前記第1金属部上の第2金属部と、を有し、
前記第2金属部は、前記第1金属部上で島状構造を有し、
前記第2金属部は、前記第1金属部の表面に露出する少なくとも一つの結晶粒に対応して設けられ、
前記第2金属部と前記少なくとも一つの結晶粒とは、ヘテロエピタキシャル界面を形成する、
ことを特徴とするヘテロエピタキシャル構造体。 - 前記第1金属部が、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rd)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)から選ばれた一種の金属元素を含み、前記第2金属部が金(Au)である、請求項1に記載のヘテロエピタキシャル構造体。
- 前記第1金属部がパラジウム(Pd)であり、前記第2金属部が金(Au)であり、背第1金属部と前記第2金属部との界面に前記第1金属部と前記第2金属部の固溶体を含む、請求項1に記載のヘテロエピタキシャル構造体。
- 前記島状構造は、山型状又は半球状の形状を有する、請求項1に記載のヘテロエピタキシャル構造体。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか一項の記載のヘテロエピタキシャル構造体の上に、前記第2金属部を覆う第3金属部を有する、ことを特徴とするヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体。
- 前記第2金属部は、前記第1金属部の表面に複数個が離散して配置されている、請求項5に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体。
- 前記第2金属部は、前記第1金属部の表面に単位面積当たり50個/μm2以上、2000個/μm2以下の密度で分散されている、請求項6に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体。
- 前記第1金属部の表面積に対し、前記第2金属部が前記第1金属部と接する合計面積の割合は、0.1以上0.8以下である、請求項6に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体。
- 前記第3金属部は、前記第2金属部と同種の金属、又は異種の金属、若しくは合金である、請求項5乃至請求項8のいずれか一項に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体。
- 多結晶構造を有する第1金属部を、第1金属部と異なる種類の第2の金属の金属イオン、酸化剤としてのハロゲン元素のイオン、及び還元剤を含む無電解めっき液に浸漬し、
前記第1金属部の表面を前記酸化剤と前記還元剤とにより還元しつつ、電気化学的置換反応により前記第2の金属の金属イオンから還元された金属を、前記第1金属部の少なくとも一つの結晶粒の還元された表面に対応してヘテロエピタキシャル成長させる、
ことを特徴とするヘテロエピタキシャル構造体の作製方法。 - 前記ヘテロエピタキシャル成長により、前記少なくとも一つの結晶粒とヘテロエピタキシャル界面を形成し、前記第1金属部の表面で島状構造を有する第2金属部を形成する、請求項10に記載のヘテロエピタキシャル構造体の作製方法。
- 前記第1金属部が白金であり、前記金属イオンが、金イオン(Au+、Au3+)であり、前記ハロゲン元素のイオンがヨウ素イオン(I−、I3 −)であり、前記還元剤が、L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)である、請求項10又は請求項11に記載のヘテロエピタキシャル構造体の作製方法。
- 前記無電解めっき液は、純水で500倍以上に希釈されている、請求項10乃至請求項12のいずれか一項に記載のヘテロエピタキシャル構造体の作製方法。
- 前記第1金属部を、前記無電解めっき液に浸漬する前に、ヨードチンキとL(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)に浸漬させる、請求項12又は請求項13に記載のヘテロエピタキシャル構造体の作製方法。
- 請求項11乃至請求項14のいずれか一項に記載のヘテロエピタキシャル構造体を作製した後、前記第1金属部の上に前記第2金属部を覆う第3金属部を形成することを特徴とするヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体の作製方法。
- 前記第2金属部は、前記第1金属部の表面に複数個が離散するように形成する、請求項15に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体の作製方法。
- 前記第2金属部は、前記第1金属部の表面に単位面積当たり50個/μm2以上、2000個/μm2以下の密度で分散するように形成する、請求項16に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体の作製方法。
- 前記第3金属部を、前記第2金属部と同種の金属又は異種の金属で形成する、請求項15乃至請求項17のいずれか一項に記載のヘテロエピタキシャル構造を含む金属積層体の作製方法。
- 多結晶構造を有する第1金属部と、前記第1金属部上の第2金属部と、をそれぞれ含む第1電極及び第2電極を有し、
前記第1金属部は幅20nm以下の線状パターンを有し、
前記第2金属部は、前記第1金属部の前記線状パターンの一端に少なくとも配置され、
前記第2金属部は、前記第1金属部上で島状構造を有し、前記第1金属部の表面に露出する少なくとも一つの結晶粒に対応してヘテロエピタキシャル界面を形成し、
前記第1電極に属する前記第2金属部と、前記第2電極に属する前記第2金属部との間隔が5nm以下である、
ことを特徴とするナノギャップ電極。 - 前記第2金属部は結晶方位の異なる複数の結晶領域を含む、請求項19に記載のナノギャップ電極。
- 前記第2金属部は半球状である、請求項19に記載のナノギャップ電極。
- 前記第1金属部が、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rd)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)から選ばれた一種の金属元素を含み、前記第2金属部が金(Au)である、請求項19に記載のナノギャップ電極。
- 前記第1金属部がパラジウム(Pd)であり、前記第2金属部が金(Au)であり、背第1金属部と前記第2金属部との界面に前記第1金属部と前記第2金属部の固溶体を含む、請求項19に記載のナノギャップ電極。
- 前記第2金属部は、前記第1金属部の前記線状パターンの略中心軸上の一端に配置される、請求項19に記載のナノギャップ電極。
- 多結晶構造を有する第1金属部と、前記第1金属部上の第2金属部と、をそれぞれ含む第1電極及び第2電極を有し、
前記第1金属部は幅15nm以下の線状パターンを有し、
前記第2金属部は前記第1金属部の表面を連続的に覆い、
前記第2金属部は前記第1金属部の表面の露出する結晶粒に対応してヘテロエピタキシャル界面を形成する領域を含み、
前記第1電極と前記第2電極とは、それぞれの一端が相対し間隙をもって配置され、前記間隙の長さが5nm以下である、
ことを特徴とするナノギャップ電極。 - 前記第2金属部は、結晶方位の異なる複数の結晶領域を含む、請求項25に記載のナノギャップ電極。
- 前記第1金属部が、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rd)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)から選ばれた一種の金属元素を含み、前記第2金属部は金(Au)である、請求項25に記載のナノギャップ電極。
- 前記第1金属部がパラジウム(Pd)であり、前記第2金属部が金(Au)であり、背第1金属部と前記第2金属部との界面に前記第1金属部と前記第2金属部の固溶体を含む、請求項25に記載のナノギャップ電極。
- 多結晶構造を有する第1金属部により、幅20nm以下の線状パターンを有し、それぞれの一端が相対し且つ離間して配置される第1電極パターンと第2電極パターンとを形成し、
前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンを、前記第1金属部と異なる種類の第2の金属の金属イオン、酸化剤としてのハロゲン元素のイオン、及び還元剤を含む無電解めっき液に浸漬し、
前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンの表面を、前記酸化剤と前記還元剤とにより還元しつつ、電気化学的置換反応により前記第2の金属の金属イオンから還元された金属が、前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンの表面を連続的に覆うようにヘテロエピタキシャル成長させ、
前記第1電極パターンと前記第2電極パターンとの前記それぞれの一端が相対する間隔を5nm以下に形成する
ことを特徴とするナノギャップ電極の作製方法。 - 前記ヘテロエピタキシャル成長により、前記第1金属部の表面にヘテロエピタキシャル界面を形成する第2金属部を半球状に成長させる、請求項29に記載のナノギャップ電極の作製方法。
- 前記ヘテロエピタキシャル成長により、前記第1金属部の表面を被覆するように第2金属部を成長させる、請求項29に記載のナノギャップ電極の作製方法。
- 前記第1金属部が白金であり、前記金属イオンが、金イオン(Au+、Au3+)であり、前記ハロゲン元素のイオンがヨウ素イオン(I−、I3+)であり、前記還元剤が、L(+)−アスコルビン酸(C6H8O6)である、請求項29に記載のナノギャップ電極の作製方法。
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