WO2022190869A1 - 粒子固定基板、粒子固定基板の製造方法、ダイヤモンド膜固定基板の製造方法、およびダイヤモンドの製造方法 - Google Patents

Abstract

容易に作製することができ、ナノメートルスケールの領域に無機ナノ粒子が存在する粒子固定基板を提供する。また、ナノ粒子が固体表面上のナノメートルスケールの領域に配列した基板を容易に製造することができる方法を提供する。粒子固定基板１は、基板２と、基板２上に配置された複数の無機ナノ粒子３とを備え、複数の無機ナノ粒子３は、基板２上の幅（Ｄ１）１μｍ以下の領域内に互いに接触して配置されている。

Description

粒子固定基板、粒子固定基板の製造方法、ダイヤモンド膜固定基板の製造方法、およびダイヤモンドの製造方法

　本開示は、粒子固定基板、粒子固定基板の製造方法、ダイヤモンド膜固定基板の製造方法、およびダイヤモンドの製造方法に関する。より詳細には、本開示は、無機ナノ粒子が基板上のナノメートルスケールの領域内に固定された粒子固定基板、当該粒子固定基板の製造方法、上記粒子固定基板を用いてダイヤモンド膜固定基板を製造する方法、および上記ダイヤモンド膜固定基板を用いてダイヤモンドを製造する方法に関する。本願は、２０２１年３月１０日に日本に出願した特願２０２１−３８０８７号および２０２１年１０月１８日に日本に出願した特願２０２１−１７０５１３号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ナノダイヤモンドや金属ナノ粒子等の無機ナノ粒子は、その分散液をインクジェットプリント等により固体基板表面上の意図した領域に選択的に付着させて使用されることがある。例えば、銀ナノ粒子等の金属ナノ粒子は、低温でも焼成することができる。この性質を利用して、種々の電子機器の製造において、基板上に電極や導電回路パターンを形成するために、金属ナノ粒子が用いられている。また、無機ナノ粒子は、基板表面上に配列させてナノデバイスに用いることも検討されている。無機ナノ粒子が表面上に配列した基板は、熱電変換素子、太陽電池、ディスプレイ、メモリ、薄膜トランジスタ、ＬＳＩなどの半導体分野のナノデバイスへの応用が期待されている。

　従来、無機ナノ粒子が表面上に配列した基板としては、意図したマイクロメートルスケールの領域に無機ナノ粒子が付着および堆積されたものが知られている。しかしながら、近年、固体基板表面上のナノメートルスケールの領域に無機ナノ粒子を付着させる技術が求められる傾向がある。

　特許文献１には、ポリマー鎖が結合したナノ粒子を含むナノ粒子溶液を基板上に塗布し溶媒を除去して基板上にナノ粒子を配列し、その後基板上の上記ポリマー鎖が結合したナノ粒子から上記ポリマー鎖を除去してナノ粒子を配列する方法が記載されている。この方法によれば、ポリマー鎖が除去されたナノ粒子が配列した基板上では、各ナノ粒子間は除去前のポリマー鎖に由来する空隙が存在し、各ナノ粒子が等間隔で個々に点在している。

特開２０１５−１０３６０９号公報

　しかしながら、特許文献１の方法では、ポリマー鎖が結合したナノ粒子を配列させることとなる。このように、ポリマー鎖が結合していないナノ粒子を配列するためには、特許文献１の方法では、まずポリマー鎖が結合したナノ粒子を作製することが必要となる。このため、ナノ粒子が固体表面上のナノメートルスケールの領域に配列した基板を作製する上で煩雑となる。

　従って、本開示の目的は、容易に作製することができ、ナノメートルスケールの領域に無機ナノ粒子が存在する粒子固定基板を提供することにある。また、本開示の目的は、ナノ粒子が固体表面上のナノメートルスケールの領域に配列した基板を容易に製造することができる方法を提供することにある。また、本開示の目的は、ダイヤモンド膜が固体表面上、好ましくはナノメートルスケールの領域に固定した基板を容易に製造することができる方法を提供することにある。

　本開示は、基板と、上記基板上に配置された複数の無機ナノ粒子とを備え、
　上記複数の無機ナノ粒子は、上記基板上の幅１μｍ以下の領域内に互いに接触して配置されている、粒子固定基板を提供する。

　また、本開示は、基板と、上記基板上に配置された無機ナノ粒子とを備え、
　上記無機ナノ粒子のゼータ電位と、上記無機ナノ粒子が配置された位置における上記基板表面のゼータ電位との電位差が３０ｍＶ以上である、粒子固定基板を提供する。

　上記基板上において複数の上記幅１μｍ以下の領域が規則的に配列しており、上記複数の幅１μｍ以下の領域内それぞれに、上記無機ナノ粒子が配置されていることが好ましい。

　上記ナノ粒子はナノダイヤモンド粒子を含むことが好ましい。

　また、本開示は、互いのゼータ電位の電位差が３０ｍＶ以上である第一領域および第二領域を備える基板上の、上記第一領域内に存在する幅１μｍ以下の領域に、静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる、粒子固定基板の製造方法を提供する。

　上記第一領域および上記第二領域の一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブであることが好ましい。

　また、本開示は、一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである第一領域および第二領域を備える基板上の、上記第一領域内に存在する幅１μｍ以下の領域に、静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる、粒子固定基板の製造方法を提供する。

　上記基板上において複数の上記第一領域は規則的に配列しており、上記複数の第一領域内それぞれに上記無機ナノ粒子を配置させることが好ましい。

　上記無機ナノ粒子はナノダイヤモンド粒子を含むことが好ましい。

　また、本開示は、上記粒子固定基板に対し、上記ナノダイヤモンド粒子を種として、化学気相成長法により上記ナノダイヤモンド粒子を成長させて、上記基板上にダイヤモンド膜を形成するＣＶＤ工程を備える、ダイヤモンド膜固定基板の製造方法を提供する。

　上記ＣＶＤ工程において、上記ダイヤモンド膜を上記基板上の幅１μｍ以下の領域内に形成することが好ましい。

　また、本開示は、上記ダイヤモンド膜固定基板から上記基板を除去して上記ダイヤモンド膜の単独自立固体または上記ダイヤモンド膜を構成するダイヤモンド粒子を得る、ダイヤモンドの製造方法を提供する。

　本開示の粒子固定基板によれば、容易に作製することができ、ナノメートルスケールの領域に無機ナノ粒子が存在する固定基板を提供することができる。また、本開示の粒子固定基板の製造方法によれば、上記粒子固定基板を容易に製造することができる。また、本開示のダイヤモンド膜固定基板の製造方法によれば、ダイヤモンド膜が上記基板（特に、上記基板上のナノメートルスケールの領域）に形成された基板を容易に製造することができる。

本開示の一実施形態に係る粒子固定基板の拡大模式図である。 本開示の他の一実施形態に係る粒子固定基板の拡大模式図である。 互いにゼータ電位が異なる領域を有する基板を作製する方法の一実施形態を示す模式図である。 互いにゼータ電位が異なる領域を有する基板を作製する方法の他の一実施形態を示す模式図である。 本開示の一実施形態に係るダイヤモンド膜固定基板の拡大模式図である。 本開示の他の一実施形態に係るダイヤモンド膜の拡大模式図である。 実施例１で作製した粒子固定基板の顕微鏡写真である。 実施例２で作製した粒子固定基板の顕微鏡写真である。 実施例３で作製したＮｏ．１のダイヤモンド膜固定基板の顕微鏡写真である。 実施例３で作製したＮｏ．２のダイヤモンド膜固定基板の顕微鏡写真である。 実施例３で作製したＮｏ．３のダイヤモンド膜固定基板の顕微鏡写真である。 実施例３で作製したＮｏ．４のダイヤモンド膜固定基板の顕微鏡写真である。 Ｎｏ．１のダイヤモンド膜表面の表面粗さを測定した箇所を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。 Ｎｏ．１のダイヤモンド膜の高さプロットを測定した箇所および測定結果を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。

［粒子固定基板］
　本開示の一実施形態に係る粒子固定基板は、基板と、上記基板上に配置された無機ナノ粒子とを少なくとも備える。上記無機ナノ粒子は、上記基板上の幅１μｍ以下の領域内に配置されている。本開示の一実施形態に係る粒子固定基板では、上記基板上の幅１μｍ以下の領域内に、複数の無機ナノ粒子が互いに接触して配置されている。また、本開示の他の一実施形態に係る粒子固定基板では、上記無機ナノ粒子のゼータ電位と、上記無機ナノ粒子が配置された位置における上記基板表面のゼータ電位との電位差が３０ｍＶ以上である。なお、本明細書において、無機ナノ粒子が配置された上記幅１μｍ以下の領域を「粒子配置ナノ領域」と称する場合がある。

　図１に、上記粒子固定基板の一実施形態の拡大模式図を示す。粒子固定基板１は、基板２と、複数の無機ナノ粒子３とを含む。粒子固定基板１において、複数の無機ナノ粒子３は基板２上の、幅Ｄ１が１μｍ以下であり且つ横方向（幅Ｄ１と直交する方向）に伸びる領域（粒子配置ナノ領域）内に配置されており、上記粒子配置ナノ領域内において無機ナノ粒子３のみからなる単一層を形成している。無機ナノ粒子３の一部は互いに接触している。また、無機ナノ粒子３のゼータ電位と、無機ナノ粒子３が配置された位置における基板２表面のゼータ電位との電位差は３０ｍＶ以上である。また、幅Ｄ１が横方向に伸びる領域は、縦方向にＤ２の間隔で複数配列しており、ストライプ柄を形成している。

　図２に、上記粒子固定基板の他の一実施形態の拡大模式図を示す。粒子固定基板１は、基板２と、複数の無機ナノ粒子３とを含む。図１に示す粒子固定基板１と異なる点は、複数の無機ナノ粒子３が互いに接触しておらず、規則的に配置している点である。

　上記粒子配置ナノ領域における幅の長さは、１μｍ以下であり、６００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下とすることも可能である。

　上記粒子配置ナノ領域は、具体的には、図１に示されるような長方形や、その他の多角形、真円、楕円、波線、斜線（平行四辺形）、不定形などが挙げられる。長方形、楕円、波線、斜線など、どの長さが上記「幅」に該当するかが自明であるところ、その他の形状については、一方の方向に延び、長軸および短軸を有する形状においては、短軸が上記「幅」に該当するものとする。正多角形や真円など、長軸と短軸の区別がない形状においては、当該形状の最長径が上記「幅」に該当する。なお、幅が変動する形状においては、当該形状の最短幅を上記「幅」とすることができる。

　上記粒子配置ナノ領域は、上記基板上において１つのみ存在していてもよいし、同一または異なる形状で複数存在していてもよい。また、上記粒子配置ナノ領域は、規則的に配置（配列）されていてもよいし、不規則に配置されていてもよいが、規則的に配置されていることが好ましい。規則的に配置されることで表される柄としては、ストライプ柄、ドット柄、チェック柄、格子柄、千鳥格子、網目模様などが挙げられる。ドット柄におけるドットの形状は、特に限定されず、＋、円、多角形などが挙げられる。

　上記ストライプ柄やドット柄などの規則的に配列した形状における上記複数の粒子配置領域間の間隔（例えば図１のＤ２）は、特に限定されないが、上記幅の長さに対して、０．１~１．５倍が好ましく、より好ましくは０．５~１．０倍である。

　上記無機ナノ粒子は、上記基板上の幅１μｍ以下の領域（粒子配置ナノ領域）内に配置されている。複数の無機ナノ粒子が上記粒子配置ナノ領域内に配置されている場合、上記複数の無機ナノ粒子は、上記基板上の幅１μｍ以下の領域内において、一部または全部が互いに接触していてもよい。また、この場合、上記基板に接触する２つの無機ナノ粒子同士が互いに接触していてもよい。

　上記粒子固定基板では、上記複数の無機ナノ粒子は当該粒子の単一層（樹脂成分等の他の成分を含まない、無機ナノ粒子のみからなる層）を形成することができる。上記単一層は、無機ナノ粒子が高さ方向に積み重なっていない層（無機ナノ粒子単層）であってもよく、無機ナノ粒子が高さ方向に積み重なった層（無機ナノ粒子複層）であってもよい。複数の上記粒子配置ナノ領域を有する場合、当該複数の領域において無機ナノ粒子単層と無機ナノ粒子複層とが混在していてもよい。

　上記粒子配置ナノ領域において上記無機ナノ粒子が幅１μｍ以下の領域内に存在することおよび複数の無機ナノ粒子が互いに接触していることは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて粒子固定基板上を観測することにより確認することができる。上記粒子配置ナノ領域の幅および複数の粒子配置ナノ領域の間隔についてもＡＦＭにより測定することができる。

　上記粒子固定基板は、上記粒子配置ナノ領域以外に、無機ナノ粒子が配置されていない領域を備える。また、上記粒子固定基板は、上記粒子配置ナノ領域以外（すなわち幅１μｍを超える領域）に無機ナノ粒子が固定された領域を有していてもよい。

　上記無機ナノ粒子のゼータ電位と、上記無機ナノ粒子が配置された位置における上記基板表面のゼータ電位との電位差が３０ｍＶ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＶ以上、さらに好ましくは５０ｍＶ以上である。上記電位差が３０ｍＶ以上であると、無機ナノ粒子と、上記無機ナノ粒子が配置された位置の基板表面との電位差が充分に大きく、静電的作用により容易に無機ナノ粒子と基板とを付着させることができ、また付着後は脱落しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点における電位差が上記範囲内であることが好ましい。

　上記無機ナノ粒子としては、金属ナノ粒子、半導体ナノ粒子、ナノ炭素粒子などが挙げられる。上記無機ナノ粒子は、一種のみであってもよく、二種以上であってもよい。

　上記金属ナノ粒子や半導体ナノ粒子を構成する材料としては、例えば、銀、アルミニウム、金、プラチナ、パラジウム、銅、コバルト、クロム、インジウム、ニッケル、ガリウムなどが挙げられる。中でも、銀が好ましい。上記材料は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。上記金属ナノ粒子や半導体ナノ粒子の具体例としては、上述の材料の一種または二種以上の混合物からなるナノ粒子、上記材料の化合物からなるナノ粒子（例えば、ＧａＮナノ粒子、ＧａＡｓナノ粒子、ＡｌＮナノ粒子、ＧａＡｌＮナノ粒子）などが挙げられる。

　上記ナノ炭素粒子は、特に限定されず、公知乃至慣用のナノオーダーの炭素材料（ナノ炭素材料）の粒子を用いることができる。上記ナノ炭素粒子におけるナノ炭素材料としては、例えば、ナノダイヤモンド、フラーレン、酸化グラフェン、ナノグラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノフィラメント、オニオンライクカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスカーボン、カーボンブラック、カーボンナノホーン、カーボンナノコイルなどが挙げられる。上記ナノ炭素粒子としては、中でも、ナノダイヤモンド粒子が好ましい。

　本明細書において、「無機ナノ粒子」とは、一次粒子の大きさ（平均一次粒子径）が１０００ｎｍ未満である無機粒子をいう。上記無機ナノ粒子の平均一次粒子径は、例えば１００ｎｍ以下であり、好ましくは６０ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。上記無機ナノ粒子の平均一次粒子径の下限は、例えば１ｎｍである。

　上記ナノダイヤモンド粒子としては、例えば、爆轟法ナノダイヤモンド（すなわち、爆轟法によって生成したナノダイヤモンド）や、高温高圧法ナノダイヤモンド（すなわち、高温高圧法によって生成したナノダイヤモンド）を使用することができる。中でも、分散媒中の分散性がより優れる点で、すなわち一次粒子の粒子径が一桁ナノメートルである点で、爆轟法ナノダイヤモンドが好ましい。

　上記爆轟法ナノダイヤモンドには、空冷式爆轟法ナノダイヤモンド（すなわち、空冷式爆轟法によって生成したナノダイヤモンド）と水冷式爆轟法ナノダイヤモンド（すなわち、水冷式爆轟法によって生成したナノダイヤモンド）が含まれる。中でも、空冷式爆轟法ナノダイヤモンドが水冷式爆轟法ナノダイヤモンドよりも一次粒子が小さい点で好ましい。

　上記ナノダイヤモンド粒子は、特に限定されず、公知乃至慣用のナノダイヤモンド粒子を用いることができる。上記ナノダイヤモンド粒子は、表面修飾されたナノダイヤモンド（表面修飾ナノダイヤモンド）粒子であっていてもよいし、表面修飾されていないナノダイヤモンド粒子であってもよい。なお、表面修飾されていないナノダイヤモンド粒子は、表面にヒドロキシ基（−ＯＨ）やカルボキシ基（−ＣＯＯＨ）を有する。ナノダイヤモンド粒子は、一種のみを用いてもよいし二種以上を用いてもよい。

　上記表面修飾ナノダイヤモンドにおいてナノダイヤモンド粒子を表面修飾する化合物または官能基としては、例えば、シラン化合物、ホスホン酸イオン若しくはホスホン酸残基、末端にビニル基を有する表面修飾基、アミド基、カチオン界面活性剤のカチオン、ポリグリセリン鎖を含む基、ポリエチレングリコール鎖を含む基などが挙げられる。

　上記無機ナノ粒子のゼータ電位はネガティブであってもよく、ポジティブであってもよい。上記無機ナノ粒子が配置されていない基板上の同ゼータ電位と同じ符号であることが好ましい。上記無機ナノ粒子のゼータ電位がポジティブである場合のゼータ電位は、５ｍＶ以上が好ましく、より好ましくは１０ｍＶ以上、さらに好ましくは２０ｍＶ以上である。上記無機ナノ粒子のゼータ電位がネガティブである場合のゼータ電位は、−５ｍＶ以下が好ましく、より好ましくは−１０ｍＶ以下、さらに好ましくは−１５ｍＶ以下である。なお、表面修飾されていないナノダイヤモンド粒子など、表面にヒドロキシ基やカルボキシ基を多く有する粒子は酸素系官能基に由来してゼータ電位がネガティブとなる傾向にある。ゼータ電位がポジティブであるナノダイヤモンド粒子は、例えば、水素で表面終端されたものが挙げられる。また、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点におけるゼータ電位が上記範囲内であることが好ましい。

　上記基板を構成する素材としては、特に限定されないが、樹脂、金属、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、ガラスなどが挙げられる。上記樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。上記金属としては、例えば、Ｓｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｇａ、またはこれらの少なくとも一種の金属を含む合金などが挙げられる。上記金属酸化物としては、これらの金属の酸化物が挙げられる。中でも、上記粒子固定基板を半導体用途に適用することが可能である観点から、上記基板としては、Ｓｉ基板、ＳｉＯ_２基板、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板が好ましい。

　上記基板の上記無機ナノ粒子が配置された領域の表面のゼータ電位は、ネガティブであってもよく、ポジティブであってもよい。上記無機ナノ粒子の同ゼータ電位と異なる符号であることが好ましい。

　また、上記基板の上記無機ナノ粒子が配置されていない領域の表面のゼータ電位は、ネガティブであってもよく、ポジティブであってもよい。上記無機ナノ粒子の同ゼータ電位と同じ符号であることが好ましい。

　上記基板の上記無機ナノ粒子が配置された領域および配置されていない領域について、表面のゼータ電位がポジティブである場合のゼータ電位は、５ｍＶ以上が好ましく、より好ましくは１０ｍＶ以上である。上記基板の上記無機ナノ粒子が配置された領域および配置されていない領域について、表面ゼータ電位がネガティブである場合のゼータ電位は、−１０ｍＶ以下が好ましく、より好ましくは−２０ｍＶ以下である。なお、上記ゼータ電位は、上記無機ナノ粒子のゼータ電位を測定する際の条件（例えばｐＨ）と同じ条件において測定される値である。

　上記無機ナノ粒子と上記基板の上記無機ナノ粒子が配置された領域の表面とのゼータ電位の電位差は３０ｍＶ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＶ以上、さらに好ましくは５０ｍＶ以上、特に好ましくは６０ｍＶ以上である。上記電位差が３０ｍＶ以上であると、無機ナノ粒子と上記領域との電位差が充分に大きく、無機ナノ粒子のゼータ電位を適宜設定することにより、静電的作用により選択的に且つ容易に無機ナノ粒子を特定の領域に配置しやすくすることができる。また付着後は脱落しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点における電位差が上記範囲内であることが好ましい。

　上記基板の上記無機ナノ粒子が配置された領域と配置されていない領域の表面とのゼータ電位の電位差は３０ｍＶ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＶ以上、さらに好ましくは５０ｍＶ以上、特に好ましくは６０ｍＶ以上である。上記電位差が３０ｍＶ以上であると、二つの領域の電位差が充分に大きく、無機ナノ粒子のゼータ電位を適宜設定することにより、静電的作用により選択的に且つ容易に無機ナノ粒子を特定の領域に配置しやすくすることができる。また付着後は脱落しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点における電位差が上記範囲内であることが好ましい。

　上記無機ナノ粒子と上記基板の上記無機ナノ粒子が配置されていない領域の表面とのゼータ電位の電位差は、３０ｍＶ未満であることが好ましく、より好ましくは２５ｍＶ以下、さらに好ましくは２０ｍＶ以下である。上記ゼータ電位の電位差が３０ｍＶ未満であると、電位差が小さく、上記無機ナノ粒子と上記基板の上記無機ナノ粒子が配置されていない領域とが反発し合うことで上記粒子配置ナノ領域における無機ナノ粒子が上記粒子配置ナノ領域外に付着しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点におけるゼータ電位が上記範囲内であることが好ましい。

　上記基板は、上記無機ナノ粒子が配置されていない領域の表面にヒドロキシ基やカルボキシ基（より好ましくはヒドロキシ基）を有することが好ましい。なお、上記金属酸化物は基板表面にヒドロキシ基を有する傾向がある。

　上記粒子固定基板は、無機ナノ粒子を幅１μｍの極小の領域に配列している。従って、上記粒子固定基板は、例えば、熱電変換素子、太陽電池、ディスプレイ、メモリ、薄膜トランジスタ、ＬＳＩ等の半導体分野などのナノデバイスに好ましく適用することができる。また、無機ナノ粒子からなるコアを量子ドットとして用いた半導体装置（ナノデバイス）として好ましく適用することができる。

［粒子固定基板の製造方法］
　上記粒子固定基板は、互いにゼータ電位が異なる第一領域および第二領域を備える基板上の第一領域に静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる工程（静電付着工程）を経て製造することができる。なお、上記静電付着工程では無機ナノ粒子を構成する無機物表面の静電気作用を利用するため、上記静電付着工程において配置させる無機ナノ粒子は、無機ナノ粒子を構成する無機物が表面に露出した粒子であり、例えば表面が樹脂層に完全に覆われていない粒子である。

　上記基板において、上記第一領域は無機ナノ粒子が付着する領域であり、幅１μｍ以下の領域を有する。上記幅１μｍ以下の領域は、無機ナノ粒子を配置させることで上記粒子配置ナノ領域となる領域である。したがって、上記第一領域の形状や柄、幅の長さなどは、上記粒子配置ナノ領域に応じて適宜設定される。上記第一領域は、上記幅１μｍを超える領域を有していてもよい。上記第二領域は上記第一領域を除く領域であり、上記無機ナノ粒子を配置させない領域である。

　上記基板としては、上述の粒子固定基板における基板として例示および説明されたものが可能である。

　上記第一領域と第二領域のゼータ電位の電位差は３０ｍＶ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＶ以上、さらに好ましくは５０ｍＶ以上、特に好ましくは６０ｍＶ以上である。上記電位差が３０ｍＶ以上であると、第一領域と第二領域の電位差が充分に大きく、無機ナノ粒子のゼータ電位を適宜設定することにより、静電的作用により選択的に且つ容易に無機ナノ粒子を第一領域に配置しやすくすることができる。また付着後は脱落しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点における電位差が上記範囲内であることが好ましい。ｐＨが上記範囲内である少なくとも１点において電位差が上記範囲内であると、当該ｐＨにおいて静電的作用により無機ナノ粒子を上記第一領域に付着させることができる。

　上記第一領域および第二領域は、一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブであってもよく、両方のゼータ電位がポジティブ、両方のゼータ電位がネガティブであってもよい。中でも、一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブであることが好ましい。この場合、第一領域のゼータ電位の符号とは異なる符号のゼータ電位を有する無機ナノ粒子を静電的作用により容易に第一領域に配置させることができる。特に、上記第一領域のゼータ電位がポジティブであり上記第二領域のゼータ電位がネガティブであることがより好ましい。

　上記第一領域のゼータ電位と上記無機ナノ粒子のゼータ電位の電位差は３０ｍＶ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＶ以上、さらに好ましくは５０ｍＶ以上である。上記電位差が３０ｍＶ以上であると、無機ナノ粒子と上記第一領域との電位差が充分に大きく、静電的作用により容易に無機ナノ粒子を上記第一領域に付着させることができ、また付着後は脱落しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点における電位差が上記範囲内であることが好ましい。ｐＨが上記範囲内である少なくとも１点において電位差が上記範囲内であると、当該ｐＨにおいて静電的作用により無機ナノ粒子を上記第一領域に付着させることができる。

　上記第二領域のゼータ電位と上記無機ナノ粒子のゼータ電位の電位差は３０ｍＶ未満であることが好ましく、より好ましくは２５ｍＶ以下、さらに好ましくは２０ｍＶ以下である。上記ゼータ電位の電位差が３０ｍＶ未満であると、電位差が小さく、上記無機ナノ粒子と上記第二領域とが反発し合うことで上記第二領域に無機ナノ粒子が付着しにくい。なお、ｐＨ２~１２（好ましくはｐＨ４~１０、より好ましくはｐＨ５~８）のうちの少なくとも１点におけるゼータ電位が上記範囲内であることが好ましい。

　上記第一領域および第二領域のうち、ゼータ電位がポジティブである領域のゼータ電位は、５ｍＶ以上が好ましく、より好ましくは１０ｍＶ以上である。なお、上記ゼータ電位は、上記無機ナノ粒子のゼータ電位を測定する際の条件（例えばｐＨ）と同じ条件において測定される値である。

　ゼータ電位がポジティブである領域は表面にカチオン性基を有することが好ましく、より好ましくはアミノ基である。上記カチオン性基は、ゼータ電位がポジティブである領域における一つの結合位置（一つのカチオン性基含有基内）に１以上存在することが好ましく、より好ましくは２~４、さらに好ましくは２である。また、上記アミノ基は、第一級アミノ基、第二級アミノ基、第三級アミノ基のいずれであってもよいが、第一級アミノ基（特に、第一級アミノ基および第二級アミノ基）を有することが好ましい。上記アミノ基は、静電付着工程においてアンモニウムイオンを形成し、当該領域のゼータ電位がポジティブとなる。

　上記第一領域および第二領域のうち、ゼータ電位がネガティブである領域のゼータ電位は、−１０ｍＶ以下が好ましく、より好ましくは−２０ｍＶ以下である。ゼータ電位がネガティブである領域は、ヒドロキシ基やカルボキシ基（より好ましくはヒドロキシ基）を有することが好ましい。なお、上記ゼータ電位は、上記無機ナノ粒子のゼータ電位を測定する際の条件（例えばｐＨ）と同じ条件において測定される値である。

（静電付着工程）
　上記静電付着工程では、互いにゼータ電位が異なる第一領域および第二領域を備える基板上の第一領域に静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる。具体的には、例えば、無機ナノ粒子の水分散液に上記基板を浸漬する。この際、無機ナノ粒子表面のゼータ電位と第一領域のゼータ電位の電位差が大きい場合や、互いのゼータ電位の符号が異なる場合（すなわち、一方のゼータ電位がネガティブであり他方のゼータ電位がポジティブである場合）、無機ナノ粒子が第一領域に静電的作用により付着する。

　上記無機ナノ粒子表面のゼータ電位は、公知乃至慣用の方法で調整することができる。上記無機ナノ粒子がナノダイヤモンド粒子である場合、例えば、ナノダイヤモンド粒子を表面修飾する化合物や官能基を適宜選択することによりナノダイヤモンド粒子表面のゼータ電位を調整することができる。上記静電付着工程に用いる無機ナノ粒子のゼータ電位の好ましい範囲は上述したとおりである。

　上記浸漬温度は例えば０~１００℃（好ましくは１０~４０℃）であり、浸漬時間は例えば１０秒間~１時間（好ましくは２０秒間~１０分間）である。上記浸漬後、上記基板表面を純水で充分に洗浄し、その後エアブロー等により表面に残存する水を飛ばしてもよい。

　上記製造方法は、上記静電付着工程以外のその他の工程を備えていてもよい。上記その他の工程としては、上記静電付着工程の前に行う、基板表面に互いにゼータ電位が異なる２つの領域Ａおよび領域Ｂを形成する工程（領域ＡＢ形成工程）が挙げられる。ここで、領域Ａおよび領域Ｂのうちの一方を第一領域とし、他方を第二領域とすることができる。

（工程（ｉ））
　上記領域ＡＢ形成工程としては、（ｉ）基板上に存在する反応性官能基と、当該反応性官能基と反応性を有する化合物とを反応させて反応前の基板表面のゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ａを形成する段階（領域Ａ形成段階）と、電子線照射により上記領域Ａの一部において上記反応により形成された基の少なくとも一部を切断して領域Ａのゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ｂを形成する段階（領域Ｂ形成段階）とを備える工程が挙げられる。

　図３を用いて、上記工程（ｉ）を詳細に説明する。領域Ａ形成段階では、基板２上に、基板２上に存在する反応性官能基と反応性を有する化合物を塗布し、上記反応性官能基と反応させて領域Ａ（４）を形成する。上記塗布は、公知乃至慣用のコーターを用いて行ってもよいし、上記化合物に基材２を浸漬して行ってもよい。また、上記化合物の塗布は、有機溶媒などの上記化合物が溶解や分散可能な溶媒を用いた溶液や分散液を用いて行ってもよい。また、領域Ａ形成段階では、領域Ａ（４）を基板２の全面に形成してもよいし、一部に形成してもよい。

　領域Ａ形成段階では、例えば、基板２としてＳｉ基板を用い、上記化合物としてアミノ基含有シランカップリング剤を用いることができる。通常、Ｓｉ基板表面にはＳｉＯ_２層が存在している。この場合、ＳｉＯ_２層表面のヒドロキシ基（シラノール基）とアミノ基含有シランカップリング剤とを反応させて縮合反応によりシロキサン結合を形成し、Ｓｉ基板表面上にアミノ基を有する基を形成し、領域Ａを形成することができる。上記アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。

　上記縮合反応は、例えば、有機溶媒などの上記シランカップリング剤が溶解や分散可能な溶媒に上記基材を浸漬させ、さらに上記シランカップリング剤を添加し、不活性ガス雰囲気下で撹拌して行う。上記縮合反応における温度は例えば１０~９０℃、時間は例えば３~３０時間である。また、上記縮合反応は、ｐＨ２~１２の範囲内で行うことが好ましく、より好ましくはｐＨ４~１０、さらに好ましくはｐＨ５~８である。上記縮合反応後は、必要に応じて基板表面を洗浄してもよい。洗浄は、反応に使用した溶媒での洗浄後、エタノールによる洗浄および純水による洗浄を行うことが好ましい。その後、必要に応じて、エアブロー等により基板表面に残存する水を飛ばし、さらに乾燥器で乾燥させてもよい。以上のようにして、表面にアミノ基を有する領域Ａを形成することができる。

　領域Ｂ形成段階では、例えば、図３に示すように、領域Ａ形成段階で形成された領域Ａ（４）のうちの一部の領域について電子線照射５を行い、上記反応により形成された基（例えばアミノ基を有する基）を分解して、領域Ａ（４）が形成される前の基板２表面の状態に戻して領域Ｂ（６）を形成する。すなわち、領域Ｂ（６）のゼータ電位は、領域Ａ（４）形成前の基板２表面のゼータ電位と同じである。

　なお、図３に示すように、電子線照射により領域Ａが形成される前の基板表面の状態に戻してもよいし、上記反応により形成された基のうちの少なくとも一部の結合を切断あるいは基を分解することにより、領域Ａのゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ｂを形成してもよい。

　領域Ａの一部に対する電子線照射は、ＥＢリソグラフィー装置を用いて、予め設計されたパターンに従って行うことができる。すなわち、第一領域および第二領域の形状は、ＥＢリソグラフィー装置にて設計したパターン形状に応じて形成できる。

　以上のようにして、工程（ｉ）により基板表面に互いにゼータ電位が異なる２つの領域Ａおよび領域Ｂを備える基板を作製することができる。

　領域Ｂ形成段階において形成される領域Ｂが幅１μｍ以下の領域を有する場合、領域Ｂを上記第一領域とすることができ、上記領域Ｂ形成段階において残存する領域Ａが幅１μｍ以下の領域を有する場合、領域Ａを上記第一領域とすることができる。

　例えば、基板２としてＳｉ基板、上記化合物としてアミノ基含有シランカップリング剤を用いた場合、表面にアミノ基を有する領域ＡはｐＨ７以下においてゼータ電位がポジティブとなる傾向がある。そして、電子線照射により形成された領域Ｂは、領域Ａが形成される前のＳｉ基板表面と同じく、酸素系官能基に由来するゼータ電位を有し、ネガティブとなる傾向がある。このため、領域Ａを上記第一領域とする場合、ゼータ電位がネガティブである無機ナノ粒子を用いることで上記静電付着工程において領域Ａに無機ナノ粒子が固定される。一方、領域Ｂを第一領域とする場合、ゼータ電位がポジティブである無機ナノ粒子を用いることで上記静電付着工程において領域Ｂに無機ナノ粒子が固定される。

（工程（ｉｉ））
　また、上記領域ＡＢ形成工程としては、他に、（ｉｉ）基板表面にレジスト膜を形成し、その後電子線照射および現像によりレジスト膜の一部を溶解してレジスト膜に穴を開け基板を露出させる段階（レジストマスク形成段階）と、露出した基板上に存在する反応性官能基と、当該反応性官能基と反応性を有する化合物とを反応させて反応前の基板表面のゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ａを形成する段階（領域Ａ形成段階）と、基板表面のレジスト膜を除去して基材表面を露出させ領域Ｂを形成する段階（レジスト除去段階）とを備える工程が挙げられる。

　図４を用いて、上記工程（ｉｉ）を詳細に説明する。レジストマスク形成段階では、基板２上に公知乃至慣用の方法でレジスト膜７を形成する。次に、レジスト膜７の一部に電子線照射５を行い、続く現像処理によって電子線照射部７’のレジスト膜をエッチング等により溶解させ、基板表面８を露出させ、レジストマスクを形成する。なお、図４においては、電子線照射部７’の代わりに電子線未照射部分のレジスト膜をエッチング等により溶解させて基板表面８を露出させてもよい。

　そして、領域Ａ形成段階では、上記化合物を露出した基板表面８に塗布する。上記化合物の塗布は、塗布時にレジスト膜７が溶解するのを防ぐ観点から、気相中（蒸着）で行うことが好ましい。具体的には、レジスト膜７を備えた基板２と、上記化合物が投入された開放状態の容器とを密閉容器内に投入し、上記密閉容器を閉じて静置する。静置中、上記密閉用器内で上記化合物が揮発し、揮発した上記化合物が基板表面８に付着する。また、上記化合物の塗布は、有機溶媒などの上記化合物が溶解や分散可能な溶媒を用いた溶液や分散液を用いて行ってもよい。

　基板２としてＳｉ基板を用い、上記化合物としてアミノ基含有シランカップリング剤を用いた場合、工程（ｉ）における領域Ａ形成工程と同様にして上記縮合反応が進行し、アミノ基を有する基が基板表面８に形成され、領域Ａ（４）が形成される。また、領域Ａ形成段階では、領域Ａ（４）を基板表面８のみに形成してもよいし、これに加えてレジスト膜７上に形成してもよい。

　次に、レジスト除去段階において、残存するレジスト膜（レジストマスク）７を除去し、基板表面を露出させ、露出した領域を領域Ｂ（６）として形成する。レジストマスクの除去は、公知乃至慣用の方法で行うことができ、例えばレジスト膜を溶解する有機溶剤（現像液）に浸漬して行うことができる。

　以上のようにして、工程（ｉｉ）により基板表面に互いにゼータ電位が異なる２つの領域Ａおよび領域Ｂを備える基板を作製することができる。

　上記レジストマスク形成段階において露出する基板表面の領域が幅１μｍ以下の領域を有する場合、その後形成される領域Ａを上記第一領域とすることができ、上記レジストマスク形成段階において残存するレジスト膜の領域が幅１μｍ以下の領域を有する場合、上記レジスト除去段階で露出する基材表面（領域Ｂ）を上記第一領域とすることができる。

　例えば、基板２としてＳｉ基板、上記化合物としてアミノ基含有シランカップリング剤を用いた場合、表面にアミノ基を有する領域ＡはｐＨ７以下においてゼータ電位がポジティブとなる傾向がある。そして、レジストマスク除去により形成された領域Ｂは、領域Ａが形成される前のＳｉ基板表面と同じく、酸素系官能基に由来するゼータ電位を有し、ネガティブとなる傾向がある。このため、領域Ａを上記第一領域とする場合、ゼータ電位がネガティブである無機ナノ粒子を用いることで上記静電付着工程において領域Ａに無機ナノ粒子が固定される。一方、領域Ｂを第一領域とする場合、ゼータ電位がポジティブである無機ナノ粒子を用いることで上記静電付着工程において領域Ｂに無機ナノ粒子が固定される。

　なお、上記製造方法を説明するにあたり、基板としてＳｉ基板を用い、基板表面の反応性官能基と反応性を有する化合物としてアミノ基含有シランカップリング剤を用いた例を説明したが、上記製造方法はこの例には限定されない。すなわち、表面に反応性官能基を有する基板と、当該反応性官能基と反応性を有し且つ基板表面とは異なるゼータ電位を有する官能基を有する化合物とを組み合わせて使用すれば、公知乃至慣用の技術により上記例と同様の方法で上記粒子固定基板を製造することができる。

［ダイヤモンド膜固定基板の製造方法］
　上記無機ナノ粒子としてナノダイヤモンド粒子を用いた上記粒子固定基板に対し、上記ナノダイヤモンド粒子を種として、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により上記ナノダイヤモンド粒子を成長させて、上記基板上にダイヤモンド膜を形成する工程（ＣＶＤ工程）を経ることにより、上記ダイヤモンド膜が固定された基板（ダイヤモンド膜固定基板）を製造することができる。

　上記ＣＶＤ法は、公知乃至慣用の方法で行うことができる。例えば、メタン等の炭素源および水素を含む気相中に上記粒子固定基板を投入し、気相中に水素およびメタンの混合ガスのプラズマを発生させる。これにより、原子状水素および炭素ラジカルが生じ、粒子固定基板上のナノダイヤモンド粒子を種結晶として成長させ、それらが互いに接合（Ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）することでダイヤモンド膜が形成される。

　上記ＣＶＤ工程における温度、圧力、ガス供給量、ガス濃度などの各種条件は特に限定されず、適宜調整される。また、ＣＶＤ工程を行う時間は、得られるダイヤモンド膜の厚さや成長具合、パターンの幅（後述の形成ナノ領域の幅）や間隔に応じて適宜調整される。ＣＶＤ工程を行う気相中のメタン濃度（メタンと水素の合計に対する濃度）は、例えば０．１~１０体積％であり、好ましくは１~５体積％である。ＣＶＤ工程を行う気相中の水素濃度（メタンと水素の合計に対する濃度）は、例えば９０~９９．９体積％であり、好ましくは９５~９９体積％である。温度は、２００~１５００℃が好ましく、より好ましくは５００~１２００℃である。また、ＣＶＤ工程におけるダイヤモンド成長時間は、例えば１~３０分であり、好ましくは５~２５分、より好ましくは１０~２０分である。

　上記製造方法により得られるダイヤモンド膜固定基板は、上記基板と、上記基板上に形成されたダイヤモンド膜とを備える。上記ダイヤモンド膜は、上記粒子固定基板における無機ナノ粒子として固定されたナノダイヤモンド粒子が成長したもの（成長ダイヤモンド粒子）、または成長して結合したものである。上記ダイヤモンド膜は、個々のダイヤモンド粒子が成長し且つ隣接する粒子と結合していない、複数の成長ダイヤモンド粒子により形成された膜、および、個々のダイヤモンド粒子が成長して隣接するダイヤモンド粒子と結合した膜が挙げられる。上記ダイヤモンド膜は、上記粒子固定基板におけるナノダイヤモンド粒子間の隙間に由来する空隙や空孔を有していてもよい。

　上記ダイヤモンド膜固定基板は、上記ダイヤモンド膜が上記基板上に形成された幅１μｍ以下の領域（膜形成ナノ領域）を有することが好ましい。このようなダイヤモンド膜は、上記粒子配置ナノ領域に配置されたナノダイヤモンド粒子を成長させることで作製できる。上記ダイヤモンド膜は上記基板上の幅１μｍ以下の領域内以外に形成されていてもよい。

　図５に、上記膜形成ナノ領域を有する上記ダイヤモンド膜固定基板の一実施形態の拡大模式図を示す。ダイヤモンド膜固定基板１０は、図１に示す粒子固定基板１におけるナノダイヤモンド粒子３をＣＶＤ法により成長させて作製されるものである。図５に示すダイヤモンド膜固定基板１０は、基板２と、複数のダイヤモンド膜３’とを含む。ダイヤモンド膜固定基板１０において、１つのダイヤモンド膜３’は基板２上の、幅Ｄ１が１μｍ以下であり且つ横方向（幅Ｄ１と直交する方向）に伸びる領域（膜形成ナノ領域）内に配置されている。幅Ｄ１が横方向に伸びる領域は、縦方向にＤ２の間隔で複数配列しており、ストライプ柄を形成している。

　図６に、上記膜形成ナノ領域を有する上記ダイヤモンド膜固定基板の他の一実施形態の拡大模式図を示す。ダイヤモンド膜固定基板１０は、図２に示す粒子固定基板１におけるナノダイヤモンド粒子３をＣＶＤ法により成長させて作製されるものである。図６に示すダイヤモンド膜固定基板１０は、基板２とダイヤモンド膜３’とを含む。ダイヤモンド膜３’は、図２に示す粒子固定基板におけるナノダイヤモンド粒子３が、各ナノダイヤモンド粒子３同士が結合しない程度に成長した複数の成長ダイヤモンド粒子より形成される膜である。ダイヤモンド膜固定基板１０において、ダイヤモンド膜３’は基板２上の、幅Ｄ１が１μｍ以下であり且つ横方向（幅Ｄ１と直交する方向）に伸びる領域（膜形成ナノ領域）内に配置されている。幅Ｄ１が横方向に伸びる領域は、縦方向にＤ２の間隔で複数配列しており、ストライプ柄を形成している。

　また、上記ダイヤモンド膜固定基板は、例えば図６および図１４に示すように、上記基板上に、ダイヤモンド膜が形成されていない幅１μｍ以下の領域（基板露出ナノ領域）を有していてもよい。また、上記基板露出ナノ領域は、上記膜形成ナノ領域に存在していてもよい。このようなダイヤモンド膜固定基板は、上記粒子配置ナノ領域に配置されたナノダイヤモンド粒子を、ナノダイヤモンド粒子間の隙間が完全に埋まらないように、上記基板露出ナノ領域が残存するまで成長させて作製することができる。このようなダイヤモンド膜固定基板は、図２に示す粒子固定基板１におけるナノダイヤモンド粒子３をＣＶＤ法により成長させて作製されるものである。

　上記膜形成ナノ領域は、上述の粒子配置ナノ領域として例示および説明された形状が挙げられる。また、上記膜形成ナノ領域における「幅」の考え方については上記粒子配置ナノ領域における「幅」と同じである。上記膜形成ナノ領域は、上記基板上において１つのみ存在していてもよいし、同一または異なる形状で複数存在していてもよい。また、上記膜形成ナノ領域は、規則的に配置（配列）されていてもよいし、不規則に配置されていてもよいが、規則的に配置されていることが好ましい。規則的に配置されることで表される柄としては、ストライプ柄、ドット柄、チェック柄、格子柄、千鳥格子、網目模様などが挙げられる。ドット柄におけるドットの形状は、特に限定されず、＋、円、多角形などが挙げられる。

　上記ストライプ柄やドット柄などの規則的に配列した形状における上記複数の粒子配置領域間の間隔（例えば図５~６のＤ２）は、特に限定されないが、上記幅の長さに対して、０．１~１．５倍が好ましく、より好ましくは０．５~１．０倍である。

　上記ダイヤモンド膜は、ナノダイヤモンド粒子の成長により形成されるものであることから、膜表面（例えば図５~６の３’ａ）の算術平均粗さＲａが６ｎｍ以上（例えば６~２０ｎｍ）であることが好ましく、より好ましくは７ｎｍ以上（例えば７~１５ｎｍ）である。また、上記ダイヤモンド膜表面（例えば図５~６の３’ａ）の二乗平均平方根高さＲｑは８ｎｍ以上（例えば８~３０ｎｍ）であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上（例えば１０~２０ｎｍ）である。なお、従来の方法によれば、基板上に平板状のダイヤモンド膜が形成されたダイヤモンド膜形成固定基板を用いて、ダイヤモンド膜表面を研磨して平滑化し、続くエッチングによりダイヤモンド膜および基板の一部を除去することで、基板上の幅１μｍ以下の領域内にダイヤモンド膜を残すことが可能である。しかし、このような従来の方法では、レジストマスクパターン形成および均一なエッチングを行うためにダイヤモンド膜表面の平滑化が必須であるため、エッチング後のダイヤモンド膜表面の粗度は一般的に低い。

　上記ダイヤモンド膜の厚さ（基板表面とダイヤモンド膜表面の最高度地点との距離）は、１０~２００ｎｍが好ましく、より好ましくは３０~１００ｎｍである。

　上記ダイヤモンド膜固定基板は、上記粒子固定基板におけるナノダイヤモンド粒子を成長させて得られるものであるため、上記ダイヤモンド膜固定基板におけるダイヤモンド膜は、ナノダイヤモンド粒子の形状が維持された状態で膜形成されている。このため、上記ダイヤモンド膜固定基板はＭＥＭＳ、ＮＥＭＳなど機械的スイッチング素子や振動子に使用することが可能である。また、上記ダイヤモンド膜は高温の加熱条件下におけるＣＶＤ法で作製した場合、上記基板と上記ダイヤモンド膜とは少なくとも一部が反応して結合を形成するため接着性に優れる。

［ダイヤモンドの製造方法］
　上記基板上に上記ダイヤモンド膜が固定された上記ダイヤモンド膜固定基板から、上記基材を除去することで、上記ナノダイヤモンド膜に由来するダイヤモンドを製造することができる。

　上記ナノダイヤモンド膜に由来するダイヤモンドは、上記ダイヤモンド膜が上記基材から剥離して得られるダイヤモンドであり、上記ダイヤモンド膜の単独自立固体または上記ダイヤモンド膜を構成するダイヤモンド粒子である。具体的には、上記ダイヤモンド膜が個々の成長ダイヤモンド粒子より形成されている場合、得られるダイヤモンドは上記成長ダイヤモンド粒子である。上記ダイヤモンド膜が、複数のダイヤモンド粒子同士が成長により結合して一つの膜状ダイヤモンドを形成している場合、得られるダイヤモンドは上記膜状ダイヤモンドである。上記膜状ダイヤモンドは、上記粒子固定基板におけるナノダイヤモンド粒子間の隙間に由来する空隙や空孔を有していてもよい。

　上記基板の除去方法は、公知乃至慣用の方法を採用することができ、例えば、上記ダイヤモンド膜固定基板から物理的に基板を剥離する方法、基板を化学的に除去する方法などが挙げられる。

　上記ダイヤモンドの製造方法によれば、上記ダイヤモンド膜固定基板の上に形成された幾何学的形状のダイヤモンド膜を、膜状ダイヤモンド（棒状ダイヤモンド）などの単独の自立固体であるダイヤモンドとして得ることができる。また、成長ダイヤモンド粒子として、種結晶であるナノダイヤモンド粒子よりも少し大きい粒子状のダイヤモンド粒子の自立固体を単独で得ることができる。また、上記自立固体のダイヤモンドはナノメートルスケールである場合、溶媒に分散させて、ダイヤモンドが溶媒に分散したナノダイヤモンド分散組成物を製造することができる。上記ナノダイヤモンド分散組成物は、バイオセンシングやバイオイメージングなどの生体応用に利用することが期待できる。

　本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の趣旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本開示に係る各発明は、実施形態や以下の実施例によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

　以下に、実施例に基づいて本開示の一実施形態をより詳細に説明する。

　実施例１
（Ｓｉ基板の前処理）
　５００ｍＬのビーカーを用意し、２００ｍＬの脱イオン水（純水）を注ぎ、ここに濃度１２質量％のアンモニア水を１００ｍＬ加え、ビーカーをオイルバスに浸して約９６℃に加熱した。その後、オイルバスの温度を８０℃に設定し、ビーカー内に３０質量％の過酸化水素水を４０ｍＬ投入した。これにより、７５~８０℃のＲＣＡ（ＳＣ−１）洗浄液を得た。一方、市販の半導体Ｓｉウエハー（直径４インチ、Ｓｉ（１００）、ｐ型、片面研磨）をウエハーカッター（ダイヤモンドスクライバー）で１．５ｃｍ×１．５ｃｍの正方形にカット（へき開）し、Ｓｉ基板を作製した。上記Ｓｉ基板を素早く、過酸化水素水の分解が進行する前に上記洗浄液に投入し、時計皿をビーカー開口部にかぶせた後、オイルバスの温度を７５~８０℃に昇温させ、その状態で３０分間維持した。この洗浄処理はＳｉ基板の一般的な洗浄方法であるＲＣＡ洗浄のうちＳＣ−１洗浄と呼ばれるものであり、Ｓｉ基板表面の有機物の溶解除去と非溶解性のパーティクルを剥離除去する効果をもつ。３０分経過後、オイルバスの電源を切り、洗浄液が３０℃以下に冷えるまで待機した。冷却後はＳｉ基板を取り出さずに、基板が空気に触れないように注意しながら純水による流水洗浄でＳｉ基板を充分に洗浄した。洗浄後の基板はエアブローで研磨面を乾燥させ、空気中のダストが付着しないように密閉容器内で保管した。

（液相反応系のアミノシランカップリング剤によるＳｉ基板のアミノ修飾）
　三口フラスコにトルエン２０ｍＬを入れ、上記前処理を行ったＳｉ基板をトルエン溶媒中に入れた。そして、上記フラスコに、シリンジでアミノシランカップリング剤（Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン）を約０．１ｍＬ添加した。窒素を通気しながら、オイルバスにてフラスコを７０℃で１２時間加熱し、反応を実施した。反応後のフラスコにトルエンを約１０ｍＬ加え、Ｓｉ基板を洗浄した。トルエンでの洗浄を２~３回繰り返し、次いでエタノールを１０ｍＬ加え、２~３回洗浄を繰り返した。洗浄後、Ｓｉ基板を取り出し、純水で３回繰り返し洗い流した。洗浄後の基板にエアブローを行って水分を飛ばし、シャーレに入れたのちに乾燥器で１１０℃のベーク処理を行った。このようにして、Ｓｉ基板の表面全面にシランカップリング処理を行い、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルシリル基が導入（アミノ修飾）された領域を全面に形成した。処理後の基板は次のパターニング処理に用いた。

（電子線描画によるアミノ修飾Ｓｉ基板のパターンニング）
　アミノ修飾Ｓｉ基板表面に対し、ＥＢリソグラフィー装置を用いて予め設計されたパターンに沿って電子線（ＥＢ）照射した。具体的には、表１に示す９種の設計パターンについてＥＢ照射を行った。ＥＢ照射された領域のアミノ基のみが分解されて元のＳｉ基板表面が露出し、一方でＥＢ照射されていない領域にはアミノ基が残存する。これにより、ｐＨ６において、未修飾のＳｉ基板表面の酸素系官能基に由来するネガティブのゼータ電位（約−４０ｍＶ）を有する領域と、アミノ基由来のポジティブのゼータ電位（約３０ｍＶ）を有する領域をパターニングすることができた。なお、ゼータ電位の測定方法は後述する通りである。

　表中、「Ｌ＆Ｓ」（Ｌｉｎｅ　ａｎｄ　ｓｐａｃｅ）はストライプ形状を示し、Ｌは電子線照射領域の幅の長さ、Ｓは電子線未照射領域の幅の長さを示す。また、「ＨＯＬＥ（ＳＱ）」はスクウェア形状のホールを有する形状を示し、∧は電子線照射領域の幅の長さ、Φは電子線未照射領域の幅の長さを示す。

（ナノダイヤモンドの選択的塗布（静電吸着））
　ζ−ナノダイヤモンド水分散液（商品名「ＤＩＮＮＯＶＡＲＥ」、株式会社ダイセル製、ｐＨ６におけるゼータ電位：約−２７ｍＶ）を用い、ナノダイヤモンドをＳｉ基板表面へ塗布した。具体的には、上記ナノダイヤモンド水分散液１０ｍＬをプラスチック製容器に採取し、上記のようにしてパターニング処理されたＳｉ基板を上記ナノダイヤモンド水分散液に浸漬した。約１分後にＳｉ基板を取り出し、純水で基板表面を充分に洗い流した。洗ったＳｉ基板表面をエアブローし、残存している水を飛ばし、密閉容器に保管した。得られたＳｉ基板（ナノダイヤモンド粒子固定基板）表面は次の通り原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により表面形態を分析した。

（ＡＦＭによるＳｉ基板上のナノダイヤ付着状態の評価）
　ＡＦＭ装置（装置名「Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｉｃｏｎ」、Ｂｒｕｋｅｒ社製）を用い、ナノダイヤモンド粒子固定基板の表面形態を分析した。分析条件は下記の通りとした。
　プローブ：ＳｃａｎＡｓｙｓｔ−Ａｉｒ
　Ｍｏｄｅ：ＱＮＭ　ｉｎ　Ａｉｒ（Ｓｔａｎｄａｒｄ）
　Ｓｃａｎ　Ｒａｔｅ：０．５Ｈｚ

　上記表１に示すＬ＆Ｓの（Ｘ：１，Ｙ：１）、（Ｘ：１，Ｙ：２）、（Ｘ：１，Ｙ：３）、および（Ｘ：２，Ｙ：１）について、ＡＦＭ装置による分析した結果、ナノダイヤモンド粒子が吸着されているエリアと吸着されていないエリアが確認された。（Ｘ：１，Ｙ：３）のパターニングでは、５００ｎｍの幅のエリアでナノダイヤモンドが吸着している様子と２００ｎｍの幅のエリアでナノダイヤモンドが吸着していない様子が確認された。代表例として、（Ｘ：１，Ｙ：３）のパターニングで得られたＡＦＭ像を図７に示す。

　実施例２
（電子線描画によるレジストパターンの形成）
　実施例１と同様にして前処理を行ったＳｉ基板表面に対し、レジスト樹脂（商品名「ＺＥＰ５２０Ａ」、日本ゼオン株式会社製）をスピンコーターにより均一に塗布した。Ｓｉ基板上に形成されたレジスト樹脂に対し、ＥＢリソグラフィー装置を用いて予め設計されたパターンに従ってＥＢ照射した。具体的には、表２に示す９種の設計パターンについてＥＢ照射を行った。その後、２００ｍＬビーカー内に投入された１００ｍＬのＺＥＰ５２０Ａレジスト用の現像液（アニソール溶媒）に上記基板を浸漬することで、設計パターンに従ったレジストマスクのパターンを形成した。

（気相反応系のアミノシランカップリング剤によるＳｉ基板のアミノ修飾）
　４００ｍＬの密閉ガラス容器を用意し、レジストマスクパターンが形成されたＳｉ基板を表向きで設置した。上記密閉ガラス容器内のＳｉ基板の脇に、約１０ｍＬの３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）を入れたスクリュー管を、蓋をしていない状態で設置した。その後、密閉ガラス容器の蓋を閉じて２０時間放置した。放置中、揮発したＡＰＴＥＳがＳｉ基板のレジストマスクが形成されていない領域のシラノール基と反応し、選択的領域にアミノ修飾が施される。２０時間放置後Ｓｉ基板を取り出し、トルエンに１０分間浸漬することで、レジストマスクパターンを完全に剥離させた。これにより、ｐＨ６において、未修飾のＳｉ基板表面の酸素系官能基に由来するネガティブのゼータ電位（約−４０ｍＶ）を有する領域と、アミノ基由来のポジティブのゼータ電位（約３０ｍＶ）を有する領域をパターニングすることができた。なお、ゼータ電位の測定方法は後述する通りである。

（ナノダイヤモンドの選択的塗布（静電吸着））
　上記のようにしてパターニング処理されたＳｉ基板について、実施例１と同様にして、ナノダイヤモンドをＳｉ基板表面へ塗布した。得られたＳｉ基板（ナノダイヤモンド粒子固定基板）表面は次の通り原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により表面形態を分析した。ＡＦＭ分析の条件は実施例１と同様である。

　表２に示す９種の設計パターンの全てにおいて、ＡＦＭ装置による分析した結果、ナノダイヤモンド粒子が吸着されているエリアと吸着されていないエリアが確認された。代表例として、最も微細なパターンである（Ｘ：３，Ｙ：３）のパターニングで得られたＡＦＭ像を図８に示す。

＜ゼータ電位の測定方法＞
　ゼータ電位の測定には商品名「Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ　Ｎａｎｏ　ＺＳ」（Ｍａｌｖｅｒｎ　Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ社製）を使用した。ゼータ電位は基板状の物質では測定できず、溶媒に分散した粒子状態のものでしか測定できない。そのため、ナノダイヤモンド粒子のゼータ電位については、使用したナノダイヤモンド粒子水分散液をそのまま装置にセットして測定を実施した。一方、前処理を行ったＳｉ基板表面のゼータ電位の測定は、シリコンナノ粒子を純水に分散させて得られた分散液についてゼータ電位測定を行うことで代替した。また、アミノ修飾されたＳｉ基板のゼータ電位の測定は、上記シリコンナノ粒子について基板と同様のアミノ修飾処理を施した粒子を純水に分散させて得られた分散液についてゼータ電位測定を行うことで代替した。測定原理としては、６３３ｎｍのレーザーを用いたレーザードップラー効果により、溶媒に分散したナノ粒子がある電界強度中で電気泳動する速度を測定し、その速度からヘンリーの式を用いてゼータ電位に換算している。測定条件としては、１７３°の後方散乱配置で３００回のスキャン結果の平均を算出している。液中の粒子濃度は、０．０１~１質量％程度であれば濃度に依存せずゼータ電位が算出される。今回の実施例ではナノダイヤモンド粒子濃度が１質量％、シリコンナノ粒子濃度が０．１質量％で測定を実施した。

　実施例３
（ナノダイヤモンド粒子固定基板の作製）
　実施例２と同様にしてナノダイヤモンド粒子固定基板を作製した。なお、パターンとして、「Ｌ＆Ｓ」（２００／２００（Ｌ／Ｓ））、「Ｌ＆Ｓ」（１５０／１５０（Ｌ／Ｓ））、「Ｌ＆Ｓ」（１００／１００（Ｌ／Ｓ））、および「ＨＯＬＥ（ＳＱ）」（２００／２００（∧／φ））の４種についてそれぞれ作製した。

（ダイヤモンド膜固定基板の作製）
　上記で作製したナノダイヤモンド粒子固定基板をＣＶＤ工程に処してダイヤモンド膜を形成した。上記ＣＶＤ工程には、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置（商品名「ＳＤＳシリーズ：ＳＤＳ５２００Ｓ」コーンズテクノロジー株式会社製）を用いた。具体的には、ＣＶＤ装置におけるＭｏ製円板の中央部にナノダイヤモンド粒子固定基板を設置し、その周囲にボロンナイトライドのリングを設置した後、真空槽内を３×１０^−６Ｔｏｒｒ以下まで排気した。Ｈ_２とＣＨ_４を９７：３の割合で導入して圧力を１０Ｔｏｒｒにし、マイクロ波の発振を開始してプラズマを発生させた。ガス流量をＨ_２：２９１ｓｃｃｍ、ＣＨ_４：９ｓｃｃｍの計３００ｓｃｃｍとして導入しながら、ロータリーポンプにより継続的に排気することで装置内の圧力を一定に保った。マイクロ波の発信を開始した直後に速やかに圧力を６０Ｔｏｒｒにし、ダイヤモンド成長に適したＣＶＤ条件に移行させた。基板温度については、オプティカルパイロメータを用いてＳｉ基板表面を測定した。ダイヤモンド成長時間は、１０ｍｉｎとした。以下にダイヤモンド成長条件を示す。成長終了後は、ロータリーポンプとターボ分子ポンプにより気体を排気し、約３０分自然冷却した後、大気開放して試料を取り出した。

＜マイクロ波プラズマＣＶＤによるダイヤモンド成長条件＞
・予備排気圧力：１．０×１０^−６Ｔｏｒｒ以下
・ＣＨ_４濃度｛ＣＨ_４／（ＣＨ_４＋Ｈ_２）｝：３体積％
・放電気体圧力：６０Ｔｏｒｒ
・ガス流量：３００ｓｃｃｍ
・マイクロ波パワー：１．２ｋＷ
・基板温度：約１０３０℃
・成長時間：１０ｍｉｎ

　得られたＳｉ基板（ダイヤモンド膜固定基板）表面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（型番「ＳＵ５０００」、株式会社日立ハイテク製）により表面形態を分析した。加速電圧は３．０ｋＶとした。

　ＳＥＭ分析を行った基板について、パターンの種類およびこれらのＳＥＭ画像の図面番号を表３に示す。表３に示すパターンは、ＣＶＤ工程を行う前のナノダイヤモンド粒子固定基板における設計パターンである。表３に示す４種の設計パターンの全てにおいて、ＳＥＭ装置による分析した結果、ナノダイヤモンド粒子が成長して形成されたダイヤモンド膜が存在するエリアと存在しないエリアが確認された。また、Ｎｏ．１についてダイヤモンド膜の表面粗さを各２箇所について原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定したところ、算術平均粗さＲａは８．７０ｎｍおよび１１．２ｎｍ、二乗平均平方根高さＲｑは１１．１ｎｍおよび１４．４ｎｍであった（測定箇所を図１３に示す）。さらに、Ｎｏ．１についてダイヤモンド膜の高さの断面プロットを測定した。測定箇所および測定結果を図１４に示す。

　以下、本開示に係る発明のバリエーションを記載する。
［付記１］基板と、前記基板上に配置された複数の無機ナノ粒子とを備え、
　前記複数の無機ナノ粒子は、前記基板上の幅１μｍ以下の領域内に互いに接触して配置されている、粒子固定基板。
［付記２］前記無機ナノ粒子のゼータ電位と、前記無機ナノ粒子が配置された位置における前記基板表面のゼータ電位との電位差が３０ｍＶ以上（または、４０ｍＶ以上、５０ｍＶ以上）である、付記１に記載の粒子固定基板。
［付記３］前記無機ナノ粒子、および、前記無機ナノ粒子が配置された位置における前記基板表面の、一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである、付記１または２に記載の粒子固定基板。
［付記４］基板と、前記基板上に配置された無機ナノ粒子とを備え、
　前記無機ナノ粒子のゼータ電位と、前記無機ナノ粒子が配置された位置における前記基板表面のゼータ電位との電位差が３０ｍＶ以上（または、４０ｍＶ以上、５０ｍＶ以上）である、粒子固定基板。
［付記５］前記無機ナノ粒子、および、前記無機ナノ粒子が配置された位置における前記基板表面の、一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである、付記４に記載の粒子固定基板。
［付記６］基板と、前記基板上に配置された無機ナノ粒子とを備え、
　前記無機ナノ粒子、および、前記無機ナノ粒子が配置された位置における前記基板表面の、一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである、粒子固定基板。
［付記７］前記基板上において複数の前記幅１μｍ以下（または、６００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下）の領域が規則的に配列しており、前記複数の幅１μｍ以下（または、６００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下）の領域内それぞれに、前記無機ナノ粒子が配置されている、付記１~６のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記８］前記ナノ粒子は金属ナノ粒子、半導体ナノ粒子、およびナノ炭素粒子からなる群より選択される１種以上（好ましくはナノ炭素粒子、より好ましくはナノダイヤモンド粒子）を含む付記１~７のいずれか１つに記載の粒子固定基板。

［付記９］前記無機ナノ粒子と前記基板の前記無機ナノ粒子が配置された領域の表面のゼータ電位とは異なる符号である、付記１~８のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記１０］前記無機ナノ粒子と前記基板の前記無機ナノ粒子が配置されていない領域の表面のゼータ電位とは同じ符号である、付記１~９のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記１１］前記無機ナノ粒子のゼータ電位はネガティブ（好ましくはゼータ電位が−５ｍＶ以下、−１０ｍＶ以下、または−１５ｍＶ以下）である、付記１~１０のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記１２］前記基板の前記無機ナノ粒子が配置された領域におけるゼータ電位はポジティブ（好ましくは５ｍＶ以上、より好ましくは１０ｍＶ以上）である、付記１１に記載の粒子固定基板。
［付記１３］前記基板の前記無機ナノ粒子が配置されていない領域におけるゼータ電位はネガティブ（好ましくは−１０ｍＶ以下、より好ましくは−２０ｍＶ以下）である、付記１１または１２に記載の粒子固定基板。
［付記１４］前記無機ナノ粒子のゼータ電位はポジティブ（好ましくはゼータ電位が５ｍＶ以上、１０ｍＶ以上、または２０ｍＶ以上）である、付記１~１０のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記１５］前記基板の前記無機ナノ粒子が配置された領域におけるゼータ電位はネガティブ（好ましくは−１０ｍＶ以下、より好ましくは−２０ｍＶ以下）である、付記１４に記載の粒子固定基板。
［付記１６］前記基板の前記無機ナノ粒子が配置されていない領域におけるゼータ電位はポジティブ（好ましくは５ｍＶ以上、より好ましくは１０ｍＶ以上）である、付記１４または１５に記載の粒子固定基板。
［付記１７］前記無機ナノ粒子と前記基板の前記無機ナノ粒子が配置された領域の表面とのゼータ電位の電位差は３０ｍＶ以上（または４０ｍＶ以上、５０ｍＶ以上、６０ｍＶ以上）である、付記１~１６のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記１８］前記基板の前記無機ナノ粒子が配置された領域と配置されていない領域のゼータ電位の電位差は３０ｍＶ以上（または、４０ｍＶ以上、５０ｍＶ以上、６０ｍＶ以上である、付記１~１７のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記１９］前記無機ナノ粒子と前記基板の前記無機ナノ粒子が配置されていない領域の表面とのゼータ電位の電位差は、３０ｍＶ未満（または、２５ｍＶ以下、２０ｍＶ以下）である、付記１~１８のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記２０］前記基板は、前記無機ナノ粒子が配置されていない領域の表面にヒドロキシ基またはカルボキシ基（好ましくはヒドロキシ基）を有する、付記１~１９のいずれか１つに記載の粒子固定基板。
［付記２１］前記無機ナノ粒子は、前記無機ナノ粒子を構成する無機物が表面に露出した粒子である、付記１~２０のいずれか１つに記載の粒子固定基板。

［付記２２］互いのゼータ電位の電位差が３０ｍＶ以上（または、４０ｍＶ以上、５０ｍＶ以上）である第一領域および第二領域を備える基板上の、前記第一領域内に存在する幅１μｍ以下（または、６００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下）の領域に、静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる、粒子固定基板の製造方法。
［付記２３］前記第一領域および前記第二領域の一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである、付記２２に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記２４］一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである第一領域および第二領域を備える基板上の、前記第一領域内に存在する幅１μｍ以下の領域に、静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる、粒子固定基板の製造方法。
［付記２５］前記基板上において複数の前記第一領域は規則的に配列しており、前記複数の第一領域内それぞれに前記無機ナノ粒子を配置させる、付記２２~２４のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記２６］前記ナノ粒子は金属ナノ粒子、半導体ナノ粒子、およびナノ炭素粒子からなる群より選択される１種以上（好ましくはナノ炭素粒子、より好ましくはナノダイヤモンド粒子）を含む付記２２~２５のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。

［付記２７］前記無機ナノ粒子と前記第二領域の表面のゼータ電位とは同じ符号である、付記２２~２６のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記２８］前記無機ナノ粒子のゼータ電位はネガティブ（好ましくはゼータ電位が−５ｍＶ以下、−１０ｍＶ以下、または−１５ｍＶ以下）である、付記２２~２７のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記２９］前記基板の前記第一領域表面におけるゼータ電位はポジティブ（好ましくは５ｍＶ以上、より好ましくは１０ｍＶ以上）である、付記２８に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３０］前記基板の前記第二領域表面におけるゼータ電位はネガティブ（好ましくは−１０ｍＶ以下、より好ましくは−２０ｍＶ以下）である、付記２８または２９に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３１］前記無機ナノ粒子のゼータ電位はポジティブ（好ましくはゼータ電位が５ｍＶ以上、１０ｍＶ以上、または２０ｍＶ以上）である、付記２２~２７のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３２］前記基板の前記第一領域表面におけるゼータ電位はネガティブ（好ましくは−１０ｍＶ以下、より好ましくは−２０ｍＶ以下）である、付記３１に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３３］前記基板の前記第二領域表面におけるゼータ電位はポジティブ（好ましくは５ｍＶ以上、より好ましくは１０ｍＶ以上）である、付記３１または３２に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３４］前記無機ナノ粒子と前記第一領域表面とのゼータ電位の電位差は、３０ｍＶ以上（または４０ｍＶ以上、５０ｍＶ以上）である、付記２２~３３のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３５］前記無機ナノ粒子と前記第二領域表面とのゼータ電位の電位差は、３０ｍＶ未満（または、２５ｍＶ以下、２０ｍＶ以下）である、付記２２~３４のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３６］前記第一領域および前記第二領域のうち、表面のデータ電位がネガティブである領域は表面にヒドロキシ基またはカルボキシ基（好ましくはヒドロキシ基）を有する、付記２２~３５のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３７］前記第一領域および前記第二領域のうち、表面のデータ電位がポジティブである領域は表面にカチオン性基（好ましくはアミノ基）を有する、付記２２~３６のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３８］前記カチオン性基は、ゼータ電位がポジティブである領域における一つの結合位置に１以上（好ましくは２~４、さらに好ましくは２）存在する、付記３７に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記３９］前記カチオン性基は、第一級アミノ基（好ましくは、第一級アミノ基および第二級アミノ基）を有する、付記３７または３８に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記４０］前記無機ナノ粒子は、前記無機ナノ粒子を構成する無機物が表面に露出した粒子である、付記２２~３９のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。

［付記４１］前記静電付着工程の前に行う、前記基板表面に互いにゼータ電位が異なる２つの領域Ａおよび領域Ｂを形成する領域ＡＢ形成工程をさらに備え、前記領域Ａおよび前記領域Ｂのうちの一方を前記第一領域とし、他方を前記第二領域とする、付記２２~４０のいずれか１つに記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記４２］前記領域ＡＢ形成工程は、基板上に存在する反応性官能基と、当該反応性官能基と反応性を有する化合物とを反応させて反応前の基板表面のゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ａを形成する領域Ａ形成段階と、電子線照射により前記領域Ａの一部において前記反応により形成された基の少なくとも一部を切断して領域Ａのゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ｂを形成する領域Ｂ形成段階とを備える、付記４１に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記４３］前記基板としてＳｉ基板を用い、前記化合物としてアミノ基含有シランカップリング剤を用いる、付記４２に記載の粒子固定基板の製造方法。
［付記４４］前記領域ＡＢ形成工程は、前記基板表面にレジスト膜を形成し、その後電子線照射および現像によりレジスト膜の一部を溶解してレジスト膜に穴を開け基板を露出させるレジストマスク形成段階と、露出した基板上に存在する反応性官能基と、当該反応性官能基と反応性を有する化合物とを反応させて反応前の基板表面のゼータ電位とは異なるゼータ電位を有する領域Ａを形成する領域Ａ形成段階と、基板表面のレジスト膜を除去して基材表面を露出させ領域Ｂを形成するレジスト除去段階とを備える、付記４１に記載の粒子固定基板の製造方法。

［付記４５］前記ナノ粒子がナノダイヤモンド粒子を含む付記１~２１のいずれか１つに記載の粒子固定基板に対し、前記ナノダイヤモンド粒子を種として、化学気相成長法により前記ナノダイヤモンド粒子を成長させて、前記基板上にダイヤモンド膜を形成するＣＶＤ工程を備える、ダイヤモンド膜固定基板の製造方法。
［付記４６］前記ＣＶＤ工程において、前記ダイヤモンド膜を前記基板上の幅１μｍ以下の領域内に形成する付記４５に記載のダイヤモンド膜固定基板の製造方法。
［付記４７］前記ＣＶＤ工程により前記基板上に前記ダイヤモンド膜が形成されていない幅１μｍ以下の領域を形成する付記４５または４６に記載のダイヤモンド膜固定基板の製造方法。

［付記４８］基板と、前記基板上に形成されたダイヤモンド膜とを備え、前記ダイヤモンド膜は前記基板上の幅１μｍ以下の領域内に形成されており、前記ダイヤモンド膜表面の算術平均粗さＲａは６ｎｍ以上（７ｎｍ以上、６~２０ｎｍ、または７~１５ｎｍ）である、ダイヤモンド膜固定基板。
［付記４９］前記ダイヤモンド膜表面の二乗平均平方根高さＲｑは８ｎｍ以上（１０ｎｍ以上、８~３０ｎｍ、または１０~２０ｎｍ）である付記４８に記載のダイヤモンド膜固定基板。
［付記５０］基板と、前記基板上に形成されたダイヤモンド膜とを備え、前記ダイヤモンド膜は前記基板上の幅１μｍ以下の領域内に形成されており、前記ダイヤモンド膜表面の二乗平均平方根高さＲｑは８ｎｍ以上（１０ｎｍ以上、８~３０ｎｍ、または１０~２０ｎｍ）である、ダイヤモンド膜固定基板。
［付記５１］前記基板上に前記ダイヤモンド膜が形成されていない幅１μｍ以下の領域を有する付記４８~５０のいずれか１つに記載のダイヤモンド膜固定基板。
［付記５２］前記基板上に前記ダイヤモンド膜が形成されていない幅１μｍ以下の領域を、前記ダイヤモンド膜が前記基板上に形成された幅１μｍ以下の領域内に有する付記５０に記載のダイヤモンド膜固定基板。

［付記５３］付記４５~５２のいずれか１つに記載のダイヤモンド膜固定基板から前記基板を除去して前記ダイヤモンド膜に由来するダイヤモンドを得る、ダイヤモンドの製造方法。
［付記５４］前記ダイヤモンド膜に由来するダイヤモンドは、前記ダイヤモンド膜または前記ダイヤモンド膜を構成するダイヤモンド粒子である、付記５３に記載のダイヤモンドの製造方法。

　１　樹脂固定基板
　２　基板
　３　無機ナノ粒子
　４　領域Ａ
　５　電子線照射
　６　領域Ｂ
　７　レジスト膜
　７’　電子線照射部
　８　基材表面
　１０　ダイヤモンド膜固定基板
　３’　ダイヤモンド膜
　３’ａ　ダイヤモンド膜表面
　Ｄ１　粒子配置領域の幅
　Ｄ２　粒子配置領域の間隔

Claims (12)

1. 　基板と、前記基板上に配置された複数の無機ナノ粒子とを備え、
   　前記複数の無機ナノ粒子は、前記基板上の幅１μｍ以下の領域内に互いに接触して配置されている、粒子固定基板。
2. 　基板と、前記基板上に配置された無機ナノ粒子とを備え、
   　前記無機ナノ粒子のゼータ電位と、前記無機ナノ粒子が配置された位置における前記基板表面のゼータ電位との電位差が３０ｍＶ以上である、粒子固定基板。
3. 　前記基板上において複数の前記幅１μｍ以下の領域が規則的に配列しており、前記複数の幅１μｍ以下の領域内それぞれに、前記無機ナノ粒子が配置されている、請求項１または２に記載の粒子固定基板。
4. 　前記ナノ粒子はナノダイヤモンド粒子を含む請求項１~３のいずれか１項に記載の粒子固定基板。
5. 　互いのゼータ電位の電位差が３０ｍＶ以上である第一領域および第二領域を備える基板上の、前記第一領域内に存在する幅１μｍ以下の領域に、静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる、粒子固定基板の製造方法。
6. 　前記第一領域および前記第二領域の一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである、請求項５に記載の粒子固定基板の製造方法。
7. 　一方のゼータ電位がポジティブであり他方のゼータ電位がネガティブである第一領域および第二領域を備える基板上の、前記第一領域内に存在する幅１μｍ以下の領域に、静電的作用により無機ナノ粒子を配置させる、粒子固定基板の製造方法。
8. 　前記基板上において複数の前記第一領域は規則的に配列しており、前記複数の第一領域内それぞれに前記無機ナノ粒子を配置させる、請求項５~７のいずれか１項に記載の粒子固定基板の製造方法。
9. 　前記無機ナノ粒子はナノダイヤモンド粒子を含む請求項５~８のいずれか１項に記載の粒子固定基板の製造方法。
10. 　請求項４に記載の粒子固定基板に対し、前記ナノダイヤモンド粒子を種として、化学気相成長法により前記ナノダイヤモンド粒子を成長させて、前記基板上にダイヤモンド膜を形成するＣＶＤ工程を備える、ダイヤモンド膜固定基板の製造方法。
11. 　前記ＣＶＤ工程において、前記ダイヤモンド膜を前記基板上の幅１μｍ以下の領域内に形成する請求項１０に記載のダイヤモンド膜固定基板の製造方法。
12. 　請求項１０または１１に記載のダイヤモンド膜固定基板から前記基板を除去して前記ダイヤモンド膜の単独自立固体または前記ダイヤモンド膜を構成するダイヤモンド粒子を得る、ダイヤモンドの製造方法。

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