WO2023085231A1 - 分子性金属の単結晶薄膜、それを備えた部品、及び単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

高い電気伝導度と高い光透過率を兼ね備えた分子性金属の単結晶薄膜を提供する。　分子性金属の単結晶薄膜であって、前記分子性金属が下記式（Ｉ）で表される化合物であり、波長３６０～８３０ｎｍの光の透過率が８０％以上である。　式（Ｉ）中、ＸはＳ、Ｏ、及び、Ｓｅからなる群より選択される少なくとも１種の原子を表し、複数ある前記Ｘはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、Ｒは水素原子、又は、１価の置換基を表し、複数ある前記Ｒはそれぞれ同一でも異なっていてもよいが、前記Ｒのうち少なくとも１つは、下記式（ＩＩ）で表される基からなる群より選択される少なくとも１種の基であり、隣接する原子に置換する前記Ｒは互いに連結して環を形成してもよい。　式（ＩＩ）中、＊は結合位置を表し、Ｒ１１は、水素原子、又は、炭素数１～４個のアルキル基を表す。

Description

分子性金属の単結晶薄膜、それを備えた部品、及び単結晶薄膜の製造方法

（関連出願への相互参照）
　本出願は、２０２１年１１月１０日に出願された日本特許出願第２０２１－１８２９１１号、２０２１年１２月２８日に出願された日本特許出願第２０２１－２１３５８５号、及び２０２２年９月１６日に出願された日本特許出願第２０２２－１４７９７２号（以下、それぞれ「Ｐ１」、「Ｐ２」及び「Ｐ３」と称することがある）の優先権及び利益を主張する。
（技術分野）
　本発明は、単一分子性有機金属単結晶薄膜及びその製造方法に関する。また、本発明は、合成金属の単結晶薄膜、それを備えた部品、及び単結晶薄膜の製造方法に関する。なお、本明細書において、単一（ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）分子性有機金属、分子性有機金属、ＴＥＤ及び／又は合成金属を、分子性金属と称することがある。

　有機物は元来、絶縁性であるが、酸化、還元試薬などのドープ剤を用いることにより電気伝導性（以下、「伝導性」と称することがある）を示す分子性金属が知られている。しかしながら、ドープ剤の混入が化合物の安定性低下の原因となり、また、ドープ剤そのものが製品の他の部分に悪影響を及ぼすことがあり、有機電子材料の応用可能性を著しく低下させている。一方で、例えば、特許文献１～４及び非特許文献１及び２に開示されているテトラチアフルバレン誘導体は、その分子構造の優位性により、ドープ剤を添加することなく電気伝導性が得られる分子性金属である。

特許第５９４３２８５号 特許第６１４５６６０号 特開２０２０－１５６８０号公報 特開２０２０－０７２５３号公報

Ｎａｔｕｒｅ　Ｍａｔ．　２０１７，　１６，　１０９ Ｃｈｅｍ．Ｓｃｉ．２０２０，　１１，　１１６９９

　特許文献１～４及び非特許文献１及び２に開示される合成金属（分子性金属）を用いて、高い電気伝導性、高い光透過性、及び極薄の薄膜性を兼ね備えた薄膜が開発できれば、透明電極等、様々なデバイスへの応用が可能となる。

　しかし、特許文献１～４及び非特許文献１に開示された粉体（粉末微結晶体）の合成金属は、粒界抵抗を含むため、物質として最高の電気伝導性が得られなかった。また、粉体の合成金属をナノメートルスケールに薄膜化することは難しく、得られた薄膜の膜厚はマイクロメートルスケールであった。また、該薄膜は、単結晶性ではなくアモルファス薄膜であったため、通常の導電体と比較して電気伝導度が数桁低かった。

　一方で、非特許文献２では、合成金属の単結晶が報告されている。非特許文献２に開示される単結晶の合成金属は、４端子法による測定によると室温で２３００Ｓ／ｃｍと有機伝導体の中でもトップクラスの高い電気伝導度を示している。しかし、非特許文献２に開示される単結晶は、可視光領域に大きな吸収帯を有して赤褐色に着色しており、透明性は極めて低かった。

　本発明は上記課題を解決するものであり、高い電気伝導性、高い光透過性、及び極薄の薄膜性を兼ね備えた分子性金属の単結晶薄膜を提供する。

　Ｐ１ないしＰ３の記載内容に基づき、課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
［１］本発明のＰ１ないしＰ３の記載内容に基づく単一（ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）分子性有機金属単結晶薄膜（単一成分からなる分子性金属の単結晶薄膜を指す。なお、本明細書において、単に「分子性金属の単結晶薄膜」と称することがある）は、下記一般式で表されるいずれかの化合物（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ’は同一であっても異なっていてもよい。）である。

［２］本発明の分子性金属の単結晶薄膜［１］において、好ましくは、下記式で表される化合物であるとよい。

［３］本発明の分子性金属の単結晶薄膜［１］～［２］において、二端子法を用いて伝導度を測定した場合、室温伝導度が１×１０^－３～１×１０^７Ｓ／ｃｍ、より好ましくは、１～１×１０^６Ｓ／ｃｍ、さらに好ましくは、１×１０^２～１×１０^５Ｓ／ｃｍの伝導性を有するとよい。
［４］本発明の分子性金属の単結晶薄膜［１］～［３］において、前記分子性金属の単結晶薄膜の膜厚は１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であるとよい。

［５］本発明のＰ１ないしＰ３の記載内容に基づく単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜の製造方法は、
　所定形状の単一分子性有機金属単結晶に対して、第３の比率のアルカリ金属水酸化物水溶液を－１０℃から１００℃までの温度条件で添加する工程と、
　前記アルカリ金属水酸化物水溶液を静置して単結晶薄膜水溶液を作製する工程と、
　前記単結晶薄膜水溶液を用いて製膜する工程と、
　前記製膜した単結晶薄膜を洗浄する工程を備えるものである。
［６］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］において、好ましくは、所定形状の単一分子性有機金属単結晶に対して、第３の比率のアルカリ金属水酸化物水溶液を添加する工程の温度条件は、０℃から５０℃までの温度条件であるとよい。
［７］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］又は［６］において、好ましくは、前記アルカリ金属水酸化物水溶液を静置する工程の温度条件は、－１０℃から１００℃までの温度条件であるとよく、更に好ましくは０℃から５０℃までの温度条件であるとよい。
［８］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］～［７］のいずれかにおいて、好ましくは、前記単結晶薄膜水溶液を用いて製膜する工程の温度条件は、－１０℃から１００℃までの温度条件であるとよく、更に好ましくは０℃から５０℃までの温度条件であるとよい。
［９］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］～［８］のいずれかにおいて、好ましくは、前記製膜した単結晶薄膜を洗浄する工程の温度条件は、－１０℃から１００℃までの温度条件であるとよく、更に好ましくは０℃から５０℃までの温度条件であるとよい。

［１０］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］～［９］のいずれかにおいて、好ましくは、前記単結晶薄膜水溶液を製膜する工程は、ドロップキャスティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、ラングミュア-ブロジェット成膜法、基板・粒子の表面機能化法のいずれか１種類を含むとよい。
［１１］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］～［１０］のいずれかにおいて、好ましくは、前記アルカリ金属水酸化物水溶液は、水酸化リチウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液のいずれか１種類を含むとよい。
［１２］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［１１］において、好ましくは、前記アルカリ金属水酸化物水溶液のｐＨは、７．５以上１２以下であるとよい。
［１３］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］において、好ましくは、前記第３の比率は、１×１０^－３倍以上１×１０^１０倍以下、さらに好ましくは２倍以上１×１０^８倍以下、最も好ましくは２倍以上１×１０^６倍以下であるとよい。

［１４］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［５］～［１３］において、好ましくは、前記単一分子性有機金属単結晶は、高伝導性を発現する有機金属分子粉末を粉砕し、前記有機金属分子粉末の重量に対して、沸点が１００℃から２５０℃までの高沸点有機溶媒および、ｐＨ７．５以上の塩基性添加剤を加えた後に０℃から５０℃までの温度条件で静置し、縮環テトラチアフルバレンジカルボン酸の茶褐色の針状単結晶が得られるとよい。

［１５］本発明の単一分子性純有機金属単結晶薄膜の製造方法［１４］において、好ましくは、前記有機金属分子は、縮環テトラチアフルバレン骨格上または縮環テトラセレナフルバレン骨格上のラジカルカチオンをプロトン欠陥によって電気的に中性することにより、化学的に安定化した分子であるとよい。
［１６］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［１５］において、好ましくは、前記有機金属分子は、縮環テトラチアフルバレンジカルボン酸（Ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ－Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ、略してＴＥＤ）または、そのセレン置換体である縮環テトラセレナフルバレンジカルボン酸であるとよい。
［１７］本発明の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法［１６］において、好ましくは、前記縮環テトラチアフルバレンジカルボン酸粉末または縮環テトラセレナフルバレンジカルボン酸は、次の化学式で示される工程により製造されるとよい。

［１８］本発明の分子性金属の単結晶薄膜［１］～［４］において、４端子法を用いて伝導度を測定した場合、室温伝導度が１×１０～１×１０^１２Ｓ／ｃｍ、より好ましくは、１×１０^２～１×１０^１０Ｓ／ｃｍ、さらに好ましくは、１×１０^３～１×１０^９Ｓ／ｃｍの伝導性を有するとよい。
　単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜（単結晶性ＴＥＤ薄膜）は異方性を有するが、少なくとも、ａ軸方向及びｂ軸方向、いずれかにおける伝導度が上記範囲内であることが好ましい。また、両方向おける伝導度が上記範囲内であってもよい。

　さらに、Ｐ２の記載内容に基づき、課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
［１］　合成金属（分子性金属）の単結晶薄膜であって、
　前記分子性金属が下記式（Ｉ）で表される化合物であり、
　好ましくは、波長３６０～８３０ｎｍの光の透過率が８０％以上である単結晶薄膜。

　式（Ｉ）中、
　Ｘは、Ｓ、Ｏ、及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の原子を表し、複数ある前記Ｘはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
　Ｒは、水素原子、又は１価の置換基を表し、複数ある前記Ｒはそれぞれ同一でも異なっていてもよいが、前記Ｒのうち少なくとも１つは、下記式（ＩＩ）で表される基からなる群より選択される少なくとも１種の基であり、隣接する原子に置換する前記Ｒは互いに連結して環を形成してもよい。

　式（ＩＩ）中、＊は結合位置を表し、Ｒ_１１は、水素原子、又は、炭素数１～４個のアルキル基を表す。
［２］　前記単結晶薄膜の波長２００～３６０ｎｍの光の透過率が６０％以上である［１］に記載の単結晶薄膜。
［３］　前記単結晶薄膜の膜厚が、１～２０ｎｍである［１］又は［２］に記載の単結晶薄膜。
［４］　前記単結晶薄膜が、式（Ｉ）で表される化合物の１～１０分子層で構成されている［１］～［３］のいずれかに記載の単結晶薄膜。
［５］　前記分子性金属が下記式（ＩＩＩ）で表される化合物である［１］～［４］のいずれかに記載の単結晶薄膜。

　式（ＩＩＩ）中、
　ＸはＳ又はＳｅの原子を表し、複数あるＸはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
　Ｒ_１は、水素原子、炭化水素基、（ポリ）アルキレンオキシ基又は（ポリ）アルキレンチオ基を表し、２つのＲ_１は、同一でも異なっていてもよく、
　Ｒ_２及びＲ_３のいずれか一方は、式（ＩＩ）で表される基であり、他方は、それに対応するブレンステッド酸基又はその塩である。
［６］　前記分子性金属が下記式（ＩＶ）で表される化合物である［１］～［５］のいずれかに記載の単結晶薄膜。

［７］　前記単結晶薄膜の２端子法の評価による電気伝導度が、１×１０^－３～１×１０^７Ｓ／ｃｍである［１］～［６］のいずれかに記載の単結晶薄膜。
［８］　［１］～［７］のいずれかに記載の前記単結晶薄膜を備える部品であって、
　前記部品が、光学部品又は電子部品である部品。
［９］　透明電極又は光ファイバーである、［８］に記載の部品。
［１０］　［１］～［７］のいずれかに記載の前記単結晶薄膜の製造方法であって、
　式（Ｉ）で表される化合物である分子性金属の単結晶と、アルカリ金属水酸化物水溶液とを含む混合液を調製することと、
　前記混合液を所定時間静置することと、
　静置した前記混合液に基材を接触させ、前記基材上に前記単結晶薄膜を形成することと、
　前記基材上に形成した前記単結晶薄膜を洗浄することを含む、単結晶薄膜の製造方法。
［１１］　前記混合液を静置する所定時間が、１６８時間以上である［１０］に記載の単結晶薄膜の製造方法。
［１２］　前記混合液において、前記分子性金属の単結晶に対する、前記アルカリ金属水酸化物水溶液の重量比が２～１×１０^６である［１０］又は［１１］に記載の単結晶薄膜の製造方法。
［１３］　前記アルカリ金属水酸化物水溶液のｐＨが、７．５～１１である［１０］～［１２］のいずれかに記載の単結晶薄膜の製造方法。
［１４］　前記混合液を静置することにより、前記混合液中で前記分子性金属の単結晶から、二次元方向の結晶性が維持されている単分子層の合成金属片が剥離する、［１０］～［１３］のいずれかに記載の単結晶薄膜の製造方法。

　さらに、Ｐ２の記載内容に基づく、課題を解決するための手段について述べると、以下のとおりである。
　本発明のＰ２の記載内容に基づく第１の態様に従えば、合成金属（分子性金属）の単結晶薄膜であって、前記分子性金属が後述する式（Ｉ）で表される化合物であり、波長３６０～８３０ｎｍの光の透過率が８０％以上である単結晶薄膜が提供される。

　前記単結晶薄膜の波長２００～３６０ｎｍの光の透過率が６０％以上であってもよい。前記単結晶薄膜の膜厚が、１～２０ｎｍ程度であってもよい。前記単結晶薄膜が、式（Ｉ）で表される化合物の１～１０分子層程度で構成されていてもよい。

　前記分子性金属が後述する（ＩＩＩ）で表される化合物であってもよく、または、後述する式（ＩＶ）で表される化合物であってもよい。

　前記単結晶薄膜の２端子法の評価による電気伝導度が、１×１０^－３～１×１０^７Ｓ／ｃｍであってもよい。

　本発明のＰ２の記載内容に基づく第２の態様に従えば、第１の態様の前記単結晶薄膜を備える部品であって、
　前記部品が、光学部品又は電子部品である部品が提供される。

　前記部品は、透明電極又は光ファイバーであってもよい。

　本発明のＰ２の記載内容に基づく第３の態様に従えば、第１の態様の前記単結晶薄膜の製造方法であって、式（Ｉ）で表される化合物である分子性金属の単結晶と、アルカリ金属水酸化物水溶液とを含む混合液を調製することと、前記混合液を所定時間静置することと、静置した前記混合液に基材を接触させ、前記基材上に前記単結晶薄膜を形成することと、前記基材上に形成した単結晶薄膜を洗浄することを含む、単結晶薄膜の製造方法が提供される。

　前記混合液を静置する所定時間が、１６８時間以上であってもよい。前記混合液において、前記分子性金属の単結晶に対する、前記アルカリ金属水酸化物水溶液の重量比が２～１×１０^６であってもよい。前記アルカリ金属水酸化物水溶液のｐＨが、７．５～１１であってもよい。また、前記混合液を静置することにより、前記混合液中で前記分子性金属の単結晶から、二次元方向の結晶性が維持されている単分子層の合成金属片が剥離してもよい。

　本発明のＰ１ないしＰ３の記載内容に基づく単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜によれば、ナノスケール厚での薄膜化が可能になるため、室温電気伝導率が飛躍的に向上する。
　本発明のＰ１ないしＰ３の記載内容に基づく単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜の製造方法によれば、応用用途に適した薄膜化が可能となり、電極を始めとする多くの電子機器において、その波及効果は極めて大きい。
　本発明のＰ２の記載内容に基づく合成金属（分子性金属）の単結晶薄膜は、高い電気伝導性、高い光透過性、及び極薄の薄膜性を兼ね備える。
　以下、Ｐ１ないしＰ３の記載内容に基づく図面を図１～図１６とした。このうち、Ｐ２の記載内容に基づく図面と同一の図面については、その旨を記載した。さらに、Ｐ２の記載内容に基づく図面のうち、上記図１～図１６と重複しない図面を図１７～図２１とした。これらの図面について簡単に説明する。

本発明の製造方法によって育成された有機金属（ＴＥＤ）針状単結晶の一例を示す写真である。また、実施例で作製したＴＥＤ単結晶（Ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ－Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）（試料（ｉ））の光学顕微鏡写真である（Ｐ２の図１と同じ）。 本発明の製造方法の範囲外を示すもので、有機金属（ＴＥＤ）針状単結晶が得られなかった比較例を示す写真である。また、実施例の項で作製したアモルファス状態のＴＥＤ（試料（ｉｉ））の光学顕微鏡写真である（Ｐ２の図１と同じ）。 ＴＥＤ単結晶構造解析で、ユニットセル構造（単位はオングストローム）を示している。括弧内の数字は最小桁の誤差値を示す（Ｐ２の図４Ａと同じ）。 ＴＥＤ単結晶構造解析で、ｂ軸投影した層状構造を示している（Ｐ２の図４Ｂと同じ）。 ＴＥＤ単結晶構造解析で、ａ軸投影した層状構造を示している（Ｐ２の図４Ｃと同じ）。 ＴＥＤ単結晶構造解析で、分子間のπ軌道の配置図を示している（Ｐ２の図４Ｄと同じ）。 ＴＥＤ単結晶に金電極の四端子を装着した測定方法を示す図である。 図４Ａに示した金電極を用いた四端子法によるＴＥＤ単結晶の電気抵抗の温度依存性を示す図である。 ＴＥＤ単結晶の室温における反射率を示す図である。 有機金属（ＴＥＤ）針状単結晶（下段）と粉末体（上段）の室温における粉末Ｘ線回折パターンを示す図である。 本発明の一実施例を示すタッピングモードにより膜厚が計測された膜厚約１．６ｎｍのＴＥＤ単分子層膜のＡＦＭ画像である。 本発明の一実施例を示すタッピングモードにより膜厚が計測された膜厚約４ｎｍのＴＥＤ薄膜のＡＦＭ画像である。 本発明の一実施例を示す膜厚約５ｎｍのＴＥＤ薄膜のタッピングによる膜厚測定結果図である。 膜厚とレイヤー数（１から１０レイヤー）の相関関係を示した図である。網掛け部はサンプル品質の良し悪しや測定誤差などから発生するエラーバーを示す（Ｐ２の図５Ａと同じ）。 膜厚とレイヤー数（１から５００レイヤー）の相関関係を示した図である（Ｐ２の図５Ｂと同じ）。 本発明の伝導度測定に用いた二端子法におけるサンプルと電極の配置を示す図である。 四端子法におけるサンプルと電極の配置を示す図である。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１.６ｎｍのＴＥＤ単分子層膜の光学顕微鏡像である。 本発明の一実施例を示す両端に二端子の銀電極を装着した膜厚約８ｎｍのＴＥＤ薄膜の光学顕微鏡像である。 本発明の一実施例を示す両端に二端子の銀電極を装着した膜厚約１４５ｎｍのＴＥＤ薄膜の光学顕微鏡像である。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１.６ｎｍのＴＥＤ単分子層膜の室温における電流―電圧（ＩＶ）特性である（Ｐ２の図６Ａと同じ）。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約８ｎｍのＴＥＤ薄膜の室温における電流―電圧（ＩＶ）特性である（Ｐ２の図６Ｂと同じ）。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１４５ｎｍのＴＥＤ薄膜の室温における電流―電圧（ＩＶ）特性である（Ｐ２の図６Ｃと同じ）。 本発明の実施例を示す二端子法により測定された室温伝導度の膜厚依存性の関係を示した図である（Ｐ２の図７とプロットが同じ）。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１．６ｎｍのＴＥＤ単分子層膜の抵抗率の温度依存性である（Ｐ２の図８Ａと同じ）。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約８ｎｍのＴＥＤ薄膜の抵抗率の温度依存性である（Ｐ２の図８Ｂと同じ）。 本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１４５ｎｍのＴＥＤ薄膜の抵抗率の温度依存性である（Ｐ２の図８Ｃと同じ）。 本発明の一実施例を示す単結晶性ＴＥＤ単層膜のＡＦＭ像である。 本発明の一実施例を示す金電極四端子を装着した単結晶性ＴＥＤ単層膜の光学顕微鏡像である（点線内に単層膜が存在する）。 本発明の一実施例を示す単結晶性ＴＥＤ単層膜のａ軸およびｂ軸方向の室温における電流―電圧（ＩＶ）特性である。 本発明の一実施例を示す単結晶性ＴＥＤ単層膜のａ軸およびｂ軸方向の電気伝導率の温度依存性である。 実施例で作製した試料（ｉ）及び（ｉｉ）のＸ線回折パターンである（Ｐ２の図３と同じ）。 実施例において室温において測定した、ＴＥＤ単結晶薄膜（試料Ｓ１～Ｓ３）の可視光の透過率を示す図である。 実施例において室温において測定した、ＴＥＤ単結晶薄膜（試料Ｓ１～Ｓ３）の可視光の反射率を示す図である。 実施例において室温において測定した、ＴＥＤ単結晶（試料（ｉ））の可視光の透過率を示す図である。 実施例において室温において測定した、ＴＥＤ単結晶（試料（ｉ））の可視光の反射率を示す図である。 実施例において室温において測定した、ＴＥＤ単結晶薄膜（試料Ｓ１～Ｓ３）の紫外光の透過率を示す図である。 実施例において室温において測定した、ＴＥＤ単結晶薄膜（試料Ｓ１～Ｓ３）の紫外光の反射率を示す図である。 本実施形態の分子性金属の単結晶薄膜の製造方法を説明するフローチャートである。

　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書における基（原子群）の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、本発明の効果を損ねない範囲で、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有するアルキル基（置換アルキル基）をも包含するものである。このことは、各化合物についても同義である。

［合成金属（分子性金属）の単結晶薄膜］
　以下に、本実施形態の単結晶薄膜について説明する。本実施形態の単結晶薄膜は、後述する式（Ｉ）で表される化合物（以下、「化合物Ａ」と記載する）の単結晶薄膜である。化合物Ａは、テトラチアフルバレン等のフルバレン又はその縮環化合物に特定の置換基を導入した誘導体化合物であり、有機化合物でありながら、ドープ剤を添加すること無しに導電性を示す非ドープ型合成金属である。化合物Ａは、その拡張されたπ共役部により２次元に分子集積したシート構造を形成する傾向があり、このことが、両性イオンラジカル種上の電子を分子配列中で非局在化させる。その結果、化合物Ａは優れた導電性を有する。すなわち、化合物Ａは、分子内水素結合が含むプロトン欠陥によって安定化された分子スピンを、分子間力によって自己集積化した二次元シート内に非局在化することにより、金属化しているものと推測される。

　本発明者らは、この化合物Ａの単結晶を作製し、更に薄膜化することに成功した。そして、該単結晶薄膜が、深紫外光～可視光における高い透過率と、高い電気伝導度とを併せ持つことを発見した。また、化合物Ａの単結晶薄膜は、アモルファス薄膜では達成できなかったナノメートルスケールの極薄の膜厚を達成し、更に、電気伝導度及び可視光の透過率がアモルファス薄膜のそれと比較して飛躍的に向上している。

　本実施形態の単結晶薄膜は、例えば、化合物Ａの１～１０分子層で構成されていることが好ましく、１～３分子層で構成されていることがより好ましい。また、本実施形態の単結晶薄膜の膜厚は、例えば、１～２０ｎｍが好ましく、１～１０ｎｍがより好ましい。単結晶薄膜の構成及び／又は厚さが上記範囲内であれば、深紫外光～可視光における高い透過率と、高い電気伝導度とをより実現し易くなる。

　単結晶薄膜の可視光（波長３６０～８３０ｎｍ）の透過率は、例えば、８０％以上、９０％以上、または９８％以上であってよい。図１０Ａに示すように、薄膜ではない化合物Ａの単結晶（長軸がマイクロメートルスケールの針状単結晶）は、可視光領域（４９０ｎｍ付近）に大きな吸収帯を有して赤褐色に着色しており、透明性は極めて低い。これに対して、本実施形態の単結晶薄膜は、図９Ａに示すように、可視光領域に大きな吸収帯を持たず、ほぼ無色であり、高い透明性を有する。図９Ａ及び図１０Ａとの比較から理解できるように、化合物Ａの結晶は薄膜化により光透過スペクトルの形状が変化している。即ち、本実施形態の単結晶薄膜は、膜厚が薄いために単純に光透過量が増加したのではなく、量子効果により光透過特性が変化し、これにより、可視光領域の高い透過率を実現している。

　また、単結晶薄膜の深紫外光（波長２００～３６０ｎｍ）の透過率は、例えば、６０％以上、８０％以上、または９０％以上であってよい。深紫外光（ＤＵＶ）において高透過率を有する材料は極めて限られており、報告されている材料は、バンドギャップの大きい軽金属元素の酸化物、フッ化物、シリカガラス等の絶縁体である。一方、本実施形態の単結晶薄膜は、深紫外光の高い透過率と、高い電気伝導度を兼ね備えている。

　本実施形態の単結晶薄膜の２端子法の評価による電気伝導度は、例えば、１×１０^－３～１×１０^７Ｓ／ｃｍ、１～１×１０^７Ｓ／ｃｍ、または、１×１０^２～１×１０^６Ｓ／ｃｍであってよい。化合物Ａの単結晶は、薄膜化により電気伝導度が向上し、図７に示すように、その膜厚が薄いほど、高い電気伝導度を示す。光電子分光法による分析では、不純物の混入などの外的な要因は確認されないため、グラフェンなどで見られる電子を二次元ナノスケール空間に閉じ込めることによるバンド構造の量子効果によるものと考えられる。

　本実施形態の単結晶薄膜は、化合物Ａのみから構成されてもよいし、シート構造間にインターカレートした結晶化溶媒を含んでもよい。また、化合物Ａは、式（Ｉ）で表される１種類の化合物から構成されることが好ましい。

［化合物Ａ］
　本実施形態の分子性金属である合成金属（化合物Ａ）は、下記式（Ｉ）で表される化合物又はその塩である。化合物Ａが塩を形成する形態としては特に制限されないが、後述するブレンステッド酸基が（ブレンステッド酸基を複数有する場合には少なくとも１つが）塩を形成した形態であることが好ましい。

　式（Ｉ）中、ＸはＳ、Ｏ、及び、Ｓｅからなる群より選択される少なくとも１種の原子を表し、複数ある前記Ｘはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
　Ｒは水素原子、又は、１価の置換基を表し、複数ある前記Ｒはそれぞれ同一でも異なっていてもよいが、前記Ｒのうち少なくとも１つは、下記式（ＩＩ）で表される基からなる群より選択される少なくとも１種の基であり、隣接する原子に置換する前記Ｒは互いに連結して環を形成してもよい。

　式（ＩＩ）中、＊は結合位置を表し、Ｒ_１１は、水素原子、又は炭素数１～４個のアルキル基を表す。

　ここで、式（Ｉ）のＲのうち式（ＩＩ）で表される基以外の１価の置換基（以下、「置換基Ｒ′」と記載する）としては特に制限されないが、例えば、水素原子、炭化水素基（直鎖状、分岐鎖状、若しくは、環状のいずれであってもよい）、（ポリ）アルキレンオキシ基、又は（ポリ）アルキレンチオ基が挙げられる。

　上記炭化水素基の炭素数としては特に制限されないが、一般に１～３０個が好ましく、１～２０個がより好ましい。上記（ポリ）アルキレンオキシ基は、下記式（ｉ）で表される基であり、アルキレン鎖Ｒ_１２部分の炭素数としては特に制限されないが、一般に１～３０個が好ましく、１～２０個がより好ましい。また、アルキレンオキシ単位の繰り返し数ｎ１としては特に制限されないが、一般に１～３０が好ましい。上記（ポリ）アルキレンチオ基は下記式（ｉｉ）で表される基であり、アルキレン鎖Ｒ_１３部分の炭素数としては特に制限されないが、一般に１～３０個が好ましく、１～２０個がより好ましい。また、アルキレンチオ単位の繰り返し数ｎ２としては特に制限されないが、一般に１～３０が好ましい。尚、式（ｉ）及び（ｉｉ）において、＊は結合位置を表す。

　上記式（ＩＩ）で表される基は、ブレンステッド酸基の共役塩基である。ブレンステッド酸基とは、ブレンステッド酸としての機能を有する置換基を意味し、上記化合物Ａが水素結合により自己集積化したネットワーク（水素結合ネットワーク）、又は分子内水素結合において、プロトン欠陥を生じさせる機能を有する置換基を意味する。

　また、式（Ｉ）のＲのうち、１価の置換基Ｒ′は、ブレンステッド酸基であってもよい。ブレンステッド酸基としては、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、＊－Ｐ（＝Ｘ）ＯＲ_１４ＯＨで表される基（ただし、Ｘは、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Ｒ_１４は、水素原子、又は炭素数１～４のアルキレン基を表し、＊は結合位置を表す。）を表す。

　化合物Ａにおけるブレンステッド酸基は塩を形成した状態でもよく、この場合、対イオンとしては、特に制限さなれないが、アンモニウムイオン、アルカリ金属イオン（リチウムイオン、ナトリウムイオン、又は、カリウムイオン）、及び、有機カチオン（グアニジウムイオン、ピリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、及び、アニリニウムイオン等）が挙げられる。また、ブレンステッド酸基は、ヒドロキシアミン塩を形成した状態であってもよい。

　化合物Ａがより優れた安定性を有する点では、式（Ｉ）において、Ｒのうち１つが式（ＩＩ）で表される基であり、Ｒのうち他の１つ以上が、ブレンステッド酸基又はその塩であることが好ましく、その場合、隣接する原子に置換するＲのうち一方が式（ＩＩ）で表される基であり、他方がブレンステッド酸基又はその塩であることがより好ましい。

　化合物Ａの好適形態としては、例えば、以下の式（ＩＩＩ）で表される化合物が挙げられる。

　式（ＩＩＩ）中、ＸはＳ又はＳｅの原子を表し、複数あるＸはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｒ_１は、式（Ｉ）の１価の置換基Ｒ′の形態と同様であり、２つのＲ_１は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ_２、及びＲ_３のいずれか一方は、式（ＩＩ）で表される基であり、他方は、それに対応するブレンステッド酸基又はその塩である。典型的には、Ｒ_２が＊－ＣＯＯ^－であり、Ｒ_３が＊－ＣＯＯＨ、＊－ＣＯＯ^－ＮＨ_４ ^＋、又は、*－ＣＯＯＬｉ（いずれも＊は結合位置を表す）である場合が挙げられる。

　化合物Ａのさらなる好適形態としては、例えば、以下の式（ＩＶ）で表される化合物が挙げられる。

　なお、以下では、上記式（ＩＶ）で表される化合物を「ＴＥＤ」（Ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ－Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）とも記載する。

　化合物Ａの合成方法としては特に制限されず、公知の方法が適用できる。化合物Ａの合成方法としては、例えば、特許文献１及び２に記載の方法が挙げられる。

［単結晶薄膜の用途］
　上述したように、本実施形態の合成金属（分子性金属）の単結晶薄膜は、極薄の薄膜性、高い電気伝導度、及び深紫外光～可視光領域における高い光透過率を兼ね備える。このため、光学部品、電子部品等の様々なデバイスへ応用可能である。例えば、本実施形態の合成金属の単結晶薄膜は、透明電極の電極材料に好適である。また、本実施形態の単結晶薄膜は、深紫外光（ＤＵＶ）に対して高い透過率を有することから、ＤＵＶ光ファイバー等のＤＵＶ透過材料に好適である。

　更に、本実施形態に係る単結晶薄膜は、例えば、電線、情報伝達媒体、電子デバイス、電子素子に利用する電極、スピントロニクス素子、情報通信素子、メモリ素子、磁気シールド、医療用磁気シールド、磁石、磁性半導体、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、磁石入り絆創膏、ハードディスクドライブのヘッド、高感度再生用ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）ヘッド、固体磁気メモリ、磁気抵抗メモリ（ＭＲＡＭ）、ファイバー通信用光アイソレータ、磁界で色が変わる材料、伝導電子スピンと原子磁気モーメントの相互作用を利用した材料等に使用可能である。

　また、本実施形態の単結晶薄膜を備えた透明電極は、タッチパネル、表示装置、ディスプレイ、電子デバイス、液晶ディスプレイ、薄型テレビ、プラズマディスプレイ、電子インク、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）におけるアノード（正孔注入層）、太陽電池、帯電防止剤、電磁波シールド材料、光学コーティング剤、赤外線反射材、ガスセンサー、反射防止膜、表面処理剤、半導体レーザー、光学デバイス、光学素子、曲げ耐性を利用したデバイス、電解コンデンサ、電子機器、リチウムイオン電池の電極、及び、発光素子等にも適用可能である。

［単結晶薄膜の製造方法］
　本実施形態の単結晶薄膜の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下に説明する方法により製造できる。

　まず、（ａ）化合物Ａの単結晶と、（ｂ）アルカリ金属水酸化物水溶液とを含む混合液を調製し、（図１２のステップＳ１）、次に、調製した混合液を所定時間静置する（図１２のステップＳ２）。本発明者らは、上記ステップを経ることで、混合液中で化合物Ａの単結晶から、合成金属片（二次元結晶）が層状に剥離すること（ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ）を発見した。化合物Ａの単結晶から剥離される合成金属片は、二次元方向の結晶性が維持されている、極めて薄い単分子層である。上記ステップを経ることで化合物Ａの単結晶から合成金属片が剥離する理由（メカニズム）は定かではないが、弱い分子間力（ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力）により集積した原子（分子）シートが層状に積層したグラフェンや遷移金属ダイカルコゲナイドなどが単層膜に剥離する多くの例に見られるように、バルク単結晶構造の強い二次元性がこの現象を引き起こすものと推測される。尚、このメカニズムは推測であり、本発明を何ら限定するものではない。

（ａ）化合物Ａの単結晶
　化合物Ａの単結晶は、公知の方法により製造してよい。例えば、非特許文献２に開示される以下に説明する方法で製造してもよい。まず、化合物Ａを合成する。化合物Ａの合成方法は特に限定されず、例えば、特許文献１又は２に開示する方法により合成してよい。次に、合成した粉末状の化合物Ａ（アモルファス）、高沸点有機溶媒、及び塩基性添加剤を含む溶液を調製する。調製した溶液を所定時間静置することにより、溶液中に化合物Ａの針状単結晶が析出する。析出した単結晶を濾過し、水洗、乾燥を経て、最終生成物としての化合物Ａの単結晶が得られる。

　化合物Ａの単結晶の製造方法において、高沸点有機溶媒としては、沸点が１００℃～２５０℃の溶媒が好ましく、例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。塩基性添加剤としては、ヒドロキシアミン水溶液、アンモニア水溶液、ジメチルアミン水溶液等を用いることができる。これらの塩基性添加剤は単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。塩基性添加剤のｐＨは、７．５以上が好ましい。粉末状の化合物Ａ（アモルファス）の重量に対する、高沸点有機溶媒の重量の比率は、例えば、３０～４００としてよい。粉末状の化合物Ａ（アモルファス）の重量に対する、塩基性添加剤の重量の比率は、例えば、５～３００としてよい。

（ｂ）アルカリ金属水酸化物水溶液
　アルカリ金属水酸化物水溶液としては、化合物Ａの単層剥離促進、製造コスト低減等の観点から、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの水溶液が好ましく、水酸化リチウムの水溶液がより好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。アルカリ金属水酸化物水溶液のｐＨは、それと混合する化合物Ａの量に応じて適宜調整することが可能であるが、化合物Ａの単層剥離を促進する観点から、例えば、ｐＨ７．５～１１が好ましく、ｐＨ９～１１がより好ましい。アルカリ金属水酸化物水溶液中の濃度は特に限定されず、水溶液が所望のｐＨを得られるように適宜調整してよい。尚、化合物Ａは酸性物質であるため、化合物Ａとの混合により、アルカリ金属水酸化物は中和され、水溶液のｐＨは上昇する。上述したアルカリ金属水酸化物水溶液のｐＨの好ましい範囲は、化合物Ａとの混合前のｐＨを意味する。

　混合液において、化合物Ａの単結晶に対する、アルカリ金属水酸化物水溶液の重量比は特に限定されず適宜調整できるが、化合物Ａの単層剥離を促進する観点から、例えば、２～１×１０^６としてよい。

　調製した混合液を静置する時間（所定時間）は特に限定されないが、化合物Ａの単層剥離を促進する観点から、例えば、１週間（１６８時間）以上、１週間～１ヶ月、又は、１ヶ月～６ヶ月としてよい。静置中の混合液の温度は特に限定されず、例えば、－１０℃～１００℃、０℃～５０℃、又は室温であってよい。

　次に、静置した混合液に基材を接触させ、基材上に単結晶薄膜を形成する（図１２のステップＳ３）。基材は、特に限定されず、利用されるデバイスに応じて適宜選択できる。例えば、基材も含めて単結晶薄膜が透明電極等に利用する場合、基材は紫外光及び／又は可視光に対して透明である（高い透過率を有する）ことが好ましい。基材としては、例えば、ガラス基板、石英基板等が挙げられる。単結晶薄膜の成膜方法（混合液に基材を接触させる方法）は特に限定されず、ドロップキャスティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、ラングミュア－ブロジェット成膜法、基板・粒子の表面機能化法等を適宜選択できる。静置後の混合液中には、単結晶から剥離した合成金属片が分散している。この合成金属片が基板上に堆積することにより、単結晶薄膜が形成される。尚、混合液を基材に接触させる前に、混合液に水等の溶媒を加えて合成金属片の濃度を調整（希釈）してもよい。希釈することで、混合液中に合成金属片がより均一に分散し易くなる。基材に接触させる混合液の温度は、室温付近が好ましい。

　次に、基材上に形成した単結晶薄膜を洗浄する（図１２のステップＳ４）。洗浄により、単結晶薄膜に付着している不要なアルカリ成分等を除去する。洗浄方法は特に限定されないが、例えば、基板上に配置した単結晶薄膜を水で洗浄する方法が挙げられる。

　以上説明した単結晶薄膜の製造方法は、製造工程が簡易であり、単結晶薄膜を備える製品の歩留まりを高めることができる。また、単結晶薄膜の膜厚は、例えば、以上説明した製造方法の製造条件を適宜変更することで調整可能である。該製造方法は、例えば、印刷を利用した電極の製造（プリンタブル電極の製造）等に好適である。

　以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。

　なお、以下の実施例では、Ｐ１ないしＰ３の記載内容に基づく実施例について詳述した後、次いで、Ｐ２の記載内容に基づく実施例について詳述する。

［Ｉ．Ｐ１ないしＰ３の記載内容に基づく実施例］

［例１］
　以下、単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜の一例として、縮環テトラチアフルバレンジカルボン酸（Ｔｅｔｒａｔｈｉａｆｕｌｖａｌｅｎｅ－Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ，以下、略してＴＥＤともいう）の単結晶薄膜の育成法について説明する
＜単結晶の育成法＞
　ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）とヒドロキシルアミンは、それぞれ和光純薬とアルドリッチから購入した。ＴＥＤは、単一分子性有機金属の合成法を示す次の化学式に従って合成された。

　ＴＥＤの粉末結晶（１ｍｇ）を乳鉢で粉砕し、ＤＭＳＯ（１６０μＬ）に溶解した。溶液の酸性度を制御するために、ヒドロキシルアミン（５０ｗｔ％溶液、５０μＬ）を溶液に加えた。溶液を密閉バイアル容器に入れ、室温で数か月間保管した。成長した単結晶は濾過により回収し、ＴＥＤ重量の１０倍量ほどの水で洗浄した後に、自然乾燥した。茶褐色針状単結晶は、４００μｍ×２０μｍ×１０μｍの典型的な寸法で得られる。（例えば、図１参照）。

　ＴＥＤ粉末を粉砕し、重量に対してある特定の比率の高沸点有機溶媒および、塩基性添加剤を加えた後に０℃から５０℃までの温度条件で長期間静置することにより茶褐色の針状単結晶を得る。成長した単結晶を濾過し、適量の水にて洗浄した後に乾燥してＴＥＤの針状単結晶を得る。

＜単結晶の物性評価＞
　ＴＥＤ粉末はナノスケール片であるが、例１の方法により結晶成長を行った場合、長軸がサブミリスケールの針状単結晶が得られる（図１）。
　表１は、本発明における単結晶成長条件の一例を示す。表内の数値は、基質重量を１とした時のそれぞれの使用重量の比を示す。ここで、溶媒は、左からジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヒドロキシアミン（ＮＨ_２ＯＨ）、アンモニア（ＮＨ_３）、ジメチルアミン（ＮＨ（Ｍｅ）_２）である。

　一方で、本発明で示す好適な条件（例えば表１）での成長を行わない場合は、単結晶が成長せず、粉体のままである（図２）。

　針状単結晶は、Ｘ線結晶解析にて２分子を非対称単位とした周期構造を取り、ａ、ｂ軸方向に積層した分子シートから成る層状結晶構造である。
　図３Ａは、ＴＥＤ単結晶構造解析で、ユニットセル構造（単位はオングストローム）を示している。括弧内の数字は最小桁の誤差値を示す。図３Ｂは、ＴＥＤ単結晶構造解析で、ｂ軸投影した層状構造を示している。図３Ｃは、ＴＥＤ単結晶構造解析で、ａ軸投影した層状構造を示している。図３Ｄは、ＴＥＤ単結晶構造解析で、分子間のπ軌道の配置図を示している。
　結晶格子は：Ｐ２_１／ｍ，ａ＝３．７４６４（２）Å，ｂ＝１１．８９４６（６）Å，ｃ＝２０．２０９４（１１）Å，ｂ＝９３．５０６（２）Å，Ｖ＝８９８．８８（８）Å，Ｒ_１＝５．３８％．（Ｘ線構造解析は１１３Ｋにて行った。）括弧内の数値は、Ｘ線構造解析における最小桁の誤差値を示す。
　図３Ａにおいて、灰色点線と黒色点線はそれぞれ、オングストローム単位で示されたＳ…Ｓ接触の分子間距離と分子内水素結合を示す。図３Ｂ、Ｃにおいて、灰色網掛け部は、１分子層を示す。図３Ｄにおいて、π軌道の重なり方は、それぞれａ軸に沿ってπ…πスタックにより縦方向に重なり、ｂ軸に沿ってＳ…Ｓ接触により横方向に重なっている。

　図４は、金電極を用いた四端子法によるＴＥＤ単結晶の電気抵抗の温度依存性を示す図で、図４Ａは四端子法によるＴＥＤ単結晶の金電極接触部位の顕微鏡拡大図、図４ＢはＴＥＤ単結晶の電気抵抗の温度依存性を示す図である。電気抵抗ρは、絶対温度Ｔの三乗に比例している。常温である３００Ｋでは、電気抵抗ρは約５×１０^－３［Ω・ｃｍ］であり、液化天然ガスＬＮＧの沸点温度である１１３Ｋ付近では約８～１２×１０^－４［Ω・ｃｍ］であり、液体窒素の沸点温度である７７Ｋでは約８×１０^－４［Ω・ｃｍ］であり
、液体ヘリウムの沸点温度である４Ｋ付近では約２．５～５×１０^－４［Ω・ｃｍ］となっている。

　図５は、ＴＥＤ単結晶の室温における反射率を示す図である。波数範囲が遠赤外線から中赤外線に相当する１～４×１０^３［ｃｍ^－１］では反射率が３０～４０％であるが、波数範囲が近赤外線の範囲に含まれる４～１２×１０^３［ｃｍ^－１］では反射率が０～２％となっている。

　図６は、有機金属（ＴＥＤ）針状単結晶（下段）と粉末体（上段）の室温における粉末Ｘ線回折パターンを示す図である。単結晶では、２θが２７°付近に鋭いピークがある。これに対して、粉末体では２５°～２８°の領域付近に高いピークがある。

＜Ｘ線結晶解析＞
　単結晶の結晶構造解析は、Ｒｉｇａｋｕ　ＳａｔｕｒｎＣＣＤシステムを用いて１１３Ｋにて収集された高解像度の回折画像に基づく１９２２の反射を使用して行われた。水素原子を除くすべての原子は非等方的に決定された。

［例２］
＜単結晶薄膜の調製法＞
　次に、単結晶（おおよそ４００×２０×１０μｍサイズ）１つに対して、アルカリ金属水酸化物水溶液として、ｐＨ７．５からｐＨ１２に調整した温度０℃から５０℃までの水酸化リチウム水溶液（０．５μＬ）を室温で添加する。
　この溶液を少なくとも一週間以上静置する。
　その後、水を大過剰量（５０μＬ）添加して、１０分静置する。
　ＴＥＤ単結晶薄膜水溶液をガラス基板の上にドロップキャストした後、自然乾燥後、５０℃に加熱した水（５０μＬ）により２回洗浄した後に２０分間自然乾燥して目的とする金属薄膜を得た。
　膜厚の評価は、レーザー顕微鏡を用いた計測または、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって行った。

＜膜厚評価＞
　単結晶薄膜の膜厚評価は大気中で原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（Ｂｒｕｋｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ＭｕｌｔｉＭｏｄｅ　８）およびシリコンカンチレバー（ＳＣＡＮＡＳＹＳＴ－ＡＩＲ）またはナノサーチ顕微鏡（島津製作所　ＳＦＴ３５００）を用いて行った。例２の方法により作製された膜厚の異なる３種のナノスケール薄膜についてＡＦＭ測定を用いて表面の様子を観察した。タッピングモードを用いて膜厚を決定した。単分子層膜（約２ｎｍ厚）を含む様々なナノスケール単結晶性薄膜が得られた確認された。
　図７Ａは、本発明の一実施例を示すタッピングモードにより膜厚が計測された膜厚１から３ｎｍのＴＥＤ単分子層膜のＡＦＭ画像で、左側の画像は探針の走査領域、右側上部は高さのプロフィール図、右側下部はヒストグラムである。下側の表は、探針の走査線上の数値データを表している。図７Ｂは、膜厚約４ｎｍのＴＥＤ薄膜のＡＦＭ画像である。図７Ｃは、膜厚約５ｎｍのＴＥＤ薄膜のＡＦＭ画像である。
　図７Ｄは、膜厚とレイヤー数（１から１０レイヤー）の相関関係を示した図である。網掛け部はサンプル品質の良し悪しや測定誤差などから発生するエラーバーを示す。図７Ｅは、膜厚とレイヤー数（１から６００レイヤー）の相関関係を示した図である。

＜Ｉ－Ｖ特性評価＞
　図８Ａは、本発明の伝導度測定に用いた二端子法におけるサンプルと電極の配置を示す図である。図において、測定対象のサンプルの両端には、プラス極とマイナス極の端子として、銀電極又は金電極が設けられている。プラス極の銀電極には、電位のプラス極と電流のプラス極が接続されている。二端子法において測定される抵抗値は、サンプル自身と、サンプル－銀電極間の接合部から発生する接触抵抗の両方の寄与を含むものであるが、サンプルの抵抗値の概略値を見積もることや温度依存性を確認する目的では十分に信頼に足る方法である。

　図８Ｂは、四端子法におけるサンプルと電極の配置を示す図である。四端子法では、サンプルと電圧計のリード線との間の接触抵抗Ｒ２、Ｒ３は電圧計の内部抵抗ＲＶに比べ無視できるほど小さいので、接触抵抗Ｒ２、Ｒ３の影響は考えなくとも良い。サンプルにかかっている電圧を電圧計で読む際には、サンプルと電流計のリード線との間の接触抵抗Ｒ１、Ｒ４はサンプルにかかっている電圧を電圧計で読む際には影響しないので、こちらも無視できる（リード線そのものの抵抗も含む）。
　接触抵抗はサンプルとの接合に依存するが、例えば概略値として０～１００Ω程度のオーダーであることが多い。

　酸化チタンにより絶縁コーティングされたシリコン基板上にドロップキャストされた３種類の膜厚の異なるＴＥＤ単結晶薄膜に対して二端子法の測定を行うため（図８Ａ）、電極プローブとして金ワイヤー（０．０１ｍｍΦ）を、接触点に銀ペースト（Ｄｕｐｏｎｔ　４９２２Ｎ）を用いての長軸方向に２本装着した（図９Ａ－図９Ｃ）。
　印加した電流値に対する電圧値の変化をＨｅクライオスタット内で３００Ｋにて、ソースメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ　２４５０）およびナノボルトメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ　２１８２Ａ）により検出した。いずれもＩＶ特性は直線的であり、電極とオーミック接触を有することが確認された。（図１０Ａ－図１０Ｃ）

＜抵抗率（伝導度）測定＞
　前述のＩ－Ｖ特性評価の方法で電極付けおよび電気測定がなされた膜厚の異なる３種のＴＥＤ薄膜に対して、室温における伝導度測定を行い、膜厚に対する伝導度の変化をプロットした。図１１は、本発明の実施例を示す室温伝導度の膜厚依存性の関係を示した図で、横軸は膜厚、縦軸は電気伝導度［Ｓ／ｃｍ］である。膜厚１．６ｎｍでは電気伝導度２７００［Ｓ／ｃｍ］、膜厚８ｎｍでは電気伝導度５２０［Ｓ／ｃｍ］、膜厚１４５ｎｍでは電気伝導度３３０［Ｓ／ｃｍ］である。
　二端子測定であるためサンプル―電極間での接触抵抗を含むが、膜厚が薄いほど伝導度が高い傾向が確認された。

　図１２Ａは、本発明の一実施例を示す両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１．６ｎｍのＴＥＤ単分子層膜の抵抗率の温度依存性である。図１２Ｂは、両端に銀電極二端子を装着した膜厚約８ｎｍのＴＥＤ薄膜の抵抗率の温度依存性である。図１２Ｃは、両端に銀電極二端子を装着した膜厚約１４５ｎｍのＴＥＤ薄膜の抵抗率の温度依存性である。
　図１２Ａ－図１２Ｃは、前述のＩ－Ｖ特性評価の方法で電極付けおよび電気測定がなされた膜厚の異なる３種のＴＥＤ薄膜の抵抗率の温度依存性を示している。ここで、縦軸は抵抗率（Ωｃｍ）、横軸は温度（Ｋ）であり、いずれも測定した温度範囲において抵抗率が温度に対して単調に減少する金属伝導挙動を示した。

＜４端子法を用いた測定＞
　測定用試料として、ａ軸方向の大きさが１０３μｍ、ｂ軸方向の大きさが３２μｍであり、原子間力顕微鏡(ＡＦＭ)によって計測した膜厚が１．８２ｎｍ（図１３参照）である単結晶性ＴＥＤ単層膜を用意した。図１４に示すように、測定用試料に対して、ａ軸方向、ｂ軸方向それぞれに電流端子（Ｉ_ａ ^＋，Ｉ_ａ ^－，Ｉ_ｂ ^＋，Ｉ_ｂ ^－）、電圧端子（Ｖ_ａ ^＋，Ｖ_ａ ^－，Ｖ_ｂ ^＋，Ｖ_ｂ ^－）を配置した。電流端子及び電圧端子は金電極であり、インクジェットプリンタにより、金ナノ粒子を分散させた水溶性インクを用いて形成した。この時の各電極間の接触抵抗は、１３３Ω～７．７ｋΩであり(表２参照)、図１５に示すように、±５００ｍＡの電流に対して電圧はオーミック挙動を示した。

　単結晶性ＴＥＤ単層膜は異方性があるため、ａ軸方向、b軸両方向について、５００ｍＡの電流を印加して４端子測定を行った。室温の抵抗率（ρ）は３．４ｎΩｃｍ（ａ軸方向）、２９．３ｎΩｃｍ（ｂ軸方向）で、伝導率（σ）は０．２９ＧＳ／ｃｍ（a軸方向）、３４ＭＳ／ｃｍ（b軸方向）であった。一般に、金の抵抗率は２．４ｍΩｃｍ（２０℃）、伝導率は０．４２ＭＳ／ｃｍ（２０℃）程度と知られているので、単結晶性ＴＥＤ単層膜は金よりも室温で１００～１０００倍近く伝導率が高い。また、これは既知の伝導性物質のうち、常温常圧下で最も高い伝導率である。また、図１６に示すように、伝導率の温度依存性はａ軸方向、ｂ軸方向共に金属的挙動を示した。尚、本測定に用いた試料以外の試料も、同サイズの単結晶性ＴＥＤ単層膜であって、電極が良好に装着され、その接触抵抗が表２と同等の場合は、図１６と類似した電気特性を示した。

［ＩＩ．Ｐ２の記載内容に基づく実施例］
［化合物Ａの単結晶］
１.ＴＥＤの合成
　特許文献２の段落０１０５～０１２１の記載を参照して、上述の式（ＩＶ）で表される化合物ＴＥＤを合成した（化合物Ａに該当する。）。合成した化合物の構造は、^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、及び、飛行時間形質量分析計（エレクトロスプレーイオン化）を用いて確認した。

２.ＴＥＤ単結晶の作製（試料（ｉ）及び（ｉｉ））
（１）試料（ｉ）
　合成したＴＥＤ粉末（１ｍｇ）を乳鉢で粉砕し、高沸点有機溶媒であるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ、１６０μＬ）に溶解し、そこに塩基性添加剤であるヒドロキシルアミン（５０ｗｔ％溶液、５０μＬ）を加えて溶液を調製した。その後、溶液を密閉バイアル容器に入れ、室温で数か月間静置した。静置後の溶液中には、析出物が認められた。析出物を濾過により回収し、回収物の重量の１０倍量ほどの水で洗浄した後に自然乾燥し、茶褐色の試料（ｉ）を得た。

（２）試料（ｉｉ）
　ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ、１６０μＬ）に対する、ヒドロキシルアミン（５０ｗｔ％溶液）の比率を１重量％とした以外は、試料（ｉ）と同様の方法で、試料（ｉｉ）を作製した。

３.ＴＥＤ単結晶の物性評価
（１）光学顕微鏡観察、及びＸ線回折分析（ＸＲＤ分析）
　試料（ｉ）及び（ｉｉ）の光学顕微鏡観察を行った。合成したＴＥＤ粉末はナノメートルスケール片であったが、ＴＥＤ粉末に上述の処理を施した試料（ｉ）は、長軸がマイクロメートルスケール（４００μｍ×２０μｍ×１０μｍ程度）の針状結晶に成長した（図１参照）。一方、試料（ｉｉ）は、処理前のＴＥＤ粉末と同様の外観であった（図２参照）。

　次に、試料（ｉ）及び（ｉｉ）のＸ線回折分析（ＸＲＤ分析）を行った。図１７に、試料（ｉ）（下段）と試料（ｉｉ）（上段）のＸ線回折パターンを示す。試料（ｉ）では、２θが２７°付近に鋭いピークが認められた。一方、試料（ｉｉ）では、２５°～２８°の領域付近にピークが認められるものの、全体的にブロードなパターンであった。

　以上の光学顕微鏡観察及びＸＲＤ分析から、試料（ｉ）はＴＥＤの単結晶であり、試料（ｉ）はアモルファス状態のＴＥＤであることが確認できた。

（２）ＴＥＤ単結晶のＸ線結晶解析
　Ｘ線結晶解析により、試料（ｉ）（ＴＥＤ単結晶）の結晶構造解析を行った。結晶構造解析は、Ｒｉｇａｋｕ　ＳａｔｕｒｎＣＣＤシステムを用いて１１３Ｋにて収集された高解像度の回折画像に基づく１９２２の反射を使用して行った。水素原子を除くすべての原子は非等方的に決定された。

　構造解析結果を、図３Ａ～図３Ｄに示す。ＴＥＤ単結晶は、２分子を非対称単位とした周期構造を取り、ａ、ｂ軸方向に積層した分子シートから成る層状結晶構造であることが確認された。図３Ａにおいて、破線はＳ…Ｓ接触の分子間距離と分子内水素結合を示す。図３Ｂ、及び図３Ｃにおいて、灰色網掛け部は、１分子層を示す。図３Ｄに示すように、π軌道の重なり方は、それぞれａ軸に沿ってπ…πスタックにより縦方向に重なり、ｂ軸に沿ってＳ…Ｓ接触により横方向に重なっている。ＴＥＤの結晶格子は、次の値を取る。Ｐ２_１／ｍ，ａ＝３．７４６４（２）Å，ｂ＝１１．８９４６（６）Å，ｃ＝２０．２０９４（１１）Å，β＝９３．５０６（２）Å，Ｖ＝８９８．８８（８）Å，Ｒ_１＝５．３８％。括弧内の数値は、Ｘ線構造解析における最小桁の誤差値を示す。

４.ＴＥＤ単結晶の作製（試料１～２０）
　溶液に含有される高沸点有機溶媒、及び塩基性添加剤の種類及び比率を変更した以外は、上述した試料（ｉ）と同様の方法により、試料１～２０を調製した。試料１～２０の調製に用いた溶媒の種類、比率を表３に示す。

　表３内の数値は、ＴＥＤ粉末の重量を1とした時のそれぞれの溶媒の重量比率を示す。表３中の高沸点有機溶媒、塩基性添加剤は、以下を意味する。
　　ＤＭＳＯ：ジメチルスルホキシド
　　ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
　　ＮＭＰ：Ｎ－メチルピロリドン
　　ＮＨ_２ＯＨ：ヒドロキシアミン水溶液
　　ＮＨ_３：アンモニア水溶液
　　ＮＨ（Ｍｅ）_２：ジメチルアミン水溶液

　表３に示す試料１～２０について、上述の試料（ｉ）及び（ｉｉ）と同様に光学顕微鏡観察、ＸＲＤ分析を行った。この結果、試料１～２０も、ＴＥＤ単結晶であることが確認できた。

［ＴＥＤ単結晶薄膜］
１.ＴＥＤ単結晶薄膜の作製
　表４に示す膜厚がそれぞれ異なる試料Ｓ１～Ｓ５を以下に説明する方法により作製した。ＴＥＤの単結晶（上述の試料（ｉ）、おおよそ４００×２０×１０μｍサイズ）に、アルカリ金属水酸化物水溶液として、ｐＨ９～１１の水酸化リチウム水溶液（０．５μＬ）を添加して混合液を調製した。混合液を室温で、少なくとも一週間以上静置した。静置後、水を大過剰量（５０μＬ）添加して、更に１０分静置した。１０分間の静置後、混合液をガラス基板の上にドロップキャストした。自然乾燥後、５０℃に加熱した水（５０μＬ）により２回洗浄した。洗浄後、２０分間自然乾燥して目的とするナノスケール単結晶薄膜（試料Ｓ１～Ｓ５）を得た。

　膜厚の測定は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（Ｂｒｕｋｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ＭｕｌｔｉＭｏｄｅ　８）、シリコンカンチレバー（ＳＣＡＮＡＳＹＳＴ－ＡＩＲ）、またはナノサーチ顕微鏡（島津製作所　ＳＦＴ３５００）を用いて行った。

　また、ＴＥＤ単結晶のＸ線結晶解析結果に基づいて計算した、ＴＥＤ単結晶薄膜の膜厚とレイヤー数（分子層数）との相関関係を図７Ｄ及び図７Ｅに示す。図７Ｄ及び図７Ｅを参照して、試料Ｓ１～Ｓ５の単結晶薄膜のレイヤー数を求め、表４に示す。

２.ＴＥＤ単結晶薄膜の電気特性評価
　以下に説明するＴＥＤ単結晶薄膜の電気特性評価は、評価試料が小さいため、小さい試料でも測定可能な２端子法を用いて行った。２端子法により測定される抵抗値は、試料自身と、試料－電極間の接合部から発生する接触抵抗の両方の寄与を含むものであるが、２端子法は、試料の抵抗値の概略値を見積もることや、温度依存性を確認する目的では十分に信頼に足る方法である。

（１）電圧－電流特性（Ｉ－Ｖ特性）
　試料Ｓ１（１．６ｎｍ）、試料Ｓ４（８ｎｍ）、及び試料Ｓ５（１４５ｎｍ）について、Ｉ－Ｖ特性を２端子法により評価した。より詳細には、印加した電流値に対する電圧値の変化をＨｅクライオスタット内で３００Ｋにて、ソースメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ　２４５０）およびナノボルトメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ　２１８２Ａ）により検出した。結果を図１０Ａ～図１０Ｃにそれぞれ示す。試料Ｓ１、Ｓ４及びＳ５のいずれのＩ－Ｖ特性も直線的であり、電極とオーミック接触を有することが確認された。

（２）電気伝導度
　試料Ｓ１（１．６ｎｍ）、試料Ｓ４（８ｎｍ）、及び試料Ｓ５（１４５ｎｍ）について、室温における電気伝導度を２端子法により評価した。結果を表４に示す。この測定結果に基づき、膜厚に対する電気伝導度の変化を図１１に示す。即ち、図１１のグラフは、室温におけるＴＥＤ単結晶薄膜の電気伝導度の膜厚依存性を示す。図１１から理解できるように、ＴＥＤ単結晶薄膜の膜厚が薄い程、電気伝導度が高くなる傾向が確認された。

　尚、上述したように電気電導度の評価には２端子法を用いたが、４端子法を用いた場合、より高い値（例えば、２桁程高い値）が得られると推測される。

（３）電気抵抗率の温度依存性
　試料Ｓ１（１．６ｎｍ）、試料Ｓ４（８ｎｍ）、及び試料Ｓ５（１４５ｎｍ）について、電気抵抗率の温度依存性を２端子法により評価した。結果を図１２Ａ～図１２Ｃに示す。試料Ｓ１、Ｓ４及びＳ５のいずれも、測定した温度範囲において、温度の低下に対して、抵抗率が単調に減少する金属伝導挙動を示した。

３.ＴＥＤの単結晶薄膜の光学特性評価
（１）可視光の透過率、反射率
　試料Ｓ１（単分子層）、試料Ｓ２（２分子層）、及び試料Ｓ３（３分子層）について、可視光（波長４５０～７５０ｎｍ）の透過率及び反射率を測定した。結果を図１８Ａ及び図１８Ｂにそれぞれ示す。図１８Ａには、比較のため、併せてグラフェン（単層）の可視光の透過率も示す。更に、比較のため、薄膜ではない化合物Ａの単結晶（針状単結晶、上述の試料（ｉ））の透過率及び反射率を測定した。結果を図１９Ａ及び図１９Ｂにそれぞれ示す。可視光の透過率及び反射率の測定は室温で、光源としてキセノン光源(朝日分光株式会社製、ＭＡＸ－３０３，ＵＶ－ＶIＳミラーモジュール)を用いて行った。また、試料サイズが小さいため、試料Ｓ１、試料Ｓ２、及び試料Ｓ３の測定には１００倍の対物レンズを用い、試料（ｉ）の測定には２０倍の対物レンズを用いた。反射率はガラスに乗った薄膜上のものである。反射率は、ガラス基板上の薄膜試料の位置で測定し、ガラス基板の測定値（と屈折率）から補正したものである。

　図１８Ａに示すように、試料Ｓ１（単分子層）、試料Ｓ２（２分子層）の可視光透過率は９８％以上であり、単層グラフェンの透過率よりも高かった。試料Ｓ３（３分子層）の可視光透過率も９６％以上と高い値を示した。また、図１８Ｂに示すように、試料Ｓ１～Ｓ３の可視光反射率は６％以下であった。これは、一般的な金属と異なり、ナノスケール単結晶薄膜（試料Ｓ１～Ｓ５）ではプラズマ端が可視光領域外に存在するためである。

　グラフェンは共有結合性シート（膜）であり、そのバンド構造から単層であっても可視光領域に大きな吸収帯を有する。一方、試料Ｓ１～Ｓ３は非共有結合性シート（膜）であり、可視光領域に大きな吸収帯を持たず、更にプラズマ端が可視光領域に無いため、グラフェンを上回る透明性を実現できたと推測される。

　一方、図１９Ａに示すように、試料（ｉ）（針状単結晶）の可視光透過率は５０％以下と低かった。また、可視光領域に大きな吸収帯を有して赤褐色に着色していた。図１８Ａと図１９Ａとの比較から、化合物Ａの結晶は薄膜化により、透過率が向上する共に可視光領域の大きな吸収帯が消失し、無色化したことが確認できた。また、図１９Ｂに示すように、試料（ｉ）の可視光反射率は１０％以下であった。

（２）紫外光の透過率、反射率
　試料Ｓ１（単分子層）、試料Ｓ２（２分子層）、及び試料Ｓ３（３分子層）について、紫外光（波長２００～４００ｎｍ）の透過率及び反射率を測定した。結果を図２０Ａ及び図２０Ｂにそれぞれ示す。紫外光の透過率及び反射率の測定は、顕微紫外可視近赤外分光光度計（日本分光株式会社製、ＭＳＶ－５７００）を用いて行った。

　図２０Ａに示すように、試料Ｓ１（単分子層）、試料Ｓ２（２分子層）の紫外光透過率は９０％以上であり、試料Ｓ３（３分子層）の紫外光透過率も８０％と高かった。また、図２０Ｂに示すように、試料Ｓ１～Ｓ３の紫外光反射率は１２％以下であった。これらの結果から、試料Ｓ１～Ｓ３が深紫外光領域（波長２００～３６０ｎｍ）に大きな吸収帯を持たず、即ち透明であり、この領域での透過率、反射率がガラスと同程度であることが確認できた。

　本発明のＰ１ないしＰ３の記載内容に基づく単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜としてのＴＥＤ薄膜は、高い伝導性と極薄の薄膜性を兼ね備えた理想的な電極材料であり、透明電極と始めとする様々な電極材料に好適である。
　本発明のＰ１ないしＰ３の記載内容に基づく単一分子性有機金属（分子性金属）単結晶薄膜の製造方法は、例えばドロップキャストのみを用いて成膜が可能であり、製造工程が簡単であると共に、製品の歩留まりを高めることが可能であり、例えばプリンタブル電極の産業利用の推進に貢献する。
　本発明のＰ２の記載内容に基づく合成金属（分子性金属）の単結晶薄膜は、高い電気伝導性、高い光透過性、及び極薄の薄膜性を兼ね備える。本発明の合成金属の単結晶薄膜は、例えば、透明電極を始めとする様々な電極材料に好適である。

Claims (20)

1. 　下記一般式で表される群から選択されるいずれかの化合物（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４及びＲ’は同一であっても異なっていてもよい。）である分子性金属の単結晶薄膜。
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   
2. 　下記一般式で表される化合物である分子性金属の単結晶薄膜。
   

   
3. 　１×１０^－３～１×１０^７Ｓ／ｃｍの電気伝導性を有する請求項１又は２に記載の単結晶薄膜。
4. 　膜厚が、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である請求項１～３のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
5. 　４端子法を用いて電気伝導度を測定した場合に、１×１０～１×１０^１２Ｓ／ｃｍ電気伝導性を有する請求項１～４のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
6. 　前記分子性金属が下記式（Ｉ）で表される化合物である請求項１～５のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
   

   

   
   　式（Ｉ）中、
   　Ｘは、Ｓ、Ｏ、及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の原子を表し、複数ある前記Ｘはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
   　Ｒは、水素原子、又は１価の置換基を表し、複数ある前記Ｒはそれぞれ同一でも異なっていてもよいが、前記Ｒのうち少なくとも１つは、下記式（ＩＩ）で表される基からなる群より選択される少なくとも１種の基であり、隣接する原子に置換する前記Ｒは互いに連結して環を形成してもよい。
   

   

   
   　式（ＩＩ）中、＊は結合位置を表し、Ｒ_１１は、水素原子、又は、炭素数１～４個のアルキル基を表す。
7. 　前記単結晶薄膜の波長３６０～８３０ｎｍの光の透過率が８０％以上である請求項１～６のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
8. 　前記単結晶薄膜の波長２００～３６０ｎｍの光の透過率が６０％以上である請求項１～７のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
9. 　前記単結晶薄膜の膜厚が、１～２０ｎｍである請求項１～８のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
10. 　前記単結晶薄膜が、式（Ｉ）で表される化合物の１～１０分子層で構成されている請求項１～９のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
11. 　前記分子性金属が下記式（ＩＩＩ）で表される化合物である請求項１～１０のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
    

    

    
    　式（ＩＩＩ）中、
    　ＸはＳ又はＳｅの原子を表し、複数あるＸはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
    　Ｒ_１は、水素原子、炭化水素基、（ポリ）アルキレンオキシ基又は（ポリ）アルキレンチオ基を表し、２つのＲ_１は、同一でも異なっていてもよく、
    　Ｒ_２及びＲ_３のいずれか一方は、式（ＩＩ）で表される基であり、他方は、それに対応するブレンステッド酸基又はその塩である。
12. 　前記分子性金属が下記式（ＩＶ）で表される化合物である請求項１～１１のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
    

    
13. 　前記単結晶薄膜の２端子法の評価による電気伝導度が、１×１０^－３～１×１０^７Ｓ／ｃｍである請求項１～１２のいずれか一項に記載の単結晶薄膜。
14. 　請求項１～１３のいずれか一項に記載の前記単結晶薄膜を備える部品であって、
    　前記部品が、光学部品又は電子部品である部品。
15. 　透明電極又は光ファイバーである、請求項１４に記載の部品。
16. 　請求項１～１３のいずれか一項に記載の前記単結晶薄膜の製造方法であって、
    　前記分子性金属の単結晶と、アルカリ金属水酸化物水溶液とを含む混合液を調製することと、
    　前記混合液を所定時間静置することと、
    　静置した前記混合液に基材を接触させ、前記基材上に前記単結晶薄膜を形成することと、
    　前記基材上に形成した前記単結晶薄膜を洗浄することを含む、単結晶薄膜の製造方法。
17. 　前記混合液を静置する所定時間が、１６８時間以上である請求項１６に記載の単結晶薄膜の製造方法。
18. 　前記混合液において、前記合成金属の単結晶に対する、前記アルカリ金属水酸化物水溶液の重量比が２～１×１０^６である請求項１６又は１７に記載の単結晶薄膜の製造方法。
19. 　前記アルカリ金属水酸化物水溶液のｐＨが、７．５～１１である請求項１６～１８のいずれか一項に記載の単結晶薄膜の製造方法。
20. 　前記混合液を静置することにより、前記混合液中で前記合成金属の単結晶から、二次元方向の結晶性が維持されている単分子層の合成金属片が剥離する、請求項１６～１９のいずれか一項に記載の単結晶薄膜の製造方法。

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