ＮＩＣＴ、有機デバイスやナノ配線が簡単に作れる「ナノワイヤ作製キット」を開発

有機デバイスやナノ配線が簡単に作れる「ナノワイヤ作製キット」を開発
〜装置コストや線幅が大きく改善、デバイスそのものの特性向上も可能に〜



　独立行政法人情報通信研究機構（以下「ＮＩＣＴ」、理事長：宮原　秀夫）は、ナノスケール（＊１）の単結晶（＊２）であるナノワイヤ（＊３）を電極間に簡単に作製できる「ナノワイヤ作製キット」を開発しました。ナノワイヤ作製キットは、高真空系などの大掛かりな装置でなく、手のひらサイズの装置を用いて、基板上にナノワイヤを簡単に作製することができるキットです。本キットの製造原理には、ＮＩＣＴが開発した「ナノ電解法（＊４）」を用いており、この技術により、今後、電子ペーパーやディスプレイなどに利用される半導体を作製するプロセスにおいて、飛躍的な省エネルギー化・低コスト化が実現でき、更に半導体そのものの微小化・高性能化も実現できると考えられます。

　本研究の一部は、（独）科学技術振興機構　戦略的創造研究推進事業　さきがけ「ナノ製造技術の探索と展開」研究領域（研究総括：横山直樹（独）産業技術総合研究所　連携研究体　グリーン・ナノエレクトロニクスセンター　連携研究体長（兼）（株）富士通研究所フェロー）における研究（研究代表者：長谷川裕之（研究期間：２００７〜２０１０年度））として行われました。


【背景】
　今日、身近に使われているコンピュータや通信装置を更に小型化、高速化するためには、装置内部で使用する半導体の微小化を進める必要があります。しかし、現在の半導体技術では微小化に限界があることから、そのための技術として分子を利用したナノデバイス（＊５）技術が注目されています。これまで、ＮＩＣＴは、原子や分子の特徴を利用して、自ら集合させる「自己組織化（＊６）」の手法により、溶液中でのナノスケールの有機デバイス（＊７）を作成する技術である「ナノ電解法」を開発し、高真空系などの大掛かりな装置を用いることなく低コスト・省エネルギーで高性能なナノデバイスを作成することを実現しました。また、この技術の実用化に向け開発を進めてきました。


【今回の成果】
　このたび、ＮＩＣＴは、ナノ電解法を用いて実験室レベルでナノワイヤを作製することができる「ナノワイヤ作製キット」を開発しました（右図）。
　ナノワイヤ作製キットは、ナノ電解セル、電極基板及び電源から構成されています（図１）。ナノワイヤによる架橋を構築させたい電極基板を本キットに接続し、ナノワイヤ原料溶液を入れたナノ電解セルに浸し、電源から交流又は直流を通電させることで、簡単かつ選択的に単結晶のナノワイヤを作製できます（図２）。本キットを用いることで、装置コストは従来法（真空蒸着法（＊８）やインクジェット法（＊９）など）の１／１００程度、配線の最小線幅は約十数ナノメートル（インクジェット法の１／１０００程度）の微細加工（図３）が可能です。
　ナノワイヤの原料として、導電性材料を用いるとナノ配線（図４）を、半導体材料を用いるとトランジスタなどのナノデバイス（図５）を、作製することができます。また、従来法に比べて分子が規則正しく配列するため、作製されたデバイスそのものの特性の向上も期待できます。

　※参考画像は、添付の関連資料を参照


【今後の展望】
　ナノワイヤ作製キットを用いることにより、小型化・低コスト・省エネルギーで高性能なデバイス製造への新たな道が切り開かれ、ＩＣＴを中心とした豊かな社会の実現に大きく貢献できるものと考えられます。
　有機デバイスは、プラスチック基板上に作製できる利点があることから、フレキシブルで環境に優しいデバイスとして、電子ペーパーやディスプレイ、センサなど様々な分野へ利用する研究開発が進められています。今後、本キットの製造原理である「ナノ電解法」によるナノデバイス作製技術が広く活用され、ナノデバイス作製装置などの実用化が進展するように努力してまいります。
　本技術は、岩田硝子工業株式会社にて製品化を準備中であり、本年２月１５日〜１７日に東京ビックサイトで開催される「国際ナノテクノロジー総合展・技術会議（ｎａｎｏ　ｔｅｃｈ　２０１２）」において実演展示する予定です。


※用語解説・補足資料は、添付の関連資料「参考資料」を参照