纳米间隙电极、其制造方法以及具有纳米间隙电极的纳米器件技术

一种纳米间隙电极，包括：第一电极，所述第一电极包括第一电极层和第一金属粒子，所述第一金属粒子配置在第一电极层的一个端部上；以及第二电极，所述第二电极包括第二电极层和第二金属粒子，所述第二金属粒子配置在第二电极层的一个端部上。第一金属粒子与第二金属粒子之间具有间隙且第一金属粒子与第二金属粒子相对地配置，第一金属粒子及第二金属粒子的一端至另一端的最大宽度为小于等于10nm，第一金属粒子与第二金属粒子之间的间隙的长度为小于等于10nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米间隙电极、其制造方法以及具有纳米间隙电极的纳米器件
提供一种具有纳米级间隙间隔的电极、其制造方法以及具有纳米间隙电极的纳米器件。
技术介绍
半导体集成电路根据摩尔定律，集成度呈指数函数地增加。但是，据说半导体集成电路的微细化技术正在逐渐接近极限。面对这样的技术进步的极限，正使用自下而上的方法而非自上而下的方法来进行用于实现新电子器件的研究，所述自下而上的方法为由作为物质最小单位的原子或结构所定义的分子构成器件的方法，所述自上而下的方法为对材料进行加工和微细化的方法。例如，对于利用化学镀的自行停止功能的纳米间隙电极、以及纳米间隙电极之间配置有金属纳米粒子的纳米器件的研究正在进行中(参见非专利文献1～15)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：VictorM.Serdio、ShuheiTakeshita、YasuoAzuma、ToshiharuTeranishi、YutakaMajima、“Self―terminatedNanogapElectrodesbyElectrolessGoldPlating”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米间隙电极，其特征在于，包括：/n第一电极，所述第一电极包括第一电极层和第一金属粒子，所述第一金属粒子配置在所述第一电极层的一个端部上；以及/n第二电极，所述第二电极包括第二电极层和第二金属粒子，所述第二金属粒子配置在所述第二电极层的一个端部上，/n所述第一金属粒子与所述第二金属粒子之间具有间隙、且所述第一金属粒子与所述第二金属粒子相对地配置，/n所述第一金属粒子的一端至另一端的宽度以及所述第二金属粒子的一端至另一端的宽度小于等于20nm，/n所述第一金属粒子与所述第二金属粒子之间的间隙的长度小于等于10nm。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180302 JP 2018-0380921.一种纳米间隙电极，其特征在于，包括：
第一电极，所述第一电极包括第一电极层和第一金属粒子，所述第一金属粒子配置在所述第一电极层的一个端部上；以及
第二电极，所述第二电极包括第二电极层和第二金属粒子，所述第二金属粒子配置在所述第二电极层的一个端部上，
所述第一金属粒子与所述第二金属粒子之间具有间隙、且所述第一金属粒子与所述第二金属粒子相对地配置，
所述第一金属粒子的一端至另一端的宽度以及所述第二金属粒子的一端至另一端的宽度小于等于20nm，
所述第一金属粒子与所述第二金属粒子之间的间隙的长度小于等于10nm。


2.根据权利要求1所述的纳米间隙电极，其特征在于，
在所述第一电极的表面上，除了包括有所述第一金属粒子之外，还包括有多个其它金属粒子，在所述第二电极的表面上，除了包括有所述第二金属粒子之外，还包括有多个其它金属粒子，
在所述第一电极的表面上，所述第一金属粒子与所述多个其它金属粒子非相互接触而分离，在所述第二电极的表面上，所述第二金属粒子与所述多个其它金属粒子非相互接触而分离。


3.根据权利要求1或2所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一金属粒子和所述第二金属粒子为半球状。


4.根据权利要求1或2所述的纳米间隙电极，其特征在于，
用于形成所述第一电极层和所述第二电极层的第一金属的表面自扩散系数比用于形成所述第一金属粒子和所述第二金属粒子的第二金属的表面自扩散系数小。


5.根据权利要求4所述的纳米间隙电极，其特征在于，
位于所述第一金属与所述第二金属之间存在金属键合的表面上的所述第二金属的表面自扩散系数比第二金属的表面自扩散系数小。


6.根据权利要求4所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一金属与所述第二金属是形成合金的组合。


7.根据权利要求6所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一金属粒子以及所述第二金属粒子是所述第一金属与所述第二金属的固溶体。


8.根据权利要求4所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一金属为铂，所述第二金属为金。


9.根据权利要求4所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一电极层和所述第二电极层包括设置在绝缘表面上的钛层和位于该钛层上的铂层。


10.根据权利要求1所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一电极层的所述一个端部的宽度和所述第二电极层的所述一个端部的宽度小于等于20nm。


11.根据权利要求1所述的纳米间隙电极，其特征在于，
所述第一电极层的一个端部的膜厚和所述第二电极层的一个端部的膜厚小于等于20nm。


12.一种纳米间隙电极的制造方法，其特征在于，所述纳米间隙电极的制造方法包括：
在具有绝缘表面的基板上形成第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层各自的一端以相互之间具有间隙且相对地形成；以及
将形成有所述第一电极层和所述第二电极层的基板浸渍在化学镀液中，以分别在所述第一电极层的至少前端部分以及所述第二电极层的至少前端部分形成金属粒子，所述化学镀液为在含有金属离子的电解液中混入有还原剂的化学镀液，
使形成所述第一电极层及所述第二电极层的金属与所述化学镀液中所含的金属进行金属键合，并使所述金属粒子的一端至另一端的宽度生长为小于等于10nm的大小，将所述第一电极层的前端所形成的金属粒子与所述第二电极层的前端所形成的金属粒子之间的间隙的长度形成为小于等于10nm。

【专利技术属性】
技术研发人员：真岛豊，崔伦永，权雅璘，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：日本;JP