JP2003113497A - Porous structure and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は多孔質構造体及びそ
の製造方法に関し、特に本発明の孔を有する多孔質構造
体は、電子デバイスや光デバイス、マイクロデバイスな
どの機能材料や、構造材料などとして、広い範囲で利用
可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous structure and a method for producing the same, and in particular, the porous structure having pores of the present invention is a functional material for electronic devices, optical devices, microdevices, etc., and structural materials. As, it is available in a wide range.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属及び半導体の薄膜、細線、ドットな
どでは、ある特徴的な長さより小さいサイズにおいて、
電子の動きが閉じ込められることにより、特異な電気
的、光学的、化学的性質を示すことがある。このような
観点から、機能性材料として、数１００ｎｍより微細な
構造を有する材料（ナノ構造体）への関心が高まってい
る。2. Description of the Related Art For thin films of metal and semiconductor, fine lines, dots, etc., in a size smaller than a certain characteristic length,
By trapping the movement of electrons, it may exhibit unique electrical, optical, and chemical properties. From such a viewpoint, there is an increasing interest in materials (nanostructures) having a structure finer than several 100 nm as a functional material.
【０００３】こうしたナノ構造体の製造方法としては、
例えば、フォトリソグラフィーをはじめ、電子線露光、
Ｘ線露光などの微細パターン形成技術をはじめとする半
導体加工技術によって直接的にナノ構造体を製造する方
法が挙げられる。As a method for producing such a nanostructure,
For example, photolithography, electron beam exposure,
A method of directly producing a nanostructure by a semiconductor processing technique such as a fine pattern forming technique such as X-ray exposure can be mentioned.
【０００４】また、このような製造方法のほかに、自然
に形成される規則的な構造、すなわち、自己規則的に形
成される構造をベースに、新規なナノ構造体を実現しよ
うとする試みがある。これらの手法は、ベースとして用
いる微細構造によっては、従来の方法を上まわる微細で
特殊な構造を製造できる可能性があるため、多くの研究
が行われ始めている。In addition to such a manufacturing method, an attempt has been made to realize a novel nanostructure based on a naturally formed regular structure, that is, a self-ordered structure. is there. Many studies have begun to be carried out on these methods, because, depending on the microstructure used as a base, it is possible to produce a fine and special structure that exceeds conventional methods.
【０００５】このような自己規則的手法として、ナノサ
イズの孔を有するナノ構造体を容易に、制御よく製造す
ることができる陽極酸化が挙げられる。たとえば、アル
ミニウム及びその合金を酸性浴中で陽極酸化することで
製造する陽極酸化アルミナが知られている。An example of such a self-ordering method is anodic oxidation, which enables easy and controlled production of nanostructures having nanosized pores. For example, anodized alumina produced by anodizing aluminum and its alloys in an acidic bath is known.
【０００６】Ａｌ板を酸性電解質中で陽極酸化すると、
多孔質酸化皮膜（陽極酸化アルミナ）が形成される（た
とえばＲ．Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ
＆Ａ．Ｐ．Ｄａｖｉｄｓ“ＮＡＴＵＲＥ”Ｖｏｌ．３３
７ Ｐ１４７（１９８９）等参照）。この多孔質酸化皮
膜の特徴は、直径が数ｎｍ〜数百ｎｍの極めて微細な円
柱状孔（ナノホール）が、数ｎｍ〜数百ｎｍの間隔（セ
ルサイズ）で平行に配列するという特異的な幾何学的構
造を有することにある。この円柱状の孔は、高いアスペ
クト比を有し、断面の径の一様性にも優れている。ま
た、この孔の径及び間隔は、陽極酸化の際の電流、電圧
を調整することにより、酸化皮膜の厚さ、孔の深さは陽
極酸化の時間を制御することで、ある程度の制御が可能
である。When an Al plate is anodized in an acidic electrolyte,
A porous oxide film (anodized alumina) is formed (eg, RC Furneaux, WR Rigby).
& A. P. Davids "NATURE" Vol. 33
7 P147 (1989) etc.). The characteristic of this porous oxide film is that extremely fine cylindrical holes (nanoholes) with a diameter of several nm to several hundred nm are arranged in parallel at intervals (cell size) of several nm to several hundred nm. It has a geometric structure. The cylindrical hole has a high aspect ratio and is excellent in uniformity of cross-sectional diameter. Also, the diameter and spacing of the holes can be controlled to some extent by adjusting the current and voltage during anodic oxidation to control the thickness of the oxide film and the depth of the holes by controlling the anodic oxidation time. Is.
【０００７】また、陽極酸化アルミナの孔の垂直性、直
線性及び独立性を改善するために、２段階の陽極酸化を
行なう方法、すなわち、陽極酸化を行って形成した多孔
質酸化皮膜を一旦除去した後に再び陽極酸化を行なっ
て、より良い垂直性、直線性、独立性を示す孔を有する
陽極酸化アルミナ（規則化ナノホール）を製造する方法
が提案されている（“Ｊｐｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｉｃｓ”，Ｖｏｌ．３５，Ｐ
ａｒｔ２，Ｎｏ．１Ｂ，ｐｐ．Ｌ１２６−Ｌ１２９，１
５ Ｊａｎｕａｒｙ １９９６）。ここで、この方法は
最初の陽極酸化により形成した陽極酸化皮膜を除去する
ときにできるアルミニウム板の表面の窪みが、２度目の
陽極酸化の孔開始点となることを用いている。Further, in order to improve the verticality, linearity and independence of the pores of the anodized alumina, a method of performing two-step anodization, that is, the porous oxide film formed by the anodization is once removed. Then, anodic oxidation is carried out again to prepare anodized alumina (ordered nanoholes) having pores exhibiting better verticality, linearity and independence (“Jpn. Journal of of
Applied Physics ", Vol. 35, P
art2, No. 1B, pp. L126-L129,1
5 January 1996). Here, this method uses that the depression on the surface of the aluminum plate, which is formed when the anodized film formed by the first anodization is removed, serves as a hole starting point for the second anodization.
【０００８】他にも、プレスパターニングを用いて孔開
始点を形成する方法、すなわち、複数の突起を表面に備
えた基板をアルミニウム板の表面に押しつけてできる窪
みを孔開始点として形成した後に陽極酸化を行なって、
より良い形状、間隔及びパターンの制御性を示す孔を有
する多孔質酸化皮膜を製造する方法も提案されている
（特開平１０−１２１２９２号公報）。In addition, there is a method of forming a hole starting point by using press patterning, that is, a hole formed by pressing a substrate having a plurality of protrusions on its surface against the surface of an aluminum plate as a hole starting point and then forming an anode. Oxidize,
A method for producing a porous oxide film having pores exhibiting better shape, spacing, and pattern controllability has also been proposed (JP-A-10-121922).
【０００９】この陽極酸化アルミナの特異的な幾何学構
造に着目した、さまざまな応用が試みられている。益田
による解説が詳しいが、以下、応用例を列記する。たと
えば、陽極酸化膜の耐摩耗性、耐絶縁性を利用した皮膜
としての応用や、皮膜を剥離してフィルターへの応用が
ある。さらには、ナノホール内に金属や半導体等を充填
する技術や、ナノホールのレプリカ技術を用いることよ
り、着色、磁気記録媒体、ＥＬ発光素子、エレクトロク
ロミック素子、光学素子、太陽電池、ガスセンサ、をは
じめとするさまざまな応用が試みられている。さらに
は、量子細線、ＭＩＭ素子などの量子効果デバイス、ナ
ノホールを化学反応場として用いる分子センサー、など
多方面への応用が期待されている。（益田“固体物理”
３１，４９３（１９９６））Various applications have been attempted, paying attention to the unique geometric structure of this anodized alumina. The explanation by Masuda is detailed, but the application examples are listed below. For example, there are applications as a film utilizing the wear resistance and insulation resistance of the anodic oxide film, and application to a filter by peeling off the film. Furthermore, by using a technique of filling a metal or semiconductor in the nanoholes, or a replica technique of the nanoholes, coloring, magnetic recording media, EL light emitting elements, electrochromic elements, optical elements, solar cells, gas sensors, etc. Various applications have been tried. Furthermore, it is expected to be applied to various fields such as quantum wires, quantum effect devices such as MIM elements, and molecular sensors using nanoholes as chemical reaction fields. (Masuda "Solid State Physics"
31, 493 (1996))
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】先に述べた半導体加工
技術による直接的なナノ構造体の製造は、歩留まりの悪
さや装置のコストが高いなどの問題があり、簡易な手法
で再現性よく製造できる手法が望まれている。The direct production of nanostructures by the above-mentioned semiconductor processing technology has problems such as poor yield and high equipment cost, and the production is simple and reproducible. A method that can do it is desired.
【００１１】このような観点から自己規則的手法、特に
陽極酸化の手法は、ナノ構造体を容易に、制御よく製造
することができ、また、大面積のナノ構造体を製造する
ことが可能であることから望まれている。特に、孔開始
点を制御した手法により作成される陽極酸化アルミナの
孔が規則的に配列した構造は、孔の垂直性、直線性、配
列性に優れており好ましい。From this point of view, the self-ordering method, particularly the anodic oxidation method, can easily and well control the production of nanostructures, and can also produce large-area nanostructures. It is desired because it exists. In particular, a structure in which the pores of anodized alumina prepared by a method of controlling the starting point of pores are regularly arrayed is preferable because the pores have excellent verticality, linearity, and arrayability.
【００１２】従来、陽極酸化アルミナの孔間隔の制御
は、陽極酸化電圧により行われている。孔間隔を制御し
た例としては、陽極酸化の途中で電圧を変更すること
で、厚さ方向において孔間隔を変化させた例が知られ
る。しかし、同一基板上の異なる部位に孔間隔の異なる
多孔質体を配した例はなかった。このように孔間隔の異
なる多孔質体を同一基板上に作成することができれば、
さらに多くの応用展開が期待できる。Conventionally, the hole spacing of anodized alumina is controlled by the anodizing voltage. As an example of controlling the hole spacing, it is known that the voltage is changed during the anodic oxidation to change the hole spacing in the thickness direction. However, there have been no examples in which porous bodies having different pore intervals are arranged at different sites on the same substrate. In this way, if porous materials with different pore spacing can be created on the same substrate,
Many more applications can be expected.
【００１３】本発明の目的はこれらの課題を解決するこ
とにある。すなわち、本発明の目的は、多孔質構造体に
おいて、孔間隔を制御する技術を提供することであり、
基板上に、少なくとも２種類以上の異なる孔間隔を有す
る多孔質体を具備したナノ構造体を提供することにあ
る。An object of the present invention is to solve these problems. That is, an object of the present invention is to provide a technique for controlling the pore spacing in a porous structure,
It is an object of the present invention to provide a nanostructure including a porous body having at least two kinds of different pore intervals on a substrate.
【００１４】さらに、本発明は、このような多孔質構造
体の製造方法を提供することにある。さらにはこの技術
を適用して製造した孔を有する多孔質構造体をベースと
し、新規なナノ構造体、ナノ構造デバイスを開示し、ナ
ノホールを機能材料として多様な方向で使用を可能とす
る表示装置を提供することである。Further, the present invention provides a method for producing such a porous structure. Further, based on a porous structure having pores manufactured by applying this technology, a novel nanostructure and a nanostructure device are disclosed, and a display device that enables use of nanoholes as a functional material in various directions. Is to provide.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明の
以下の構成および製法により解決できる。すなわち、本
発明は、基体と、前記基体上に位置する少なくとも２つ
の多孔質体とを備え、前記多孔質体内の隣接する複数の
孔の中心間距離の平均値が前記多孔質体毎に異なること
を特徴とする多孔質構造体である。The above-mentioned problems can be solved by the following constitution and manufacturing method of the present invention. That is, the present invention comprises a substrate and at least two porous bodies located on the substrate, and the average value of the center-to-center distances of a plurality of adjacent pores in the porous body is different for each porous body. It is a porous structure characterized by the above.
【００１６】また、本発明は、基板上の２種類以上の部
位に、アルミニウムを主とする材料を陽極酸化すること
で作成される多孔質体を具備する多孔質構造体におい
て、少なくとも第１の孔間隔を有する第１の多孔質体を
配した部位と、第２の孔間隔を有する第２の多孔質体を
配した部位を有すること特徴とする多孔質構造体であ
る。The present invention also provides at least a first porous structure having a porous body formed by anodizing a material mainly containing aluminum at two or more types of sites on a substrate. It is a porous structure characterized in that it has a portion where a first porous body having a pore spacing is arranged and a portion where a second porous body having a second pore spacing is arranged.
【００１７】該第１の多孔質体の第１の孔間隔と、第２
の多孔質体の第２の孔間隔は間隔が異なることが好まし
い。該多孔質体は孔がほぼ同一の間隔で３角格子状に規
則的に配列した構造を有することが好ましい。The first pore spacing of the first porous body, and the second
It is preferable that the second pore spacing of the porous body is different. It is preferable that the porous body has a structure in which pores are regularly arranged in a triangular lattice pattern at substantially the same intervals.
【００１８】また、本発明は、アルミニウムを主とする
材料を陽極酸化することで作成される多孔質体を具備す
る表示装置において、少なくとも２種類以上の孔間隔の
異なる多孔質体を有し、該多孔質体の孔に発光材料を充
填したことを特徴とする表示装置である。Further, according to the present invention, in a display device having a porous body prepared by anodizing a material mainly containing aluminum, at least two kinds of porous bodies having different pore intervals are provided. The display device is characterized in that the hole of the porous body is filled with a light emitting material.
【００１９】また、本発明は、アルミニウムを主とする
材料を陽極酸化することで作成される多孔質体を具備す
る磁性デバイスにおいて、少なくとも２種類以上の孔間
隔の異なる多孔質体を有し、該多孔質体の孔に磁性材料
を充填したことを特徴とする磁性デバイスである。Further, the present invention provides a magnetic device comprising a porous body formed by anodizing a material mainly containing aluminum, which has at least two kinds of porous bodies having different pore intervals, A magnetic device characterized in that the pores of the porous body are filled with a magnetic material.
【００２０】さらに、本発明は、基板上の２種類以上の
部位に多孔質体を具備する多孔質構造体の製造方法にお
いて、該多孔質構造体は、少なくとも第１の多孔質体
と、該第１の多孔質体の孔間隔より小さな孔間隔を有す
る第２の多孔質体を有し、該製造方法は、少なくとも、
（Ａ１）基板上に第１および第２のアルミニウムを主と
する部位を形成する工程と、（Ａ２）該第１のアルミニ
ウムを主とする部位を陽極酸化して第１の多孔質体を形
成する工程と、（Ａ３）該第２のアルミニウムを主とす
る部位を陽極酸化して第２の多孔質体を形成する工程を
有することを特徴とする多孔質構造体の製造方法であ
る。Furthermore, the present invention provides a method for producing a porous structure having porous bodies at two or more sites on a substrate, wherein the porous structure comprises at least a first porous body, and The second porous body has a pore spacing smaller than the pore spacing of the first porous body, and the manufacturing method includes at least:
(A1) a step of forming first and second aluminum-based portions on the substrate; and (A2) forming a first porous body by anodizing the first aluminum-based portions. And (A3) a step of forming a second porous body by anodizing the portion mainly composed of the second aluminum, the method for producing a porous structure.
【００２１】さらに、本発明は、基板上の２種類以上の
部位に多孔質体を具備する多孔質構造体の製造方法にお
いて、該多孔質構造体は、少なくとも第１の多孔質体
と、第１の多孔質体の孔間隔より小さな孔間隔を有する
第２の多孔質体を有し、該製造方法は少なくとも、（Ｂ
１）基板上に第１のアルミニウムを主とする部位を形成
する工程と、（Ｂ２）該第１のアルミニウムを主とする
部位を陽極酸化して第１の多孔質体を形成する工程と、
（Ｂ３）基板上に第２のアルミニウムを主とする部位を
形成する工程と、（Ｂ４）該第２のアルミニウムを主と
する部位を陽極酸化して第２の多孔質体を形成する工程
を有することを特徴とする多孔質構造体の製造方法であ
る。Furthermore, the present invention provides a method for producing a porous structure having a porous body at two or more types of sites on a substrate, wherein the porous structure comprises at least a first porous body and a first porous body. The second porous body has a pore spacing smaller than the pore spacing of the first porous body, and the manufacturing method includes at least (B
1) a step of forming a first aluminum-based portion on a substrate, and (B2) a step of anodizing the first aluminum-based portion to form a first porous body,
(B3) a step of forming a second aluminum-based portion on the substrate, and (B4) a step of forming a second porous body by anodizing the second aluminum-based portion. A method for producing a porous structure, which comprises:
【００２２】さらに、本発明は、基板上の２種類以上の
部位に多孔質体を具備する多孔質構造体の製造方法にお
いて、該多孔質構造体は、少なくとも第１の多孔質体
と、第１の多孔質体の孔間隔より小さな孔間隔を有する
第２の多孔質体を有し、該製造方法は、少なくとも、
（Ｃ１）基板上に第１のアルミニウムを主とする部位を
形成する工程と、（Ｃ２）該第１のアルミニウムを主と
する部位を陽極酸化して第１の多孔質体を形成する工程
と、（Ｃ３）該第１の多孔質体の孔径を拡大する工程
と、（Ｃ４）基板上に第２のアルミニウムを主とする部
位を形成する工程と、（Ｃ５）該第２のアルミニウムを
主とする部位を陽極酸化して第２の多孔質体を形成する
工程と、（Ｃ６）該第１及び第２の多孔質体の孔径を拡
大する工程を有することを特徴とする多孔質構造体の製
造方法である。Furthermore, the present invention provides a method for producing a porous structure having a porous body at two or more kinds of sites on a substrate, wherein the porous structure comprises at least a first porous body and a first porous body. 1 has a second porous body having a pore spacing smaller than the pore spacing of the porous body, the manufacturing method, at least
(C1) a step of forming a first aluminum-based portion on the substrate, and (C2) a step of anodizing the first aluminum-based portion to form a first porous body. , (C3) a step of enlarging the pore diameter of the first porous body, (C4) a step of forming a portion mainly containing a second aluminum on the substrate, and (C5) a main portion of the second aluminum. The porous structure having a step of forming a second porous body by anodizing the portion to be defined as (C6) and a step of (C6) expanding the pore diameters of the first and second porous bodies. Is a manufacturing method.
【００２３】さらに、本発明は、基板上の２種類以上の
部位に多孔質体を具備する多孔質構造体の製造方法にお
いて、該多孔質構造体は、少なくとも第１の多孔質体
と、第１の多孔質体の孔間隔と異なる孔間隔を有する第
２の多孔質体を有し、該製造方法は、少なくとも、（Ｄ
１）基板上に第１のアルミニウムを主とする部位を形成
する工程と（Ｄ２）基板上に第２のアルミニウムを主と
する部位を形成する工程と（Ｄ３）該第１及び第２のア
ルミニウムを主とする部位を同時に異なる電圧で陽極酸
化して第１及び第２の多孔質体を形成する工程を有する
ことを特徴とする多孔質構造体の製造方法である。Furthermore, the present invention provides a method for producing a porous structure having a porous body at two or more sites on a substrate, wherein the porous structure comprises at least a first porous body and a first porous body. The second porous body has a pore spacing different from the pore spacing of the first porous body, and the manufacturing method includes at least (D
1) a step of forming a first aluminum-based portion on a substrate, (D2) a step of forming a second aluminum-based portion on a substrate, and (D3) the first and second aluminum The method for producing a porous structure comprises a step of forming first and second porous bodies by simultaneously performing anodization of a portion mainly composed of (4) at different voltages.
【００２４】これらの中でも、基板上の、該アルミニウ
ムを主とする部位を陽極酸化して多孔質体を形成する工
程に先んじて、アルミニウムを主とする部位に孔開始点
を形成する工程を行うことを特徴とする多孔質構造体の
製造方法であり、該孔開始点を形成する工程は、該アル
ミニウムを主とする部位に集束イオンビームを照射する
工程であることを特徴とする多孔質構造体の製造方法で
ある。Among these, prior to the step of forming a porous body by anodizing the aluminum-based portion on the substrate, a step of forming a hole starting point in the aluminum-based portion is performed. A method for producing a porous structure, wherein the step of forming the pore starting point is a step of irradiating a site mainly containing aluminum with a focused ion beam. It is a body manufacturing method.
【００２５】さらには、上記製造方法により作成された
ことを特徴とする多孔質構造体である。Further, it is a porous structure produced by the above-mentioned manufacturing method.
【００２６】本発明は、規則的に配列した孔を有し、さ
らに孔間隔の異なる少なくとも２種類以上の多孔質体を
具備する多孔質構造体を提供することにある。本発明の
多孔質構造体は、たとえば、孔間隔の大きい多孔質体か
ら順番に製造することで実現できる。この手法により、
それぞれの多孔質体の孔径を独立に制御することができ
るという作用がある。本発明の多孔質構造体の多孔質体
に、金属、半導体等の機能材料を埋め込むことにより、
新たな電子デバイスや光デバイスへと応用できる可能性
がある。The present invention is to provide a porous structure having regularly arranged pores and further comprising at least two kinds of porous bodies having different pore intervals. The porous structure of the present invention can be realized, for example, by sequentially manufacturing porous bodies having large pore intervals. By this method,
There is an effect that the pore size of each porous body can be controlled independently. By embedding a functional material such as a metal or a semiconductor in the porous body of the porous structure of the present invention,
There is a possibility that it can be applied to new electronic devices and optical devices.
【００２７】本発明の陽極酸化アルミナを用いた多孔質
構造体は、量子細線、ＭＩＭ素子、分子センサー、着
色、磁気記録媒体、ＥＬ発光素子、エレクトロクロミッ
ク素子、フォトニックバンドを利用した光学素子、電子
放出素子、太陽電池、ガスセンサ、耐摩耗性、耐絶縁性
皮膜、フィルターをはじめとするさまざまな形態で応用
することを可能とするものであり、その応用範囲を著し
く広げる作用を有する。The porous structure using the anodized alumina of the present invention is a quantum wire, MIM element, molecular sensor, coloring, magnetic recording medium, EL light emitting element, electrochromic element, optical element utilizing photonic band, It can be applied in various forms such as an electron-emitting device, a solar cell, a gas sensor, a wear resistant film, an insulating resistant film, and a filter, and has an action of remarkably expanding its application range.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
＜ナノ構造体の構成＞本発明の多孔質構造体は、基体
と、前記基体上に位置する少なくとも２つの多孔質体と
を備え、前記多孔質体内の隣接する複数の孔の中心間距
離の平均値が前記多孔質体毎に異なることを特徴とす
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. <Structure of Nanostructure> The porous structure of the present invention includes a base and at least two porous bodies located on the base, and the distance between centers of a plurality of adjacent pores in the porous body is reduced. The average value is different for each porous body.
【００２９】図１に本発明の一実施形態として、細孔を
有するナノ構造体の構成の一例を記す。本発明のナノ構
造体は、少なくとも２種類以上の細孔間隔の異なる細孔
体２を有することを特徴とする。図１においては、基板
１上に、３種類の細孔間隔（２Ｒ１、２Ｒ２、２Ｒ３）
の異なる３種類の細孔体（陽極酸化アルナ）２を配した
例を示す。FIG. 1 shows an example of the structure of a nanostructure having pores as an embodiment of the present invention. The nanostructure of the present invention is characterized by having at least two or more kinds of pore bodies 2 having different pore intervals. In FIG. 1, three types of pore intervals (2R1, 2R2, 2R3) are formed on the substrate 1.
An example in which three types of pore bodies (anodized aluna) 2 of different types are arranged is shown.
【００３０】まず本発明の細孔体である陽極酸化アルミ
ナについて説明する。図８は陽極酸化アルミナの構造を
示す斜視図である。１はアルミニウム、３は細孔（ナノ
ホール）、７はバリア層である。陽極酸化アルミナの細
孔３は円柱状の形状を有し、それぞれの細孔３は互いに
ほぼ平行かつ等間隔に配置することができる。この場
合、隣接する複数の孔の中心間距離の平均値は、細孔間
隔２Ｒと等しくなる。細孔３の直径２ｒは数ｎｍ〜５０
０ｎｍ、間隔（セルサイズ）２Ｒは数ｎｍ〜５００ｎｍ
程度、深さは１０ｎｍ〜１００μｍの範囲である。First, the anodized alumina which is the porous body of the present invention will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the structure of anodized alumina. 1 is aluminum, 3 is a pore (nanohole), and 7 is a barrier layer. The pores 3 of the anodized alumina have a columnar shape, and the pores 3 can be arranged substantially parallel to each other and at equal intervals. In this case, the average value of the center-to-center distances of a plurality of adjacent holes is equal to the pore spacing 2R. The diameter 2r of the pore 3 is several nm to 50
0 nm, spacing (cell size) 2R is several nm to 500 nm
The degree and the depth are in the range of 10 nm to 100 μm.
【００３１】陽極酸化アルミナの細孔間隔すなわち構造
周期２Ｒは、陽極酸化電圧とほぼ次式（１）の相関を有
するため、陽極酸化電圧の設定により、所望の細孔間隔
を有した陽極酸化アルミナを製造できる。Since the pore spacing of the anodized alumina, that is, the structural period 2R, has a correlation with the anodizing voltage by the following equation (1), the anodized alumina having a desired pore spacing can be set by setting the anodizing voltage. Can be manufactured.
【００３２】[0032]
【数１】 [Equation 1]
【００３３】陽極酸化アルミナの細孔径の制御は、陽極
酸化後に酸溶液に浸すポアワイド処理の条件で行うこと
ができる。また細孔３の深さ（長さ）は、陽極酸化時
間、Ａｌの厚さ等で制御することができ、たとえば１０
ｎｍ〜１００μｍの間である。The pore size of the anodized alumina can be controlled under the condition of pore widening treatment in which the anodized alumina is immersed in an acid solution after the anodization. The depth (length) of the pores 3 can be controlled by the anodic oxidation time, the thickness of Al, etc.
It is between nm and 100 μm.
【００３４】また、陽極酸化の前工程として、アルミニ
ウムの表面に陽極酸化の細孔開始点を製造しておくこと
で、細孔配列を規則的なものとする事ができる。さら
に、陽極酸化アルミナの細孔内に、金属、半導体等の機
能材料を埋め込むことも可能である。In addition, as a pre-process of anodization, by producing anodization pore starting points on the surface of aluminum, the pore arrangement can be made regular. Furthermore, it is possible to embed a functional material such as metal or semiconductor in the pores of anodized alumina.
【００３５】さて、規則的な細孔を配列した陽極酸化ア
ルミナは、その周期的構造を利用しフォトニック結晶と
しての利用が挙げられる。フォトニック結晶について
は、“Ｏ ｐｕｌｓ Ｅ”１９９９年１２月号、特集：
「フォトニック結晶」に詳しい。フォトニック結晶と
は、２種類以上の屈折率（誘電率）異なる部位を周期的
に配列することで、その光学的性質を制御したものであ
る。たとえば２次元フォトニック結晶として図７に示す
ような、第１の誘電部位２１の中に、柱状形状の第２の
誘電部位２２が、２次元に配列した構造が挙げられる。
この様な媒質は、半導体のバンド形成理論において電子
波がブラッグ反射されてエネルギーＥと波数ｋとの分散
関係がバンドを形成するのに類推されるように、光にお
いてもフォトニックバンドを生み出す。さらに、その周
期構造によっては、光が存在できない波長領域、すなわ
ちフォトニックバンドギャップが形成され、大きな光反
射能を有するようになる。このような特徴を制御するこ
とで、導波路、発光素子、レーザーをはじめとする光デ
バイスの特性向上が期待できる。Now, anodized alumina in which regular pores are arranged can be used as a photonic crystal by utilizing its periodic structure. Regarding photonic crystals, "O puls E" December 1999 issue, special feature:
Details about "photonic crystals". The photonic crystal is a crystal in which two or more kinds of portions having different refractive indexes (dielectric constants) are periodically arranged to control the optical properties thereof. For example, as a two-dimensional photonic crystal, as shown in FIG. 7, there is a structure in which the second dielectric portions 22 having a columnar shape are two-dimensionally arranged in the first dielectric portions 21.
Such a medium produces a photonic band even in light, as in the theory of band formation of semiconductors, it is inferred that the electron wave is Bragg-reflected and the dispersion relation between the energy E and the wave number k forms a band. Further, depending on the periodic structure, a wavelength region where light cannot exist, that is, a photonic band gap is formed, and a large light reflectivity is obtained. By controlling such characteristics, it can be expected to improve the characteristics of optical devices such as a waveguide, a light emitting element, and a laser.
【００３６】フォトニックバンドを利用するには、その
構造周期としてもちいる光の波長程度から光の波長の数
分の１のサイズを必要とする。陽極酸化アルミナは、第
１の誘電部位（アルミナ）２１の中に、円柱状の第２の
誘電部位２２が規則的な配列した構造を有し、フォトニ
ック結晶とみなすことができる。また、その周期サイズ
は製造条件により数１０から５００ｎｍの範囲で制御で
きるため、紫外から赤外域においてフォトニック結晶と
して用いることができる。フォトニック結晶のフォトニ
ックバンドは、その構造、構成材料などでかわるが、そ
の構造（細孔）周期サイズと波長の間にはスケール則が
成り立つため、構造周期を制御することで所望の波長域
にフォトニックバンドギャップを設定することができ
る。In order to use the photonic band, it is necessary to have a size which is about several times the wavelength of light used as the structural period of the light. Anodized alumina has a structure in which cylindrical second dielectric parts 22 are regularly arranged in the first dielectric part (alumina) 21, and can be regarded as a photonic crystal. The period size can be controlled in the range of several tens to 500 nm depending on the manufacturing conditions, so that it can be used as a photonic crystal in the ultraviolet to infrared region. The photonic band of a photonic crystal changes depending on its structure, constituent materials, etc., but since the scale rule holds between the structure (pore) period size and wavelength, the desired wavelength range can be obtained by controlling the structure period. The photonic band gap can be set to.
【００３７】本発明の、規則的な細孔を配列した陽極酸
化アルミナの細孔間隔を、それぞれの細孔体において独
立に制御する技術により、フォトニック結晶の構造、フ
ォトニックバンド構造の制御が可能である。特に、本発
明の複数の細孔間隔の異なる細孔体を用意することは、
複数のフォトニック結晶、さらには異なる周波数にフォ
トニックバンドギャップを有したフォトニック結晶を同
一基板上に用意できることを意味する。このような特徴
を制御することで、導波路、発光素子、レーザーをはじ
めとする光デバイスの特性向上が期待できる。The technique of independently controlling the pore spacing of the anodized alumina in which regular pores are arranged in each of the pore bodies of the present invention can control the structure of the photonic crystal and the photonic band structure. It is possible. In particular, to prepare a plurality of different pore spacing of the present invention,
This means that a plurality of photonic crystals and further photonic crystals having photonic band gaps at different frequencies can be prepared on the same substrate. By controlling such characteristics, it can be expected to improve the characteristics of optical devices such as a waveguide, a light emitting element, and a laser.
【００３８】他に、陽極酸化アルミナの細孔内に、磁性
材料を充填した場合には、磁性ナノ細線がえられる。細
孔間隔の異なる細孔を有する陽極酸化アルミナに磁性材
料を充填することで、基板上に磁性細線の間隔が異なる
磁気細線の集合体を作成できる。磁性細線の間隔は、磁
化反転の閾値や、細線中の磁区制御、磁気抵抗などに影
響を及ぼすため、これらの制御により、磁場センサ、磁
気抵抗素子、磁気記録媒体などの磁性デバイスとしての
応用が期待できる。In addition, when the pores of anodized alumina are filled with a magnetic material, magnetic nanowires can be obtained. By filling anodized alumina having pores with different pore intervals with a magnetic material, an aggregate of magnetic wires having different intervals can be formed on the substrate. The spacing between magnetic thin wires affects the threshold of magnetization reversal, magnetic domain control in thin wires, magnetic resistance, etc., so these controls can be applied to magnetic devices such as magnetic field sensors, magnetoresistive elements, and magnetic recording media. Can be expected.
【００３９】＜ナノ構造体の製造方法＞図２から図４
に、本発明のナノ構造体の製造工程を示す。図２から４
においては、２つの異なる細孔間隔の細孔体を製造する
工程として記しているが、これらは任意の複数種類の細
孔体に適用できる。<Manufacturing Method of Nanostructures> FIGS. 2 to 4
The manufacturing process of the nanostructure of the present invention is shown in FIG. 2 to 4
In the above, although it is described as a step of producing a pore body having two different pore intervals, these can be applied to any plural kinds of pore bodies.
【００４０】本発明のナノ構造体は、基板上に複数種類
の細孔間隔の異なる細孔体を有するが、その作成方法と
しては、図２（ｂ）に示すように複数の細孔体を同時に
製造する手法と、図２（ａ）に示すように一種類づつ順
番に製造する手法が挙げられる。The nanostructure of the present invention has a plurality of kinds of fine pores having different pore intervals on the substrate. As a method for producing the same, a plurality of fine pores are prepared as shown in FIG. 2 (b). There are a method of manufacturing at the same time and a method of manufacturing one type at a time as shown in FIG.
【００４１】前者の、複数種類の細孔体を同時に製造す
るには、基板上の複数のアルミニウムを主とする部位
を、同時に、異なる電圧で陽極酸化することがあげられ
る。この手法は、工程数が少ない点で好ましい。In the former case, in order to simultaneously manufacture a plurality of kinds of fine pores, it is possible to simultaneously anodize a plurality of aluminum-based sites on the substrate at different voltages. This method is preferable because the number of steps is small.
【００４２】後者の、図２（ａ）に示すように種類の異
なる細孔体を一種類づつ順番に製造するには、複数のア
ルミニウムを主とする部位を順番に異なる電圧で陽極酸
化することで製造できる。この際、大きな細孔間隔を有
した細孔体から先に製造することが、製造歩留まり向上
の点で好ましい。これは、小さな細孔間隔を有した陽極
酸化アルミナナノホールは、次の陽極酸化において酸の
溶液中に置かれることになるが、この際にエッチングさ
れてしまう危険があるからである。また、小さな細孔間
隔を有した細孔体（すなわち小さい電圧で陽極酸化した
部位）は、次に大きな細孔間隔の細孔体を製造する際
（すなわち大きい電圧を印加する際に）、損傷しやすい
という理由もたある。この一種類づつ順番に製造する手
法は、図２（ａ）に示すようにそれぞれの細孔体に独立
に細孔を大きくする処理（ポアワイド処理）を施すこと
ができるため、それぞれの細孔体の細孔径を独立に制御
できる点で、好ましい。In the latter case, in order to sequentially manufacture different types of fine pores as shown in FIG. 2 (a), a plurality of aluminum-based parts are sequentially anodized at different voltages. Can be manufactured in. At this time, it is preferable from the viewpoint of improving the manufacturing yield that the porous body having a large pore spacing is manufactured first. This is because the anodized alumina nanoholes having a small pore spacing are placed in the acid solution in the next anodization, but there is a risk of etching at this time. In addition, a pore body having a small pore space (that is, a site anodized at a small voltage) is damaged when a pore body having a next large pore space is manufactured (that is, when a large voltage is applied). There is also a reason that it is easy to do. In this method of manufacturing each kind of pores in order, as shown in FIG. 2A, each pore body can be independently subjected to a treatment (pore widening treatment) for enlarging the pores. It is preferable in that the pore size of can be controlled independently.
【００４３】さらには、陽極酸化アルミナは、電解浴の
種類、組成によって陽極酸化可能な電圧範囲がことなる
こと、さらには細孔が自己組織的に配列するためには、
適当な陽極酸化電圧と電解液の組み合わせを選ぶことが
必要であることが知られており、このような観点からも
異なる細孔間隔の細孔体は、別の浴を用いて、別途製造
する図２（ａ）の手順が好ましい。Furthermore, in the case of anodized alumina, the range of voltage that can be anodized varies depending on the type and composition of the electrolytic bath, and in addition, because the pores are arranged in a self-organizing manner,
It is known that it is necessary to select an appropriate combination of anodizing voltage and an electrolytic solution, and from this viewpoint, the pore bodies having different pore intervals are separately produced using another bath. The procedure of FIG. 2 (a) is preferred.
【００４４】さらには、この一種類づつ順番に製造する
手法において、図３（ｂ）のようにアルミニウムを主と
する複数の部位の形成後、順番に陽極酸化する方法や、
図３（ａ）に示すようにアルミニウムを主とする部位の
形成と陽極酸化を繰り返す方法がある。前者において
は、工程数が少ないという利点を有する。Furthermore, in the method of sequentially manufacturing one type of each, as shown in FIG. 3 (b), after forming a plurality of portions mainly made of aluminum, anodizing in order, or
As shown in FIG. 3 (a), there is a method of repeating formation of a portion mainly containing aluminum and anodic oxidation. The former has the advantage that the number of steps is small.
【００４５】しかし、図３（ｂ）の手法においては、第
１の部位を陽極酸化する際、陽極酸化を行わない（後で
異なる電圧で陽極酸化を行う）第２の部位は、陽極酸化
が起こらないようにカソード電位もしくはそれよりも負
の電位に設定する必要がある。このような電位に設定し
た際には、アルミニウムを主とする部位の表面の平坦性
が悪くなる等の理由で、後に陽極酸化した際に細孔の配
列が乱れることがある。このような理由から、より好ま
しくは図３（ａ）に示すように、アルミニウムを主とす
る部位の形成と陽極酸化を繰り返す方法が望ましい。However, in the method shown in FIG. 3B, when the first portion is anodized, the second portion that is not anodized (the latter is anodized at a different voltage) is anodized. It is necessary to set the cathode potential or a negative potential higher than that so that it does not occur. When such a potential is set, the arrangement of the fine pores may be disturbed during the subsequent anodic oxidation due to the fact that the flatness of the surface of the part mainly containing aluminum deteriorates. For this reason, more preferably, as shown in FIG. 3 (a), a method of repeating the formation of the part mainly containing aluminum and the anodic oxidation is desirable.
【００４６】また、陽極酸化の前工程として、アルミニ
ウムの表面に細孔開始点を製造しておくことで、細孔配
列を規則的なものとする事ができ、好ましい。この場合
にも、細孔開始点を形成後にアルミニウム表面に損傷を
与えないために、図４に示すように、アルミニウムを主
とする部位の形成、細孔開始点の形成、陽極酸化を繰り
返す方法が望ましい。Further, as a pre-process of anodic oxidation, it is preferable to manufacture pore starting points on the surface of aluminum so that the pore arrangement can be made regular. Also in this case, in order to prevent the aluminum surface from being damaged after the pore starting point is formed, as shown in FIG. 4, a method of repeatedly forming a part mainly containing aluminum, forming the pore starting point, and anodizing. Is desirable.
【００４７】上述の複数の細孔体を形成する手順におい
て、それぞれの細孔体の製造は、ａ）アルミニウムを主
とする部位を用意する工程、ｂ）細孔開始点の形成工
程、ｃ）細孔形成工程（陽極酸化）、ｄ）細孔拡大工程
から構成される。In the above-mentioned procedure for forming a plurality of fine pores, the production of each fine pore is carried out by a) a step of preparing a portion mainly containing aluminum, b) a step of forming a fine pore starting point, and c). It comprises a pore forming step (anodic oxidation) and d) pore expanding step.
【００４８】以下に各工程について、詳しく説明する。
図５においては、簡単のために、一つの細孔体の製造工
程を図示した。Each step will be described in detail below.
In FIG. 5, for simplification, the manufacturing process of one porous body is illustrated.
【００４９】（ａ）基板上にアルミニウムを主とする部
位を形成する工程
基板上にＡｌを主成分とする膜をパターニング形成した
ものも挙げられる。異なる種類の細孔体となる部分は、
あらかじめパターニングにより、分離しておく。パター
ニングには、フォトリソグラフィーやマスキング、直描
などの手法が適用可能である。またＡｌを主成分をする
膜の成膜方法は、抵抗加熱蒸着、ＥＢ蒸着、スパッタ、
ＣＶＤ、メッキをはじめとする任意の成膜方法が適用可
能である。基板としては、石英ガラスをはじめとする絶
縁体基板やシリコンやガリウム砒素をはじめとする半導
体基板などの基板や、これらの基板の上に１層以上の膜
を形成したものが挙げられるが、Ａｌを主成分とする膜
の陽極酸化による細孔形成に不都合がなければ、基板の
材質、厚さ、機械的強度などは特に限定されるものでは
ない。また、アルミニウム膜の下地にＴｉやＮｂなどの
導電性膜を形成したものを用いれば、細孔の深さの均一
性を上げることも可能になり、細孔内に充填物を配した
際に充填物と下地の電気的接続が可能となる。(A) Step of forming a portion mainly composed of aluminum on a substrate An example in which a film containing Al as a main component is patterned and formed on a substrate is also exemplified. The parts that are different types of pores are
Separate by patterning in advance. For patterning, methods such as photolithography, masking, and direct drawing can be applied. The method of forming a film containing Al as a main component includes resistance heating vapor deposition, EB vapor deposition, sputtering,
Any film forming method including CVD and plating can be applied. Examples of the substrate include substrates such as an insulating substrate such as quartz glass, a semiconductor substrate such as silicon and gallium arsenide, and those having one or more layers formed on these substrates. The material, thickness, mechanical strength and the like of the substrate are not particularly limited as long as there is no inconvenience in forming pores by anodic oxidation of a film containing as a main component. Further, by using an aluminum film on which a conductive film such as Ti or Nb is formed, it is possible to increase the uniformity of the depth of the pores. It enables electrical connection between the filling and the base.
【００５０】（ｂ）細孔開始点の形成工程
この工程により、Ａｌを主成分とする部位の表面に細孔
開始点を形成する。この工程の後に、陽極酸化すること
により細孔の位置が制御可能となり、ナノ構造体の細孔
の配列、間隔、位置、方向等の制御が可能であり、その
一例として、パターニングの全域にわたり直線性に優れ
た細孔が三角格子状に規則正しく配置された陽極酸化ア
ルミナを製造することが可能になる。(B) Step of forming pore starting point By this step, the pore starting point is formed on the surface of the portion containing Al as a main component. After this step, the positions of the pores can be controlled by anodizing, and the arrangement, spacing, position, direction, etc. of the pores of the nanostructure can be controlled. It is possible to manufacture anodized alumina in which fine pores having excellent properties are regularly arranged in a triangular lattice pattern.
【００５１】細孔開始点の配列は、三角格子、正方格子
などがあげられるが特にこだわらない。特に、陽極酸化
による細孔形成において、細孔のパターンが自己組織化
により三角格子状になる傾向があるので、あらかじめ細
孔開始点を三角格子状に配列して形成することが挙げら
れる。The arrangement of the starting points of the pores may be a triangular lattice, a square lattice or the like, but is not particularly limited. In particular, in the formation of fine pores by anodic oxidation, the pattern of fine pores tends to form a triangular lattice pattern due to self-organization, so that it is possible to form the pores by arranging them in a triangular lattice pattern in advance.
【００５２】細孔開始点の形成としては、集束イオンビ
ームを照射する手法、ＡＦＭを始めとするＳＰＭを用い
て行う手法、特開平１０−１２１２９２号公報で開示さ
れたプレスパターニングを用いて凹みを作成する手法、
レジストパターン作成後エッチングにより凹みを作る手
法などを用いることが挙げられる。これらの中でも、集
束イオンビーム照射を用いる手法は、レジスト塗布、電
子ビーム露光、レジスト除去といったような手間のかか
る工程は不必要であり、短時間で細孔開始点を形成する
ことが可能であることや、試料に圧力をかける必要がな
いので、機械的強度が強くない基板に対しても適用可能
であるなどの観点から特に好ましい。As the formation of the pore starting point, a method of irradiating a focused ion beam, a method of using SPM such as AFM, and a method of press patterning disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-121922 are used to form the depressions. How to create,
It is possible to use a method of making a recess by etching after forming the resist pattern. Among these, the method using focused ion beam irradiation does not require complicated steps such as resist coating, electron beam exposure, and resist removal, and it is possible to form pore starting points in a short time. In addition, since it is not necessary to apply pressure to the sample, it is particularly preferable from the viewpoint of being applicable to a substrate having low mechanical strength.
【００５３】以下に集束イオンビームを用いた細孔開始
点の形成についてさらに説明する。集束イオンビームの
イオン種としては、液体金属イオン源である、Ｇａ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｃｓ、Ｎｂ、Ｃｕなどや、電界電離ガスイオ
ン源であるＯ、Ｎ、Ｈ、Ｈｅ、Ａｒなどが挙げられる。
集束イオンビームのビーム径は５〜１０００ｎｍ程度の
範囲のものが挙げられる。具体的なイオンビームの照射
方法の例として、まず、図６（ａ）に示すように、ドッ
ト状に照射する方法が挙げられる。別の例として次に、
図６（ｂ）に示すように、集束イオンビームを方向の異
なる平行なライン状に走査して照射する方法が挙げられ
る。この方法においては、ラインの交点がその周囲に比
べて集束イオンビームが多く照射されるので、細孔開始
点とすることができる。また、細孔開始点の形状や組成
は、イオン照射量、イオン照射エネルギー、ビーム径な
どを制御することで制御可能である。The formation of the starting point of the pore using the focused ion beam will be further described below. As the ion species of the focused ion beam, there are liquid metal ion sources such as Ga and S.
i, Ge, Cs, Nb, Cu, etc., and O, N, H, He, Ar, etc. which are field ionization gas ion sources are mentioned.
The focused ion beam may have a beam diameter in the range of about 5 to 1000 nm. As an example of a specific ion beam irradiation method, first, a dot-shaped irradiation method can be given as shown in FIG. As another example,
As shown in FIG. 6B, there is a method of scanning a focused ion beam in parallel lines in different directions and irradiating it. In this method, the intersection of the lines is irradiated with a larger amount of the focused ion beam than the surroundings, so that it can be used as the pore starting point. Further, the shape and composition of the pore starting point can be controlled by controlling the ion irradiation amount, the ion irradiation energy, the beam diameter, and the like.
【００５４】（ｃ）細孔形成工程
アルミニウムを主成分とする部位を陽極酸化することで
細孔体（陽極酸化アルミナ）に置換する。本工程に用い
る陽極酸化装置の概略を図９示す。(C) Pore forming step A portion containing aluminum as a main component is anodized to be replaced with a pore body (anodized alumina). An outline of the anodizing device used in this step is shown in FIG.
【００５５】図９において、４０は恒温槽、４１は試
料、４２はＰｔ板のカソード、４３は電解液、４４は反
応容器、４５は陽極酸化電圧を印加する電源、４６は陽
極酸化電流を測定する電流計である。図では省略してあ
るが、このほか電圧、電流を自動制御、測定するコンピ
ュータ、などが組み込まれている。In FIG. 9, 40 is a constant temperature bath, 41 is a sample, 42 is a Pt plate cathode, 43 is an electrolytic solution, 44 is a reaction vessel, 45 is a power supply for applying an anodizing voltage, and 46 is an anodizing current. It is an ammeter that does. Although not shown in the figure, a computer for automatically controlling and measuring voltage and current, etc. are also incorporated.
【００５６】試料４１およびカソード４２は、恒温水槽
により温度を一定に保たれた電解液中に配置され、電源
より試料、カソード間に電圧を印加することで陽極酸化
が行われる。The sample 41 and the cathode 42 are placed in an electrolytic solution whose temperature is kept constant by a constant temperature water tank, and anodization is performed by applying a voltage between the sample and the cathode from a power source.
【００５７】陽極酸化に用いる電解液は、たとえば、シ
ュウ酸、りん酸、硫酸、クロム酸溶液などが挙げられる
が、陽極酸化による細孔形成に不都合がなければ特に限
定されるものではない。また各電解液に応じた陽極酸化
電圧、温度などの諸条件は、製造するナノ構造体に応じ
て、適宜設定することができる。Examples of the electrolytic solution used for anodic oxidation include oxalic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and chromic acid solution, but are not particularly limited as long as there is no problem in forming pores by anodic oxidation. In addition, various conditions such as anodizing voltage and temperature depending on each electrolytic solution can be appropriately set according to the nanostructure to be manufactured.
【００５８】陽極酸化アルミナの細孔間隔すなわち構造
周期は、陽極酸化電圧とほぼ次式（１）の相関を有する
ため、開始点配列（間隔）に対応して陽極酸化電圧を設
定する事が望ましい。たとえば１００ｎｍ間隔の開始点
を形成した際には４０Ｖで陽極酸化することになる。Since the pore spacing of anodized alumina, that is, the structural period, has a correlation with the anodizing voltage by the following equation (1), it is desirable to set the anodizing voltage corresponding to the starting point arrangement (interval). . For example, when starting points at 100 nm intervals are formed, anodization is performed at 40V.
【００５９】[0059]
【数２】 [Equation 2]
【００６０】陽極酸化アルミナの厚さは、アルミニウム
膜の膜厚や陽極酸化の時間によって制御する事ができ
る。たとえば全アルミニウム膜厚をすべて陽極酸化アル
ミナに置換する事や、所望のアルミニウム膜を残す事も
できる。The thickness of the anodized alumina can be controlled by the thickness of the aluminum film and the anodizing time. For example, the entire aluminum film thickness can be replaced by anodized alumina, or a desired aluminum film can be left.
【００６１】（ｄ）細孔拡大処理（ポアワイド処理）
さらに上記ナノ構造体を酸溶液( たとえばリン酸溶液)
中に浸すポアワイド処理により、適宜、細孔径を広げる
ことができる。酸濃度、処理時間、温度などにより所望
の径の細孔を有するナノ構造体とすることができる。(D) Pore widening treatment (pore widening treatment) Further, the above nanostructure is treated with an acid solution (for example, phosphoric acid solution).
The pore widening process of immersing in the pores can appropriately widen the pore size. A nanostructure having pores having a desired diameter can be obtained depending on the acid concentration, treatment time, temperature and the like.
【００６２】[0062]
【実施例】以下に実施例をあげて、本発明を説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
【００６３】実施例１
本実施例は、図２（ｂ）の手順を用い、同時に複数のア
ルミを主とする部位を異なる電圧で陽極酸化すること
で、２種類の異なる細孔間隔の細孔体を形成した例であ
る。Example 1 In this example, the procedure shown in FIG. 2B is used, and at the same time, a plurality of sites mainly composed of aluminum are anodized at different voltages, so that two kinds of pores having different pore intervals are formed. It is an example of forming a body.
【００６４】ａ）アルミニウムを主とする部位を形成
ｎ型シリコン基板上に厚さ５００ｎｍのＡｌ膜をスパッ
タ法にてパターン成膜したものを準備した。Ａｌ膜の下
地には厚さ１００ｎｍのＮｂ膜を電子線蒸着により製膜
してある。Ａｌ膜のパターンは、５０μｍ幅のライン状
とし、２本とした。A) Forming a region mainly made of aluminum An n-type silicon substrate was prepared by pattern-forming an Al film having a thickness of 500 nm by a sputtering method. A 100-nm-thick Nb film is formed as a base of the Al film by electron beam evaporation. The pattern of the Al film was a line with a width of 50 μm and was two.
【００６５】ｂ）細孔開始点の形成工程 本実施例においては、細孔開始点は形成しなかった。B) Step of forming pore starting point In this example, no pore starting point was formed.
【００６６】ｃ）細孔の形成工程
図９の陽極酸化装置を用い陽極酸化処理を施し、細孔体
を形成した。酸電解液は０．３ｍｏｌ／ｌシュウ酸水溶
液を用い、恒温水槽により溶液を１℃に保持し、２本の
ライン状アルミパターンの第１の部位には陽極酸化電圧
はカソードに対して４０Ｖ、第２の部位には６０Ｖを印
加した。C) Step of forming pores Anodizing treatment was carried out using the anodizing apparatus shown in FIG. 9 to form pore bodies. A 0.3 mol / l oxalic acid aqueous solution was used as the acid electrolyte, the solution was kept at 1 ° C. in a constant temperature water bath, and the anodic oxidation voltage was 40 V with respect to the cathode at the first portion of the two linear aluminum patterns. 60V was applied to the second part.
【００６７】陽極酸化電流をモニタし、陽極酸化電流の
減少により、アルミが全膜厚にわたりアルミナに置換さ
れたこと確認した後、電圧印加を終了した。ｄ）次に、
ポアワイド処理として、５ｗｔ％リン酸溶液中に３０ｍ
ｉｎ間浸すことにより、細孔の径を広げた。After the anodizing current was monitored and it was confirmed that the aluminum was replaced by alumina over the entire film thickness due to the decrease in the anodizing current, the voltage application was terminated. d) Next,
30m in 5wt% phosphoric acid solution as pore wide treatment
The diameter of the pores was expanded by immersing it for in.
【００６８】評価（構造観察）
ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）にて観察し
たところ、第１の部位は間隔は約１００ｎｍで、第２の
部位は約１５０ｎｍ間隔で、細孔がランダムに形成され
ており、第１、第２の部位の細孔径はそれぞれ、約６０
ｎｍ、約７０ｎｍであった。断面を観察すると、すべて
のアルミニウム膜が陽極酸化アルミナに変換されてお
り、Ｎｂ膜上に細孔の深さ６００ｎｍ程度の細孔の配列
したナノ構造体が形成されているのが確認された。これ
により、異なる細孔間隔を有した複数の細孔体を同一基
板上に作成できた。Evaluation (Structure Observation) Observation with a FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) revealed that the first part had an interval of about 100 nm, the second part had an interval of about 150 nm, and the pores were random. And the pore diameters of the first and second portions are about 60, respectively.
nm and about 70 nm. When the cross section was observed, it was confirmed that all the aluminum films were converted to anodized alumina and that the nanostructures in which the pores were arranged with a depth of about 600 nm were formed on the Nb film. As a result, a plurality of pore bodies having different pore intervals could be formed on the same substrate.
【００６９】実施例２
本実施例においては、図４の手順を用い、ＦＩＢの手法
を用いて細孔開始点を作成し、大きな細孔間隔の細孔体
から順に形成した例である。まず第１の細孔体を製造し
た。Example 2 This example is an example in which the starting points of pores are created by the method of FIB using the procedure of FIG. First, a first porous body was manufactured.
【００７０】ａ１）アルミニウムを主とする部位を形成
実施例１に準じて第１のアルミニウムを主とする部位を
形成した。ただしアルミニウムのラインは１本とした。A1) Formation of Aluminum-Mainly Region According to Example 1, a first aluminum-based region was formed. However, there was only one aluminum line.
【００７１】ｂ１）細孔開始点の形成工程
集束イオンビーム加工装置を用い集束イオンビーム照射
を行ない細孔開始点を形成した。ここで集束イオンビー
ム加工装置のイオン種はＧａ，加速電圧は３０ｋＶであ
る。まず、集束イオンビーム加工装置付属の２次電子観
察機能を用いて、細孔開始点を形成する位置を定めた。
次にイオンビーム径１００ｎｍ、イオン電流１８０ｐＡ
の集束イオンビームを用いて、図６（ａ）に示すように
間隔３００ｎｍでほぼ三角格子状のパターンの繰り返し
になるようにして集束イオンビームをドット状に照射す
ることにより細孔開始点の形成を行なった。このとき各
ドット位置での集束イオンビームの滞在時間は１０ｍｓ
ｅｃとした。B1) Step of forming pore starting point A focused ion beam was irradiated using a focused ion beam processing device to form a pore starting point. Here, the ion species of the focused ion beam processing apparatus is Ga and the acceleration voltage is 30 kV. First, using the secondary electron observation function attached to the focused ion beam processing apparatus, the position where the pore starting point is formed was determined.
Next, ion beam diameter 100 nm, ion current 180 pA
6A, the focused ion beam is irradiated in a dot pattern so that a pattern of a substantially triangular lattice is repeated at intervals of 300 nm as shown in FIG. Was done. At this time, the stay time of the focused ion beam at each dot position is 10 ms
ec.
【００７２】ｃ１）細孔の形成工程
実施例１と同様に０．３ｍｏｌ／ｌりん酸浴中で、１２
０Ｖで陽極酸化をおこなった。
ｄ２）５ｗｔ％リン酸溶液中に９０ｍｉｎ間浸すことに
より、細孔の径を広げた。C1) Step of forming pores In the same manner as in Example 1, in a 0.3 mol / l phosphoric acid bath, 12
Anodization was performed at 0V. d2) The diameter of the pores was expanded by immersing it in a 5 wt% phosphoric acid solution for 90 minutes.
【００７３】次に第２の細孔体を製造した。
ａ２）アルミニウムを主とする部位を形成
さらに、別の場所に実施例１に準じて第２のアルミニウ
ムを主とする部位を形成した。Next, a second porous body was manufactured. a2) Forming a part mainly containing aluminum A second part mainly containing aluminum was formed at another place in accordance with Example 1.
【００７４】ｂ２）細孔開始点の形成工程
先に、の工程ｂ１）と同様にして細孔開始点を形成し
た。但し、イオンビーム径３０ｎｍ、イオン電流５ｐＡ
の集束イオンビームを用いて、図６（ａ）に示すように
間隔１００ｎｍでほぼ三角格子状のパターンの繰り返し
になるようにして集束イオンビームをドット状に照射す
ることにより細孔開始点の形成を行なった。このとき各
ドット位置での集束イオンビームの滞在時間は１００ｍ
ｓｅｃとした。B2) Step of forming pore starting point A pore starting point was previously formed in the same manner as in step b1). However, ion beam diameter 30 nm, ion current 5 pA
6A, the focused ion beam is irradiated in a dot shape so that a pattern of substantially triangular lattice is repeated at intervals of 100 nm as shown in FIG. Was done. At this time, the staying time of the focused ion beam at each dot position is 100 m
It was set to sec.
【００７５】ｃ２）細孔の形成工程
実施例１と同様に０．３ｍｏｌ／ｌシュウ酸浴中で、４
０Ｖで陽極酸化をおこなった。
ｄ２）５ｗｔ％リン酸溶液中に３０ｍｉｎ間浸すことに
より、細孔の径を広げた。この処理により第１、第２の
細孔体の両方の細孔径が広がった。C2) Step of forming pores In the same manner as in Example 1, in a 0.3 mol / l oxalic acid bath, 4
Anodization was performed at 0V. d2) The diameter of the pores was expanded by immersing it in a 5 wt% phosphoric acid solution for 30 minutes. This treatment expanded the pore sizes of both the first and second pore bodies.
【００７６】評価（構造観察）
ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）にて観察し
たところ、細孔は細孔開始点を反映し、第１の細孔体は
間隔は３００ｎｍで、第２の細孔体は１００ｎｍ間隔
で、三角格子状に規則的に配列して形成されており、第
１、第２の部位の細孔径はそれぞれ、２２０ｎｍ、６０
ｎｍであった。断面を観察すると、すべてのアルミニウ
ム膜が陽極酸化アルミナに変換されており、Ｎｂ膜上に
細孔の深さ６００ｎｍ程度の細孔の規則的に配列したナ
ノ構造体が形成されているのが確認された。Evaluation (Structure Observation) Observation by FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) revealed that the pores reflect the starting points of the pores, and the first pore bodies have an interval of 300 nm and the second pores. Of the micropores are regularly arranged in a triangular lattice pattern at 100 nm intervals, and the pore diameters of the first and second parts are 220 nm and 60 nm, respectively.
was nm. By observing the cross section, it was confirmed that all the aluminum films were converted to anodized alumina and that the nanostructures in which the pores were regularly arranged with a depth of about 600 nm were formed on the Nb film. Was done.
【００７７】これにより、異なる細孔間隔を有した複数
の細孔体を同一基板上に作成できた。また、細孔開始点
を形成することで、規則的な細孔配列を有した細孔体を
形成できた。また、本実施例の２回の細孔拡大処理の時
間を制御することで、それぞれの細孔体の細孔間隔を独
立に制御できた。As a result, a plurality of pore bodies having different pore intervals can be formed on the same substrate. In addition, by forming the pore starting point, it was possible to form a pore body having a regular pore array. In addition, by controlling the time of the two pore expansion treatments of this example, the pore intervals of the respective pore bodies could be controlled independently.
【００７８】実施例３
本実施例は、細孔内に磁性体を充填してナノ構造体を製
造した例である。実施例２と同様にして、同一基板上に
細孔間隔の異なる２種類の細孔体を用意したのち、Ｎｉ
金属電着を行うことにより、細孔内に磁性体を充填し
た。Example 3 This example is an example of manufacturing a nanostructure by filling the pores with a magnetic material. In the same manner as in Example 2, two kinds of pore bodies having different pore intervals were prepared on the same substrate, and then Ni
The magnetic substance was filled in the pores by performing metal electrodeposition.
【００７９】第１の細孔体は、細孔間隔１００ｎｍ、細
孔径４０ｎｍ、第２の細孔体は細孔間隔３００ｎｍ、細
孔径１００ｎｍとした。Ｎｉ充填は、０．１４ｍｏｌ／
ｌＮｉＳＯ4、０．５ｍｏｌ／ｌ Ｈ3ＢＯ3からなる電
解液中で、Ｎｉの対向電極と共に浸して電着することで
ナノホール内にＮｉを析出させた。The first pore body had a pore spacing of 100 nm and a pore diameter of 40 nm, and the second pore body had a pore spacing of 300 nm and a pore diameter of 100 nm. Ni filling is 0.14 mol /
Ni was deposited in the nanoholes by immersing and electrodepositing together with a counter electrode of Ni in an electrolytic solution composed of 1NiSO 4 and 0.5 mol / lH 3 BO 3 .
【００８０】評価（構造観察）
ＦＥ−ＳＥＭにて観察したところ、すべての細孔はＮｉ
で充填されており、周期の異なるＮｉからなる磁性ナノ
細線の集合体が形成されていた。また、本実施例におい
ては、細孔体底部に電極（導電性膜）を有し、電極と充
填物が電気的に接続されている。Evaluation (Structure Observation) Observation by FE-SEM revealed that all pores were Ni.
And the magnetic nanowires made of Ni having different periods were formed. In addition, in this example, an electrode (conductive film) is provided at the bottom of the pore body, and the electrode and the filling material are electrically connected.
【００８１】磁化率を測定したところ、磁化曲線は２段
に階段状に観測された。２種類の細線間隔の異なるナノ
磁性体の存在が、磁化曲線を階段状にさせたと考えるこ
とができる。このような異なる間隔で配した磁性ナノ細
線の集合体が、異なる磁化特性を示すことを利用して、
磁気センサーをはじめとする各種磁性デバイスへの応用
が期待できる。When the magnetic susceptibility was measured, the magnetization curve was observed stepwise in two steps. It can be considered that the existence of the two types of nano-magnetic materials having different fine line intervals caused the magnetization curve to have a stepwise shape. Utilizing the fact that the aggregate of magnetic nanowires arranged at such different intervals exhibits different magnetization characteristics,
It can be expected to be applied to various magnetic devices such as magnetic sensors.
【００８２】実施例４
実施例２と同様にして、同一基板上に細孔間隔の異なる
２種類の細孔体を用意した。第１の細孔体は、細孔間隔
２４０ｎｍ、細孔径１２０ｎｍ、第２の細孔体は細孔間
隔２８０ｎｍ、細孔径１５０ｎｍとした。次に、細孔内
にローダミンの色素を付与、充填した。発光スペクトル
を評価したところ、細孔間隔の違いによりスペクトルに
変化が見られ、肉眼でも色の違いが見て取れた。陽極酸
化アルミナの２次元周期構造がフォトニックバンドに寄
与し、発光スペクトルを変化させたと考えることができ
る。Example 4 In the same manner as in Example 2, two kinds of porous bodies having different pore intervals were prepared on the same substrate. The first pore body had a pore spacing of 240 nm and a pore diameter of 120 nm, and the second pore body had a pore spacing of 280 nm and a pore diameter of 150 nm. Next, a rhodamine dye was applied and filled in the pores. When the emission spectrum was evaluated, a change in the spectrum was observed due to the difference in the pore spacing, and the difference in color was also visible to the naked eye. It can be considered that the two-dimensional periodic structure of anodized alumina contributed to the photonic band and changed the emission spectrum.
【００８３】このように、異なる細孔間隔の細孔体に発
光材料を充填することで、発色を制御でき、表示装置と
して応用できる。As described above, by filling the light emitting material in the pore bodies having different pore intervals, it is possible to control the color development and to apply it as a display device.
【００８４】実施例５
実施例２と同様にして、同一基板上に細孔間隔の異なる
３類の細孔体を用意した。３種類の細孔体は、表示した
い画像の３原色に対応してパターニング形成した。第１
の細孔体は、細孔間隔１６０ｎｍ、細孔径８０ｎｍ、第
２の細孔体は細孔間隔２００ｎｍ、細孔径１２０ｎｍ、
第３の細孔体は細孔間隔２５０ｎｍ、細孔径１６０ｎｍ
とした。Example 5 In the same manner as in Example 2, three types of pore bodies having different pore intervals were prepared on the same substrate. The three types of pores were patterned and formed corresponding to the three primary colors of the image to be displayed. First
The pore body of No. 2 has a pore spacing of 160 nm and a pore diameter of 80 nm, and the second pore body has a pore spacing of 200 nm and a pore diameter of 120 nm.
The third pore body has a pore spacing of 250 nm and a pore diameter of 160 nm.
And
【００８５】第１の細孔体の細孔内に青（クマリン）、
第２の細孔体の細孔内に緑（クマリン）、第３の細孔体
の細孔内に赤（ローダミン）の色素を付与した。色素そ
のものの発光スペクトルと比べて、細孔内における発光
スペクトルはそれぞれ先鋭になっていた。陽極酸化アル
ミナの２次元周期構造がフォトニックバンドに寄与し、
発光スペクトルを変化させたと考えることができる。Blue (coumarin) in the pores of the first pore body,
A green (coumarin) dye was provided in the pores of the second porous body, and a red (rhodamine) dye was provided in the pores of the third porous body. The emission spectra in the pores were sharper than those of the dye itself. The two-dimensional periodic structure of anodized alumina contributes to the photonic band,
It can be considered that the emission spectrum is changed.
【００８６】このように、異なる細孔間隔の細孔体に発
光材料を充填することで、発色を制御でき、特に色調に
優れた鮮明な多色表示装置としての応用が期待できる。As described above, by filling the light-emitting material in the pore bodies having different pore intervals, it is possible to control the color development, and it can be expected to be applied as a vivid multicolor display device having an excellent color tone.
【００８７】そして、本発明の製造方法によって、複数
の孔間隔を有する多孔質構造体を同一基板に並設するこ
とが可能となる。このため、本発明の多孔質構造体を、
表示装置、磁気測定装置の素子として使用した場合、個
々に孔間隔を制御したナノ構造体基板を並設して装置化
する方法に比べて、各素子に接続される配線の接続工程
を簡略化することができ、製造コストを下げることも可
能となる。By the manufacturing method of the present invention, it becomes possible to arrange the porous structures having a plurality of pore intervals on the same substrate in parallel. Therefore, the porous structure of the present invention,
When used as an element of a display device or a magnetic measurement device, the connection process of the wiring connected to each element is simplified compared to the method of arranging nanostructure substrates with individually controlled hole intervals side by side It is also possible to reduce the manufacturing cost.
【００８８】[0088]
【発明の効果】以上説明したように、本発明には以下の
ような効果がある。
１）基板上に、孔間隔の異なる少なくとも２種類以上の
多孔質体（陽極酸化アルミナ）を具備する多孔質構造体
を提供することにある。本発明の多孔質構造体は、たと
えば、孔間隔の大きい多孔質体から順番に製造すること
が望ましく、この手法により、それぞれの多孔質体の孔
径を独立に制御することができるという効果がある。
２）本発明の多孔質構造体の陽極酸化アルミナはフォト
ニック結晶とみなすことができるため、異なるフォトニ
ックバンドを有したフォトニック結晶を同一基板上に形
成できる。
３）本発明の多孔質構造体の孔に発光材料を充填するこ
とで、表示装置へ応用できる。
４）本発明の多孔質構造体の孔に磁性材料を充填するこ
とで、磁場センサをはじめとする、磁気デバイス応用す
ることができる。As described above, the present invention has the following effects. 1) To provide a porous structure having at least two kinds of porous bodies (anodized alumina) having different pore intervals on a substrate. The porous structure of the present invention is preferably manufactured, for example, in order from a porous body having a large pore spacing, and this method has an effect that the pore diameter of each porous body can be independently controlled. . 2) Since the anodized alumina of the porous structure of the present invention can be regarded as a photonic crystal, photonic crystals having different photonic bands can be formed on the same substrate. 3) By filling the holes of the porous structure of the present invention with a light emitting material, it can be applied to a display device. 4) By filling the pores of the porous structure of the present invention with a magnetic material, it can be applied to magnetic devices such as magnetic field sensors.
【００８９】また本発明は、陽極酸化アルミナを有した
多孔質構造体は、さまざまな形態で応用することを可能
とするものであり、その応用範囲を著しく広げるもので
ある。Further, the present invention enables the porous structure having anodized alumina to be applied in various forms and remarkably expands its application range.
【図１】本発明の一実施形態であるナノ構造体の一例を
示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an example of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態であるナノ構造体の製造工
程を示す工程図である。FIG. 2 is a process drawing showing a manufacturing process of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施形態であるナノ構造体の製造工
程を示す工程図である。FIG. 3 is a process drawing showing a manufacturing process of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施形態であるナノ構造体の製造工
程を示す工程図である。FIG. 4 is a process drawing showing a manufacturing process of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の細孔体の製造方法の一例を示す工程図
である。FIG. 5 is a process drawing showing an example of a method for producing a porous body of the present invention.
【図６】細孔開始点の形成パターンの例を示す平面図で
ある。FIG. 6 is a plan view showing an example of a formation pattern of pore starting points.
【図７】２次元フォトニック結晶を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a two-dimensional photonic crystal.
【図８】陽極酸化アルミナを示す概略図（斜視図）であ
る。FIG. 8 is a schematic view (perspective view) showing anodized alumina.
【図９】陽極酸化装置を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing an anodizing device.
１ 基板 ２ 細孔体（陽極酸化アルミナ） ３ 細孔 ４ アルミニウム（膜） ５ 細孔開始点 ６ 下地材料 ７ バリア層 ２１ 第１の誘電部位 ２２ 第２の誘電部位 ４０ 恒温槽 ４１ 試料 ４２ カソード ４３ 電解液 ４４ 反応容器 ４５ 電源 ４６ 電流計 1 substrate 2 Porous body (anodized alumina) 3 pores 4 Aluminum (film) 5 Starting point of pore 6 Base material 7 Barrier layer 21 First dielectric part 22 Second dielectric part 40 constant temperature bath 41 samples 42 cathode 43 Electrolyte 44 reaction vessel 45 power supply 46 ammeter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｎ Ｚ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 6/12 G02B 6/12 NZ
Claims (15)
も２つの多孔質体とを備え、前記多孔質体内の隣接する
複数の孔の中心間距離の平均値が前記多孔質体毎に異な
ることを特徴とする多孔質構造体。1. A base body and at least two porous bodies located on the base body, wherein an average value of center-to-center distances of a plurality of adjacent pores in the porous body is different for each porous body. A porous structure characterized by the following.
ウムを主とする材料を陽極酸化することで作成される多
孔質体を具備する多孔質構造体であって、少なくとも第
１の孔間隔を有する第１の多孔質体を配した部位と、第
２の孔間隔を有する第２の多孔質体を配した部位を有す
ることを特徴とする多孔質構造体。2. A porous structure comprising a porous body formed by anodizing a material mainly containing aluminum at two or more types of sites on a substrate, wherein at least a first pore spacing is provided. A porous structure having a portion where a first porous body having the above is arranged and a portion where a second porous body having a second pore spacing is arranged.
第２の多孔質体の第２の孔間隔は間隔が異なることを特
徴とする請求項２記載の多孔質構造体。3. A first pore spacing of the first porous body,
The porous structure according to claim 2, wherein the second pore spacing of the second porous body is different.
角格子状に規則的に配列した構造を有することを特徴と
する請求項２または３記載の多孔質構造体。4. The porous body has 3 pores at substantially the same intervals.
The porous structure according to claim 2 or 3, wherein the porous structure has a structure arranged regularly in a square lattice shape.
請求項２または３に記載の多孔質構造体。5. The porous structure according to claim 2, which has a functional material in the pores of the porous body.
形成され、前記機能性材料は、前記導電性膜により互い
に電気的に接続されている請求項５に記載の多孔質構造
体。6. The porous structure according to claim 5, wherein the porous body is formed on a conductive film, and the functional materials are electrically connected to each other by the conductive film. .
することで作成される多孔質体を具備する表示装置にお
いて、少なくとも２種類以上の孔間隔の異なる多孔質体
を有し、該多孔質体の孔に発光材料を有することを特徴
とする表示装置。7. A display device comprising a porous body produced by anodizing a material mainly comprising aluminum, which has at least two kinds of porous bodies having different pore intervals, and the porous body A display device having a luminescent material in the holes of the.
することで作成される多孔質体を具備する磁性デバイス
において、少なくとも２種類以上の孔間隔の異なる多孔
質体を有し、該多孔質体の孔に磁性材料を有することを
特徴とする磁性デバイス。8. A magnetic device comprising a porous body produced by anodizing a material mainly containing aluminum, which has at least two kinds of porous bodies having different pore intervals, and the porous body. A magnetic device having a magnetic material in the hole of the.
具備する多孔質構造体の製造方法において、前記多孔質
構造体は、少なくとも第１の多孔質体と、前記第１の多
孔質体の孔間隔より小さな孔間隔を有する第２の多孔質
体を有し、該製造方法は、少なくとも、（Ａ１）基板上
に第１および第２のアルミニウムを主とする部位を形成
する工程と、（Ａ２）該第１のアルミニウムを主とする
部位を陽極酸化して第１の多孔質体を形成する工程と、
（Ａ３）該第２のアルミニウムを主とする部位を陽極酸
化して第２の多孔質体を形成する工程を有することを特
徴とする多孔質構造体の製造方法。9. A method for manufacturing a porous structure comprising a porous body at two or more types of sites on a substrate, wherein the porous structure is at least a first porous body and the first porous body. A second porous body having a pore spacing smaller than the pore spacing of the porous body, and the manufacturing method is a step of forming at least (A1) a portion mainly composed of the first and second aluminum on the substrate; And (A2) a step of forming a first porous body by anodizing the portion mainly composed of the first aluminum,
(A3) A method for producing a porous structure, comprising a step of forming a second porous body by anodizing the portion mainly containing the second aluminum.
を具備する多孔質構造体の製造方法において、該多孔質
構造体は、少なくとも第１の多孔質体と、第１の多孔質
体の孔間隔より小さな孔間隔を有する第２の多孔質体を
有し、該製造方法は少なくとも、（Ｂ１）基板上に第１
のアルミニウムを主とする部位を形成する工程と、（Ｂ
２）該第１のアルミニウムを主とする部位を陽極酸化し
て第１の多孔質体を形成する工程と、（Ｂ３）基板上に
第２のアルミニウムを主とする部位を形成する工程と、
（Ｂ４）該第２のアルミニウムを主とする部位を陽極酸
化して第２の多孔質体を形成する工程を有することを特
徴とする多孔質構造体の製造方法。10. A method for producing a porous structure comprising a porous body at two or more types of sites on a substrate, wherein the porous structure is at least a first porous body and a first porous body. A second porous body having a pore spacing that is smaller than the pore spacing of the body;
Forming a part mainly composed of aluminum of
2) a step of forming a first porous body by anodizing the portion mainly composed of the first aluminum, and (B3) forming a portion mainly composed of the second aluminum on the substrate,
(B4) A method for producing a porous structure, comprising a step of forming a second porous body by anodizing the portion mainly composed of the second aluminum.
を具備する多孔質構造体の製造方法において、該多孔質
構造体は、少なくとも第１の多孔質体と、第１の多孔質
体の孔間隔より小さな孔間隔を有する第２の多孔質体を
有し、該製造方法は、少なくとも、（Ｃ１）基板上に第
１のアルミニウムを主とする部位を形成する工程と、
（Ｃ２）該第１のアルミニウムを主とする部位を陽極酸
化して第１の多孔質体を形成する工程と、（Ｃ３）該第
１の多孔質体の孔径を拡大する工程と、（Ｃ４）基板上
に第２のアルミニウムを主とする部位を形成する工程
と、（Ｃ５）該第２のアルミニウムを主とする部位を陽
極酸化して第２の多孔質体を形成する工程と、（Ｃ６）
該第１及び第２の多孔質体の孔径を拡大する工程を有す
ることを特徴とする多孔質構造体の製造方法。11. A method for manufacturing a porous structure comprising a porous body at two or more types of sites on a substrate, wherein the porous structure is at least a first porous body and a first porous body. A second porous body having a pore spacing smaller than the pore spacing of the body, and the manufacturing method comprises at least a step of forming a first aluminum-based site on the (C1) substrate;
(C2) a step of forming a first porous body by anodizing the portion mainly composed of the first aluminum, (C3) a step of expanding the pore diameter of the first porous body, and (C4) ) A step of forming a second aluminum-based portion on the substrate, and (C5) a step of forming a second porous body by anodizing the second aluminum-based portion. C6)
A method for producing a porous structure, comprising a step of expanding the pore diameters of the first and second porous bodies.
を具備する多孔質構造体の製造方法において、該多孔質
構造体は、少なくとも第１の多孔質体と、第１の多孔質
体の孔間隔と異なる孔間隔を有する第２の多孔質体を有
し、該製造方法は、少なくとも、（Ｄ１）基板上に第１
のアルミニウムを主とする部位を形成する工程と（Ｄ
２）基板上に第２のアルミニウムを主とする部位を形成
する工程と（Ｄ３）該第１及び第２のアルミニウムを主
とする部位を同時に異なる電圧で陽極酸化して第１及び
第２の多孔質体を形成する工程を有することを特徴とす
る多孔質構造体の製造方法。12. A method for producing a porous structure comprising a porous body at two or more types of sites on a substrate, wherein the porous structure is at least a first porous body and a first porous body. A second porous body having a pore spacing different from the pore spacing of the body;
And (D)
2) a step of forming a second aluminum-based portion on the substrate, and (D3) first and second aluminum-based portions are simultaneously anodized at different voltages to form the first and second portions. A method for producing a porous structure, comprising the step of forming a porous body.
部位を陽極酸化して多孔質体を形成する工程に先んじ
て、アルミニウムを主とする部位に孔開始点を形成する
工程を行うことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれ
かの項に記載の多孔質構造体の製造方法。13. A step of forming a hole starting point in a portion mainly containing aluminum is performed prior to the step of anodizing the portion mainly containing aluminum on the substrate to form a porous body. The method for producing a porous structure according to any one of claims 9 to 12.
ミニウムを主とする部位に集束イオンビームを照射する
工程であることを特徴とする請求項１３記載の多孔質構
造体の製造方法14. The method for producing a porous structure according to claim 13, wherein the step of forming the pore starting point is a step of irradiating a site mainly containing aluminum with a focused ion beam.
製造方法により作成されたことを特徴とする多孔質構造
体。15. A porous structure manufactured by the manufacturing method according to claim 9.
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