JP2013148460A - Probe and manufacturing method thereof - Google Patents

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Mizuaki Suzuki
瑞明 鈴木
Masakazu Sugiyama
正和 杉山
Mitsuhisa Umetsu
光央 梅津
Yuichiro Shimada
友一郎 嶋田
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Seiko Instruments Inc
University of Tokyo NUC
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Seiko Instruments Inc
University of Tokyo NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-quality probe with a nano-tube bundle composed of a plurality of nano-tubes strongly bonded.SOLUTION: A probe 1 comprises: a probe base part 2 having one end part 2b being a free-end and the other end part 2c supported in cantilever; a coupling electrode 3 in a belt-like shape formed on a surface of the probe base part and extended from the other end part to the one end part of the probe base part; and a nano-tube bundle 4 formed by aggregating a plurality of nano-tubes and coupled to the one end part of the probe base part through the coupling electrode. The nano-tube bundle is formed so as to gradually become pointed from a base end part 4a to a tip part 4b, and the base end part is coupled to the one end part of the probe base part so that the tip part is protruded outside of the one end part of the probe base part, and the nano-tube bundle and the coupling electrode are further chemically coupled through a selective binding substance having affinity to the coupling electrode.

Description

本発明は、ナノチューブが集合した（寄り集った）ナノチューブ束を具備するプローブ、及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a probe including a nanotube bundle in which nanotubes are aggregated (collected), and a method for manufacturing the probe.

ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）等の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope）に好適に用いられるプローブとして、探針の先端にナノチューブを付着させたものが知られている。このプローブによれば、探針の先端を先鋭化させる場合よりも、より精密で高分解能の表面形状観察や様々な物性特性等を得ることが可能とされている（例えば、非特許文献１参照）。   As a probe suitably used for a scanning probe microscope (SPM) such as an AFM (Atomic Force Microscope), a probe having a nanotube attached to the tip of a probe is known. According to this probe, it is possible to obtain more accurate and high-resolution surface shape observation, various physical property characteristics, and the like than when the tip of the probe is sharpened (see, for example, Non-Patent Document 1). ).

ところで、カーボンナノチューブに代表されるナノチューブは、その名のとおりナノサイズであるため取り扱いが難しく、狙った位置に正確に付着させることが困難とされている。そこで、従来では以下の方法によりナノチューブを結合してプローブを製造することが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。   By the way, nanotubes typified by carbon nanotubes, as the name suggests, are nano-sized and therefore difficult to handle, and it is difficult to attach them precisely to the target position. Therefore, conventionally, it is known to manufacture a probe by combining nanotubes by the following method (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

まず、ナノチューブを分散させた溶液中に電極を対向配置させ、これら電極間に電圧を印加することでナノチューブを高周波泳動させる。すると、この高周波泳動によってナノチューブが溶液中を移動し、電極の先端縁に引き寄せられて次々と付着する。
次に、上記高周波泳動によって複数のナノチューブが付着した電極を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）のチャンバー内にセットすると共に、該チャンバー内に先端に探針が形成されたカンチレバーもセットする。そして、走査型電子顕微鏡を操作し、電極の先端縁に付着した複数のナノチューブの中から選択した１本を、カンチレバーの探針の先端に移植させ、その先端に付着させる。これにより、ナノチューブを具備するプローブを得ることができる。
なお、ナノチューブを付着させるにあたって、例えば電流加熱による融着や、カーボン膜を被膜させること等も考えられている。 First, electrodes are placed opposite to each other in a solution in which nanotubes are dispersed, and a voltage is applied between these electrodes to cause the nanotubes to perform high-frequency migration. Then, the high-frequency electrophoresis moves the nanotubes in the solution, attracts them to the tip edge of the electrode, and adheres one after another.
Next, the electrode to which a plurality of nanotubes are attached by high frequency electrophoresis is set in a scanning electron microscope (SEM) chamber, and a cantilever having a probe formed at the tip is also set in the chamber. To do. Then, the scanning electron microscope is operated, and one selected from the plurality of nanotubes attached to the tip edge of the electrode is transplanted to the tip of the probe of the cantilever and attached to the tip. Thereby, the probe which comprises a nanotube can be obtained.
In addition, in attaching the nanotube, for example, fusion by current heating, coating a carbon film, and the like are also considered.

特開２０００−２２７４３５号公報JP 2000-227435 A 特開２０００−２４９７１２号公報JP 2000-249712 A 特開２００９−５８４８８号公報JP 2009-58488 A

菅原康弘、「ＳＴＭ及びＡＦＭ、原理と応用」、電子顕微鏡、２００３年、第３８巻、第１号、ｐ．１３−１８Yasuhiro Sugawara, “STM and AFM, Principles and Applications”, Electron Microscope, 2003, Vol. 38, No. 1, p. 13-18

しかしながら、上記した従来の方法では、作業者が走査型電子顕微鏡を操作しながらナノチューブを１本ずつ探針の先端に移植させているので、繊細な作業を慎重且つ集中して長時間行う必要があり、作業者の肉体的、精神的負担が大きかった。そのため、作業効率が悪く、プローブの生産効率が悪かった。
また、生産の自動化が困難であるうえ、例えばマルチプローブを実現するといったことは実質的に不可能に近く、デバイスとして将来的な発展性に乏しいものであった。
更に、ナノチューブが十分に付着されていない場合もあり、品質にばらつきが生じ易かった。 However, in the conventional method described above, the operator transplants the nanotubes one by one to the tip of the probe while operating the scanning electron microscope, so it is necessary to perform delicate work carefully and concentrated for a long time. There was a heavy physical and mental burden on the workers. For this reason, work efficiency is poor and probe production efficiency is poor.
In addition, it is difficult to automate production, and for example, it is practically impossible to realize a multi-probe, and the device has poor future development.
Furthermore, there are cases where the nanotubes are not sufficiently adhered, and the quality tends to vary.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、複数のナノチューブからなるナノチューブ束が強固に結合された高品質なプローブを提供することである。また、該プローブを容易且つ効率良く製造することができ、生産性の向上化及び低コスト化に繋げることができると共に、マルチプローブへの応用も可能となり、デバイスとしての高機能化及び高性能化を図ることができるプローブの製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-quality probe in which a bundle of nanotubes composed of a plurality of nanotubes is firmly bonded. In addition, the probe can be manufactured easily and efficiently, leading to improved productivity and lower costs, and also applicable to multi-probes, increasing the functionality and performance of the device. It is providing the manufacturing method of the probe which can aim at.

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係るプローブは、一端部が自由端とされ、且つ他端部が片持ち支持されるプローブ基部と、前記プローブ基部の表面に形成され、該プローブ基部の前記他端部側から前記一端部まで延設された帯状の結合電極と、複数のナノチューブ同士が集合することで形成され、前記結合電極を介して前記プローブ基部の前記一端部に結合されたナノチューブ束と、を備え、前記ナノチューブ束は、基端部から先端部に向かうにしたがって漸次先鋭化するように形成され、その先端部が前記プローブ基部の前記一端部よりも外方に突出するように、その基端部が前記プローブ基部の前記一端部に結合され、前記ナノチューブ束と前記結合電極とは、該結合電極に対して親和性を有する選択的結合性物質を介してさらに化学的結合されていることを特徴とする。 The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1) The probe according to the present invention is formed on the surface of the probe base with one end being a free end and the other end being cantilevered, and on the other end side of the probe base. A strip-shaped coupling electrode extending from the one end to the one end, and a nanotube bundle formed by aggregating a plurality of nanotubes and coupled to the one end of the probe base via the coupling electrode. The nanotube bundle is formed so as to be gradually sharpened from the proximal end portion toward the distal end portion, and the proximal end portion thereof is projected outward from the one end portion of the probe base portion. Is bonded to the one end of the probe base, and the nanotube bundle and the binding electrode are further chemically bonded via a selective binding substance having affinity for the binding electrode. And wherein the door.

本発明に係るプローブによれば、自由端とされているプローブ基部の一端部に、ナノチューブ束の基端部が結合電極を介して結合されており、ナノチューブ束の先端部がプローブ基部の一端部よりも外方に突出している。そして、このナノチューブ束は、複数のナノチューブ同士が集合する（寄り集る）ことで形成されており、基端部から先端部に向かうにしたがって漸次先鋭化している。従って、この先鋭化されたナノチューブ束の微細な先端部を利用して、精密且つナノオーダーの高分解能で各種測定、例えばサンプルの表面形状観察や各種の物性情報（粘弾性等）の測定を行える。   According to the probe of the present invention, the base end portion of the nanotube bundle is coupled to the one end portion of the probe base portion which is a free end via the coupling electrode, and the tip end portion of the nanotube bundle is the one end portion of the probe base portion. Projecting outwards. The nanotube bundle is formed by aggregating (collecting) a plurality of nanotubes, and is gradually sharpened from the proximal end portion toward the distal end portion. Therefore, by using the sharp tip of the sharpened nanotube bundle, various measurements can be performed with high precision of nano order, such as observation of the surface shape of the sample and measurement of various physical property information (viscoelasticity, etc.). .

特に、上記ナノチューブ束は結合電極に対して単に結合されているだけでなく、結合電極に対して親和性を有し、特異的に結合する選択的結合性物質を介して化学的結合されている。そのため、ナノチューブ束は、この選択的結合性物質によって補強された状態でプローブ基部の一端部に結合されている。しかも、ナノチューブ束は、上記したように先端部に向かうにしたがって漸次先鋭化されているので、基端部については先端部よりも幅広とされ、帯状の結合電極に対して十分な接触面積をもって強固に結合している。
これらのことから、プローブ基部の一端部にナノチューブ束が強固に結合された高品質なプローブとすることができ、プローブが測定試料をスキャンするときの変形が小さいため、高剛性と高分解能とを両立させたプローブとすることができる。 In particular, the nanotube bundle is not only simply bonded to the binding electrode, but also chemically bonded via a selective binding substance that has an affinity for the binding electrode and specifically binds to it. . Therefore, the nanotube bundle is bonded to one end of the probe base while being reinforced by the selectively binding substance. Moreover, since the nanotube bundle is gradually sharpened toward the tip as described above, the base end is made wider than the tip, and has a sufficient contact area with the band-shaped coupling electrode. Is bound to.
From these facts, it is possible to obtain a high-quality probe in which the nanotube bundle is firmly bonded to one end of the probe base, and since the deformation when the probe scans the measurement sample is small, high rigidity and high resolution are achieved. A compatible probe can be obtained.

（２）上記本発明に係るプローブにおいて、前記選択的結合性物質は、前記ナノチューブに対しても親和性を有していることが好ましい。 (2) In the probe according to the present invention, the selective binding substance preferably has affinity for the nanotube.

この場合には、選択的結合性物質が結合電極だけでなく、ナノチューブに対しても親和性を有しているので、結合電極及びナノチューブの両者に対して特異的に結合（二重特異性）する。そのため、この選択的結合性物質を介して、結合電極とナノチューブ束とをより強固に結合することができる。
また、複数のナノチューブ同士が選択的結合性物質を介してより密に結びついて一体化し易いので、ナノチューブ束自体の剛性も高まり易い。 In this case, since the selective binding substance has affinity not only for the binding electrode but also for the nanotube, it specifically binds to both the binding electrode and the nanotube (bispecificity). To do. For this reason, the binding electrode and the nanotube bundle can be more firmly bonded via the selectively binding substance.
In addition, since a plurality of nanotubes are more closely connected and integrated through a selective binding substance, the rigidity of the nanotube bundle itself is easily increased.

（３）上記本発明に係るプローブにおいて、前記ナノチューブ束は、前記プローブ基部の表面に対して所定の角度で傾斜しながら、前記プローブ基部の前記一端部に結合されていることが好ましい。 (3) In the probe according to the present invention, it is preferable that the nanotube bundle is coupled to the one end of the probe base while being inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the probe base.

この場合には、他端部から一端部に向けて延びるプローブ基部の延在方向に対して、ナノチューブ束が傾斜しているので、例えばＡＦＭ観察に適した走査型プローブ顕微鏡用のプローブとして好適に用いることができる。   In this case, the nanotube bundle is inclined with respect to the extending direction of the probe base portion extending from the other end portion toward the one end portion, so that it is suitable as a probe for a scanning probe microscope suitable for AFM observation, for example. Can be used.

（４）上記本発明に係るプローブにおいて、前記プローブ基部を複数備え、複数の前記プローブ基部の前記他端部を一体的に片持ち支持する共通のホルダ部を備えていることが好ましい。 (4) The probe according to the present invention preferably includes a plurality of the probe base portions and a common holder portion that integrally supports the other end portions of the plurality of probe base portions.

この場合には、複数のプローブ基部の他端部が共通のホルダ部にそれぞれ片持ち支持されているので、マルチプローブデバイスとして利用でき、ナノチューブ束が結合されたプローブ基部を各別に利用して上記表面形状観察や物性特性等の測定を一度に多数箇所で行える。従って、デバイスとしての付加価値を高めることができる。   In this case, since the other ends of the plurality of probe bases are each cantilevered by a common holder part, it can be used as a multi-probe device, and each of the probe bases to which the nanotube bundle is coupled is used separately. Surface shape observation and physical properties can be measured at many locations at once. Therefore, the added value as a device can be increased.

（５）本発明に係るプローブの製造方法は、一端部が自由端とされ、且つ他端部が片持ち支持されるプローブ基部と、前記プローブ基部の表面に形成され、該プローブ基部の前記他端部側から前記一端部まで延設された帯状の結合電極と、基端部から先端部に向かうにしたがって漸次先鋭化するように複数のナノチューブ同士が集合することで形成され、前記結合電極を介して前記プローブ基部の前記一端部に結合されたナノチューブ束と、を備えるプローブの製造方法であって、前記結合電極が形成された前記プローブ基部に対して、先鋭化された先鋭部を有する対向電極を、その先鋭部を前記プローブ基部の前記一端部側に向けた状態で向かい合わせに配置させる電極配置工程と、前記結合電極に対して親和性を有する選択的結合性物質、及び前記ナノチューブを溶媒に混合させたナノチューブ分散液中において、前記結合電極と前記対向電極との間に高周波電圧を印加してナノチューブを高周波泳動により移動させると共に、該ナノチューブを結合電極と対向電極の前記先鋭部との間に架け渡すように結合させることで前記ナノチューブ束を形成するナノチューブ束形成工程と、前記プローブ基部から前記対向電極を離間させ、前記対向電極の前記先鋭部と前記ナノチューブ束との結合を解いて、両者を分離させる分離工程と、を備え、前記対向電極は、前記選択的結合性物質に対する前記結合電極の親和性よりも低い親和性を有する材質で形成され、前記ナノチューブ形成工程の際、前記ナノチューブ束と前記結合電極とを、前記選択的結合性物質を介してさらに化学的結合させることを特徴とする。 (5) The method for manufacturing a probe according to the present invention includes a probe base portion having one end portion which is a free end and the other end portion cantilevered, and the other surface of the probe base portion formed on the surface of the probe base portion. A band-shaped coupling electrode extending from the end side to the one end, and a plurality of nanotubes gathered so as to be gradually sharpened from the base end toward the tip, and the coupling electrode is formed. A bundle of nanotubes coupled to the one end of the probe base, the probe base having the sharpened sharpened portion facing the probe base on which the coupling electrode is formed An electrode disposing step of disposing electrodes facing each other in a state in which a sharpened portion faces the one end of the probe base, and a selective binding substance having affinity for the binding electrode And a high frequency voltage is applied between the coupling electrode and the counter electrode in the nanotube dispersion liquid in which the nanotube is mixed in a solvent to move the nanotube by high frequency electrophoresis, and the nanotube is moved between the coupling electrode and the counter electrode. A nanotube bundle forming step of forming the nanotube bundle by being coupled so as to bridge between the sharpened portions, and separating the counter electrode from the probe base, and the sharpened portion of the counter electrode and the nanotube bundle A separation step of separating the two and separating the two, wherein the counter electrode is formed of a material having an affinity lower than the affinity of the binding electrode for the selective binding substance, and the nanotube formation During the process, the nanotube bundle and the binding electrode are further chemically bound via the selective binding substance. Characterized in that to.

本発明に係るプローブの製造方法によれば、まず、結合電極が形成されたプローブ基部に対して、対向電極を向かい合わせに配置させる電極配置工程を行う。この際、対向電極の先鋭部をプローブ基部の一端部側に向けた状態で、プローブ基部に対して対向電極を向かい合わせに配置させる。これにより、プローブ基部の一端部まで延びた帯状の結合電極と、対向電極の先鋭部と、が向かい合わせに配置される。   According to the probe manufacturing method of the present invention, first, an electrode placement process is performed in which a counter electrode is placed face to face with respect to a probe base portion on which a coupling electrode is formed. At this time, the counter electrode is arranged facing the probe base with the sharpened portion of the counter electrode facing the one end of the probe base. As a result, the band-shaped coupling electrode extending to one end of the probe base and the sharpened portion of the counter electrode are arranged facing each other.

次いで、ナノチューブ分散液中において、結合電極と対向電極との間に高周波電圧を印加する。これにより、ナノチューブ分散液中のナノチューブを結合電極及び対向電極に向けて高周波泳動により移動させることができる。この際、ナノチューブの両端部に電荷が局所的に集中し易いので、この両端部が結合電極及び対向電極の先鋭部に向いた状態に姿勢変化し易い。そのため、上記移動中、結合電極と対向電極の先鋭部とを結ぶ電界方向に沿ってナノチューブを配向させることができる。
また、対向電極の先鋭部と、帯状の結合電極のうち対向電極に向かい合う部分と、に電界が局所的に集中し易いので、高周波泳動したナノチューブはこれら結合電極と対向電極の先鋭部とに対してそれぞれ両端部が付着して結合する。そして、このようにしてナノチューブが次々と結合することでナノチューブ束が形成されると共に、該ナノチューブ束を結合電極と対向電極の先鋭部との間に架け渡すように結合させることができる。 Next, a high frequency voltage is applied between the coupling electrode and the counter electrode in the nanotube dispersion. Thereby, the nanotubes in the nanotube dispersion liquid can be moved by high-frequency electrophoresis toward the coupling electrode and the counter electrode. At this time, since charges are likely to concentrate locally at both ends of the nanotube, the posture is easily changed to a state in which both ends are directed to the sharpened portions of the coupling electrode and the counter electrode. Therefore, during the movement, the nanotubes can be oriented along the electric field direction connecting the coupling electrode and the sharpened portion of the counter electrode.
In addition, since the electric field is likely to be locally concentrated on the sharpened portion of the counter electrode and the portion of the strip-shaped coupled electrode facing the counter electrode, the high-frequency migrated nanotubes are separated from the coupled electrode and the sharpened portion of the counter electrode. And both ends adhere and bond. In this way, the nanotubes are successively joined to form a nanotube bundle, and the nanotube bundle can be joined so as to be bridged between the coupling electrode and the sharpened portion of the counter electrode.

特に、上記ナノチューブ束形成工程の際、帯状の結合電極と対向電極の先鋭部との間にナノチューブ束を形成するので、両電極の形状の違いを利用して、ナノチューブ束を対向電極に向かうにしたがって漸次先鋭化した形状とすることができる。そのため、ナノチューブ束は、対向電極の先鋭部に対しては点接触した状態で結合され、帯状の結合電極に対しては十分な接触面積をもって強固に結合する。
また、上記ナノチューブ束は、結合電極に単に結合されているだけでなく、結合電極に対して親和性を有し、特異的に結合する選択的結合性物質を介して化学的結合される。そのため、この選択的結合性物質を利用して、ナノチューブ束を補強した状態で結合電極に結合させることができる。 In particular, since the nanotube bundle is formed between the band-shaped coupling electrode and the sharpened portion of the counter electrode during the nanotube bundle forming step, the difference between the shapes of the two electrodes is utilized to move the nanotube bundle toward the counter electrode. Accordingly, the shape can be gradually sharpened. Therefore, the nanotube bundle is bonded in a point contact state with the sharpened portion of the counter electrode, and is firmly bonded with a sufficient contact area with the band-shaped bonding electrode.
The nanotube bundle is not only simply bonded to the binding electrode but also chemically bonded through a selective binding substance that has an affinity for the binding electrode and specifically binds to the binding electrode. Therefore, using this selective binding substance, the nanotube bundle can be reinforced and bonded to the binding electrode.

そして、ナノチューブ束の形成後、プローブ基部から対向電極を離間させ、対向電極とナノチューブ束との結合を解いて、両者を互いに分離させる分離工程を行う。この際、対向電極の先鋭部とナノチューブ束とは、上記したように点接触した状態で結合されているだけであるので、ナノチューブ束に負荷を掛けることなく上記分離を容易に行い易い。しかも、対向電極は、選択的結合性物質に対する結合電極の親和性よりも低い親和性を有する材質で形成されているので、選択的結合性物質による結合力の影響を受け難い。よって、この点においても上記分離を容易に行うことができる。   Then, after the formation of the nanotube bundle, a separation step is performed in which the counter electrode is separated from the probe base, the coupling between the counter electrode and the nanotube bundle is released, and the two are separated from each other. At this time, since the sharpened portion of the counter electrode and the nanotube bundle are merely coupled in a point contact state as described above, the separation can be easily performed without applying a load to the nanotube bundle. In addition, since the counter electrode is formed of a material having an affinity lower than the affinity of the binding electrode for the selective binding substance, the counter electrode is hardly affected by the binding force of the selective binding substance. Therefore, also in this respect, the separation can be easily performed.

この分離工程の結果、自由端とされているプローブ基部の一端部に、ナノチューブ束の基端部が結合電極を介して結合され、ナノチューブ束の先端部がプローブ基部の一端部よりも外方に突出したプローブを製造することができる。しかも、基端部から先端部に向かって漸次先鋭化したナノチューブ束を、プローブ基部の一端部に強固に結合させた高品質なプローブを製造することができ、高剛性と高分解能とを両立させたプローブとすることができる。   As a result of this separation step, the base end portion of the nanotube bundle is coupled to one end portion of the probe base portion, which is a free end, via the coupling electrode, and the tip end portion of the nanotube bundle is outward from the one end portion of the probe base portion. Protruding probes can be manufactured. Moreover, it is possible to manufacture a high-quality probe in which a bundle of nanotubes that are gradually sharpened from the base end to the tip is firmly bonded to one end of the probe base, achieving both high rigidity and high resolution. Probe.

特に、高周波泳動を利用してナノチューブの向きを所望の向きに整えながら、結合電極を介してプローブ基部に結合させることができるので、従来の１本ずつ移植を行っていた方法とは異なり、作業者にかかる負担を軽減できると共に容易且つ効率良く製造することができる。従って、生産性の向上化及び低コスト化に繋げることができる。
また、高周波泳動させるだけで、選択的結合性物質を利用してナノチューブ束を補強する作業を同時に行えるので、工程を簡略化でき量産性に優れている。また、常温程度の温度環境で製造を行えるので、この点においても量産性に優れている。 In particular, it can be bonded to the probe base via the binding electrode while adjusting the orientation of the nanotubes to the desired orientation using high-frequency electrophoresis, which is different from the conventional method of transplanting one by one. It is possible to reduce the burden on the user and to manufacture easily and efficiently. Accordingly, productivity can be improved and costs can be reduced.
In addition, since the work of reinforcing the nanotube bundle using a selective binding substance can be simultaneously performed only by high-frequency electrophoresis, the process can be simplified and the mass productivity is excellent. Moreover, since it can manufacture in a temperature environment of about room temperature, it is excellent also in mass productivity in this respect.

（６）上記本発明に係るプローブの製造方法において、前記選択的結合性物質は、前記ナノチューブに対しても親和性を有していることが好ましい。 (6) In the method for producing a probe according to the present invention, the selective binding substance preferably has affinity for the nanotube.

この場合には、選択的結合性物質が結合電極だけでなく、ナノチューブに対しても親和性を有しているので、結合電極及びナノチューブの両者に対して特異的に結合（二重特異性）する。そのため、この選択的結合性物質を介して、結合電極とナノチューブ束とをより強固に結合することができる。
また、複数のナノチューブ同士が選択的結合性物質を介してより密に結びついて一体化し易いので、ナノチューブ束自体の剛性も高まり易い。 In this case, since the selective binding substance has affinity not only for the binding electrode but also for the nanotube, it specifically binds to both the binding electrode and the nanotube (bispecificity). To do. For this reason, the binding electrode and the nanotube bundle can be more firmly bonded via the selectively binding substance.
In addition, since a plurality of nanotubes are more closely connected and integrated through a selective binding substance, the rigidity of the nanotube bundle itself is easily increased.

（７）上記本発明に係るプローブの製造方法において、前記電極配置工程の際、前記結合電極と前記対向電極とを、同一平面上に配置させることが好ましい。 (7) In the probe manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the coupling electrode and the counter electrode are arranged on the same plane in the electrode arranging step.

この場合には、他端部から一端部に向けて延びるプローブ基部の延在方向に沿って、ナノチューブ束が配向されたプローブを得ることができる。   In this case, it is possible to obtain a probe in which the nanotube bundle is oriented along the extending direction of the probe base portion extending from the other end portion toward the one end portion.

（８）上記本発明に係るプローブの製造方法において、前記電極配置工程の際、前記結合電極と前記対向電極とを、前記プローブ基部の表面に対して直交する法線方向に間隔を開けて配置させることが好ましい。 (8) In the probe manufacturing method according to the present invention, in the electrode arranging step, the coupling electrode and the counter electrode are arranged with an interval in a normal direction perpendicular to the surface of the probe base. It is preferable to make it.

この場合には、他端部から一端部に向けて延びるプローブ基部の延在方向に対して、ナノチューブ束が傾斜したプローブを得ることができ、例えばＡＦＭ観察に適した走査型プローブ顕微鏡用のプローブとして好適に用いることができる。   In this case, a probe in which the nanotube bundle is inclined with respect to the extending direction of the probe base extending from the other end toward the one end can be obtained. For example, a probe for a scanning probe microscope suitable for AFM observation Can be suitably used.

本発明によれば、先端部が先鋭化されたナノチューブ束が結合電極を介してプローブ基部に強固に結合された高品質なプローブを得ることができると共に、該プローブを容易且つ効率良く製造することができ、生産性の向上化及び低コスト化に繋げることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a high-quality probe in which a nanotube bundle with a sharp tip is firmly bonded to a probe base via a binding electrode, and to manufacture the probe easily and efficiently. It is possible to improve productivity and reduce costs.

本発明に係る第１実施形態を示す図であって、プローブの外観斜視図である。It is a figure which shows 1st Embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is an external appearance perspective view of a probe. 図１に示すプローブのナノチューブ束の基端部を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded the base end part of the nanotube bundle of the probe shown in FIG. 図１に示すプローブを具備するプローブ顕微鏡の簡略構成図である。It is a simplified block diagram of the probe microscope which comprises the probe shown in FIG. 図１に示すプローブを製造する際の一工程図であって、基板上に結合電極及び対向電極を形成した状態を示す図である。It is a process figure at the time of manufacturing the probe shown in FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the state which formed the coupling electrode and the counter electrode on the board | substrate. 図４に示す状態から基板を加工して、プローブ基部及び対向電極用基部を形成した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which processed the board | substrate from the state shown in FIG. 4, and formed the probe base and the base for counter electrodes. 図５に示す基板を側方から見た図である。It is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 5 from the side. 図５に示す基板をナノチューブ分散液中に浸漬させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which immersed the board | substrate shown in FIG. 5 in the nanotube dispersion liquid. 図７に示す状態から、結合電極と対向電極との間に高周波電圧を印加して、カーボンナノチューブを高周波泳動させている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which is applying the high frequency voltage between the coupling electrode and the counter electrode from the state shown in FIG. 高周波電圧の印加によって、プローブ基部上の結合電極と対向電極用基部上の対向電極との間にナノチューブ束が形成された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the nanotube bundle | flux was formed between the coupling electrode on a probe base, and the counter electrode on the base for counter electrodes by application of a high frequency voltage. 図９に示す基板を側方から見た図である。It is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 9 from the side. プローブの製造方法の変形例を示す図であって、基板におけるプローブ基部と対向電極用基部との間にトレンチを形成した状態を示す図である。It is a figure which shows the modification of the manufacturing method of a probe, Comprising: It is a figure which shows the state which formed the trench between the probe base part and the base part for counter electrodes in a board | substrate. プローブの製造方法の変形例を示す図であって、プローブ基部と対向電極用基部とを複数組形成した状態を示す図である。It is a figure which shows the modification of the manufacturing method of a probe, Comprising: It is a figure which shows the state which formed multiple sets of probe base parts and base parts for counter electrodes. 本発明に係るプローブの変形例を示す図であって、プローブ基部を複数具備するプローブの外観斜視図である。It is a figure which shows the modification of the probe which concerns on this invention, Comprising: It is an external appearance perspective view of the probe which comprises multiple probe base parts. 本発明に係る第２実施形態を示す図であって、ナノチューブ束がプローブ基部に対して傾斜した状態で結合されたプローブの外観斜視図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is an external appearance perspective view of the probe couple | bonded in the state in which the nanotube bundle was inclined with respect to the probe base. 図１４に示すプローブを製造する際の一工程図であって、上段面及び下段面を有するように基板を２段に加工し、下段面にプローブ基部を形成し、上段面に対向電極用基部を形成した状態を示す図である。FIG. 15 is a process diagram when the probe shown in FIG. 14 is manufactured, in which a substrate is processed in two steps so as to have an upper surface and a lower surface, a probe base is formed on the lower surface, and a counter electrode base is formed on the upper surface. It is a figure which shows the state which formed. 図１５に示す基板を側方から見た図である。It is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 15 from the side. 高周波電圧の印加によって、プローブ基部上の結合電極と対向電極用基部上の対向電極との間にナノチューブ束が形成された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the nanotube bundle | flux was formed between the coupling electrode on a probe base, and the counter electrode on the base for counter electrodes by application of a high frequency voltage. 図１７に示す基板を側方から見た図である。It is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 17 from the side. 図１４に示すプローブを具備するプローブ顕微鏡の簡略構成図である。It is a simplified block diagram of the probe microscope which comprises the probe shown in FIG. 第２実施形態の変形例を示す図であって、ナノチューブ束がプローブ基部に対して略垂直に立ち上がるように結合されたプローブの外観斜視図である。It is a figure which shows the modification of 2nd Embodiment, Comprising: It is an external appearance perspective view of the probe couple | bonded so that the nanotube bundle may stand up substantially perpendicularly with respect to the probe base. 図２０に示すプローブを製造する際の一工程図であって、上段面及び下段面を有するように基板を２段に加工し、下段面にプローブ基部を形成し、上段面に別の基板に形成された対向電極用基部を重ね合わせた状態を示す図である。FIG. 21 is a process diagram when the probe shown in FIG. 20 is manufactured, in which a substrate is processed into two stages so as to have an upper surface and a lower surface, a probe base is formed on the lower surface, and another substrate is formed on the upper surface. It is a figure which shows the state which piled up the formed base part for counter electrodes. 図２１に示す基板を側方から見た図である。It is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 21 from the side. 高周波電圧の印加によって、プローブ基部上の結合電極と対向電極用基部上の対向電極との間にナノチューブ束が形成された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the nanotube bundle | flux was formed between the coupling electrode on a probe base, and the counter electrode on the base for counter electrodes by application of a high frequency voltage. 図２３に示す基板を側方から見た図である。It is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 23 from the side.

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態について図面を参照して説明する。
（プローブの構成）
本実施形態のプローブ１は、図１に示すように、プローブ基部２と、該プローブ基部２の主面（表面）２ａに形成された結合電極３と、該結合電極３を介してプローブ基部２に結合されたナノチューブ束４と、を備えている。 <First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(Probe configuration)
As shown in FIG. 1, the probe 1 of this embodiment includes a probe base 2, a coupling electrode 3 formed on the main surface (surface) 2 a of the probe base 2, and a probe base 2 via the coupling electrode 3. And a bundle of nanotubes 4 coupled to each other.

プローブ基部２は、例えば一定の厚みを有する基板から形成された板片であり、一端部２ｂが自由端とされ、且つ他端部２ｃが片持ち支持される部材とされている。図示の例では、他端部２ｃから一端部２ｂに向けう延在方向Ｌ１に沿って一定幅Ｗで延在する略直方体状に形成されている。
なお、上記基板としては、例えばシリコン（ケイ素）ウエハや、表面に酸化膜又は窒化膜が形成されたシリコンウエハや、ガラスウエハ等が挙げられる。 The probe base 2 is a plate piece formed of, for example, a substrate having a certain thickness. The probe base 2 is a member in which one end 2b is a free end and the other end 2c is cantilevered. In the example of illustration, it forms in the substantially rectangular parallelepiped shape extended with the fixed width W along the extension direction L1 which goes to the one end part 2b from the other end part 2c.
Examples of the substrate include a silicon (silicon) wafer, a silicon wafer having a surface formed with an oxide film or a nitride film, and a glass wafer.

結合電極３は、プローブ基部２の他端部２ｃ側から一端部２ｂまで延設された帯状の電極であり、蒸着法やスパッタリング法等によりプローブ基部２の主面２ａ上における幅方向中央部に形成されている。この結合電極３としては、例えば金（Ａｕ）やクロム(Ｃｒ)等からなる金属膜、又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等の導電性を有する金属化合物膜等である。 The coupling electrode 3 is a belt-like electrode extending from the other end 2c side of the probe base 2 to the one end 2b, and is formed at the center in the width direction on the main surface 2a of the probe base 2 by vapor deposition or sputtering. Is formed. As this coupling electrode 3, for example, a metal film made of gold (Au), chromium (Cr), or the like, or conductivity such as zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like is used. A metal compound film or the like.

ナノチューブ束４は、図１及び図２に示すように、複数のカーボンナノチューブ（ナノチューブ）１０同士が寄り集ることで束状（バンドル状）に形成されたカーボンナノチューブ１０の集合体であり、結合電極３を介してプローブ基部２の自由端である一端部２ｂに結合されている。
このナノチューブ束４は、基端部４ａから先端部４ｂに向かうにしたがって漸次先鋭化するように形成されており、その先端部４ｂがプローブ基部２の一端部２ｂよりも外方に突出するように、その基端部４ａが結合電極３を介してプローブ基部２の一端部２ｂに結合されている。
なお、本実施形態のナノチューブ束４は、プローブ基部２の延在方向Ｌ１に沿って平行に配向されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the nanotube bundle 4 is an aggregate of carbon nanotubes 10 formed into a bundle shape (bundle shape) by gathering a plurality of carbon nanotubes (nanotubes) 10 together. The electrode 3 is coupled to one end 2 b which is a free end of the probe base 2 through the electrode 3.
The nanotube bundle 4 is formed so as to be gradually sharpened from the base end portion 4a toward the tip end portion 4b, and the tip end portion 4b protrudes outward from the one end portion 2b of the probe base portion 2. The base end portion 4 a is coupled to the one end portion 2 b of the probe base portion 2 through the coupling electrode 3.
Note that the nanotube bundle 4 of the present embodiment is oriented in parallel along the extending direction L1 of the probe base 2.

ところで、ナノチューブ束４と結合電極３とは、単に結合しているだけでなく、選択的結合性物質を介してさらに化学的結合されている。
上記選択的結合性物質としては、例えばアミノ酸の集合体である合成ペプチドであり、より具体的には、結合電極３として用いた金属膜又は金属化合物膜に対して親和性を有する配列のペプチドである。なお、本実施形態では、結合電極３に対してだけでなく、カーボンナノチューブ１０に対しても親和性を有し、両者に特異的に結合する特性を有する２重特異性のペプチド１１とされている。 By the way, the nanotube bundle 4 and the coupling electrode 3 are not only simply coupled, but are further chemically coupled via a selective binding substance.
The selective binding substance is, for example, a synthetic peptide which is an aggregate of amino acids, and more specifically, a peptide having a sequence having an affinity for the metal film or metal compound film used as the binding electrode 3. is there. In the present embodiment, the bispecific peptide 11 has an affinity not only for the binding electrode 3 but also for the carbon nanotube 10 and has a property of specifically binding to both. Yes.

これにより、ナノチューブ束４と結合電極３とは、上記したようにペプチド１１を介して化学的結合されており、結合が補強されている。また、カーボンナノチューブ１０がペプチド１１によって修飾されているので、ペプチド１１を介して複数のカーボンナノチューブ１０同士がより密に結びついて一体化し易い。そのため、ナノチューブ束４自体の剛性を高めることができる。   Thereby, the nanotube bundle 4 and the bonding electrode 3 are chemically bonded via the peptide 11 as described above, and the bonding is reinforced. In addition, since the carbon nanotubes 10 are modified with the peptide 11, the plurality of carbon nanotubes 10 are more closely connected and integrated through the peptide 11. Therefore, the rigidity of the nanotube bundle 4 itself can be increased.

なお、通常ペプチドはアミノ酸の種類とその配列によって決定されるものであるが、本実施形態のペプチド１１としては、カーボンナノチューブ１０及び結合電極３に対してそれぞれ特異的に結合する（２重特異性を有する）ものを採用すれば良い。このようなペプチド１１としては、以下の方法で見つけ出すことが可能である。   In addition, although a normal peptide is determined by the kind and arrangement | sequence of an amino acid, as the peptide 11 of this embodiment, it each couple | bonds specifically with the carbon nanotube 10 and the binding electrode 3 (double specificity). It is sufficient to adopt one having Such a peptide 11 can be found by the following method.

特定の材料表面やカーボンナノチューブ１０等のナノ粒子に特異的結合性を有する結合分子（ペプチド）の探索及び合成においては、ファージディスプレイ法を応用したペプチド分子ライブラリ（又はペプチド提示ファージライブラリ）を用いる。これは、進化分子工学による分子設計法としても知られている。
ランダムなアミノ酸配列を有するペプチド分子を提示した（組み込んだ）バクテリオファージの集合体（ファージライブラリ）に、結合を目的とするターゲット粒子（材料又はナノチューブ等）を添加し、ターゲットに結合したファージのみを比重などで分離・抽出し、これを複製することにより、ターゲットに特異的に結合するペプチドの配列を見いだすことができる。
この方法で、ナノチューブと金属や金属化合物であるプローブ材質に特異的に結合するペプチド配列をそれぞれ見いだし、それらを化学的又は遺伝子工学的手法等により接続・合成することで２重特異性結合分子を作り出すことができる。その結果、ペプチド修飾されたカーボンナノチューブを製造することが可能とされている。 In the search and synthesis of a binding molecule (peptide) having specific binding properties to a specific material surface or nanoparticles such as carbon nanotubes 10, a peptide molecule library (or peptide-displaying phage library) to which a phage display method is applied is used. This is also known as a molecular design method by evolutionary molecular engineering.
Add target particles (materials, nanotubes, etc.) for binding to bacteriophage aggregates (phage libraries) that display (incorporate) peptide molecules with random amino acid sequences, and only bind phages that bind to the target. By separating / extracting with specific gravity and the like and replicating it, the sequence of the peptide that specifically binds to the target can be found.
By this method, peptide sequences that specifically bind to nanotubes and probe materials that are metals or metal compounds are found, and by connecting and synthesizing them by chemical or genetic engineering techniques, bispecific binding molecules can be obtained. Can be produced. As a result, it is possible to produce peptide-modified carbon nanotubes.

（プローブの作用）
上記のように構成されたプローブ１を利用して、プローブ顕微鏡装置を構成する場合について説明する。
図３に示すように、プローブ顕微鏡装置２０は、ＸＹステージ２１と、該ＸＹステージ２１上にセットされた試料台２２と、この試料台２２の上方に配設されたプローブ１と、を備えている。
プローブ１は、ナノチューブ束４の先端部４ｂが試料台２２側を向くように下向きに配設されている。また、プローブ１と試料台２２とは、相対的に接近離間可能に配設されている。これにより、ナノチューブ束４の先端部４ｂを試料台２２にセットされた図示しない観察試料に対して接触させながら、ＸＹステージ２１の作動により観察試料上を走査することが可能とされている。 (Probe action)
The case where a probe microscope apparatus is comprised using the probe 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
As shown in FIG. 3, the probe microscope apparatus 20 includes an XY stage 21, a sample stage 22 set on the XY stage 21, and a probe 1 disposed above the sample stage 22. Yes.
The probe 1 is disposed downward so that the tip 4b of the nanotube bundle 4 faces the sample stage 22 side. The probe 1 and the sample stage 22 are disposed so as to be relatively close to each other. Accordingly, the observation sample can be scanned by the operation of the XY stage 21 while the tip 4b of the nanotube bundle 4 is brought into contact with an observation sample (not shown) set on the sample stage 22.

そして、上記走査時における、ナノチューブ束４の挙動変化又はプローブ基部２の挙動変化等に基づいて、観察試料の表面形状観察等の計測を行うことができる。
特に、本実施形態のプローブ１は、複数のカーボンナノチューブ１０同士が集合することで形成されたナノチューブ束４を具備するプローブであり、しかもこのナノチューブ束４は、基端部４ａから先端部４ｂに向かうにしたがって漸次先鋭化している。従って、この先鋭化されたナノチューブ束４の微細な先端部４ｂを利用して、上記計測を精密且つナノオーダーの高分解能で行える。 Then, based on the change in behavior of the nanotube bundle 4 or the change in behavior of the probe base 2 at the time of scanning, measurement such as observation of the surface shape of the observation sample can be performed.
In particular, the probe 1 according to the present embodiment is a probe including a nanotube bundle 4 formed by a plurality of carbon nanotubes 10 gathering, and the nanotube bundle 4 extends from the base end portion 4a to the tip end portion 4b. Gradually sharpening as you head. Therefore, the above-mentioned measurement can be performed with high precision in the nano order by using the fine tip portion 4b of the sharpened nanotube bundle 4.

しかもナノチューブ束４は、単に結合されているだけでなく、カーボンナノチューブ１０及び結合電極３の両者に対してそれぞれ特異的に結合するペプチド１１を介して化学的結合されている。そのため、ナノチューブ束４は、ペプチド１１によって補強された状態でプローブ基部２の一端部２ｂに結合されている。加えて、ナノチューブ束４は、上記したように、先端部４ｂに向かうにしたがって漸次先鋭化されているので、基端部４ａについては先端部４ｂよりも幅広とされ、帯状の結合電極３に対して線接触し、十分な接触面積を持って強固に結合している。
これらのことから、プローブ基部２の一端部２ｂにナノチューブ束４が強固に結合された高品質なプローブ１とすることができると共に、高剛性と高分解能とを両立させたプローブ１とすることができる。その結果、上述した観察試料の計測を安定して行うことができ、その計測結果の信頼性の向上に繋げることができる。 Moreover, the nanotube bundle 4 is not only simply bonded but also chemically bonded via the peptide 11 that specifically binds to both the carbon nanotube 10 and the bonding electrode 3. For this reason, the nanotube bundle 4 is bonded to the one end 2 b of the probe base 2 in a state where it is reinforced by the peptide 11. In addition, as described above, since the nanotube bundle 4 is gradually sharpened toward the distal end portion 4 b, the base end portion 4 a is wider than the distal end portion 4 b, so Are in line contact with each other and firmly bonded with a sufficient contact area.
From these facts, it is possible to obtain a high-quality probe 1 in which the nanotube bundle 4 is firmly coupled to the one end 2b of the probe base 2, and to obtain a probe 1 having both high rigidity and high resolution. it can. As a result, the above-described observation sample can be stably measured, and the reliability of the measurement result can be improved.

（プローブの製造方法）
次に、上記したプローブの製造方法について、以下に説明する。
なお、本実施形態では、シリコンウエハを基板として用い、該基板からプローブ１を製造する場合を説明する。
はじめに、結合電極３が形成されたプローブ基部２に対して、先鋭化された先鋭部を有する対向電極を、その先鋭部をプローブ基部２の一端部２ｂ側に向けた状態で向かい合わせに配置させる電極配置工程を行う。 (Probe manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the above-described probe will be described below.
In the present embodiment, a case where a silicon wafer is used as a substrate and the probe 1 is manufactured from the substrate will be described.
First, a counter electrode having a sharpened sharpened portion is arranged face-to-face with the sharpened sharpened portion facing the one end 2b side of the probe base 2 with respect to the probe base 2 on which the coupling electrode 3 is formed. An electrode arrangement process is performed.

詳細には、まず図４に示すように、基板３０上に蒸着又はスパッタリング等によって、帯状の結合電極３と、帯状の対向電極３１と、を一定の間隔を開けて直線状に並ぶように形成する。なお、上記間隔は、ナノチューブ束４の長さに相当する。
この際、結合電極３及び対向電極３１の材質としては、結合電極３に対するペプチド１１の親和性が、対向電極３１に対するペプチド１１の親和性よりも高くなるように、各々の金属材料を選択することが好ましい。例えば、クロムと親和性を有するペプチド１１を用いた場合、結合電極３としてクロムを用い、対向電極３１としてアルミニウム、チタン、または金／ニッケルなどを用いる組み合わせが挙げられる。なお、例えば、チタンと親和性を有するペプチド１１を用いた場合、結合電極３としてチタンを用い、対向電極３１としてアルミニウム、クロム、または金／ニッケルなどを用いる組み合わせとなる。また、この時点で、対向電極３１を先鋭化させておかなくても構わない。 In detail, first, as shown in FIG. 4, the band-shaped coupling electrode 3 and the band-shaped counter electrode 31 are formed on the substrate 30 so as to be arranged in a straight line at a predetermined interval by vapor deposition or sputtering. To do. The interval corresponds to the length of the nanotube bundle 4.
At this time, the materials of the binding electrode 3 and the counter electrode 31 are selected so that the affinity of the peptide 11 for the binding electrode 3 is higher than the affinity of the peptide 11 for the counter electrode 31. Is preferred. For example, when peptide 11 having an affinity for chromium is used, a combination using chromium as the binding electrode 3 and using aluminum, titanium, gold / nickel, or the like as the counter electrode 31 may be mentioned. For example, when peptide 11 having an affinity for titanium is used, titanium is used as binding electrode 3 and aluminum, chromium, gold / nickel, or the like is used as counter electrode 31. At this time, the counter electrode 31 may not be sharpened.

次いで、一般的なフォトリソグラフィ技術やエッチング加工技術を利用した半導体プロセスやＭＥＭＳプロセス等により、上記基板３０を結合電極３及び対向電極３１が形成された側から掘り下げ加工し、図５及び図６に示すように、プローブ基部２と対向電極用基部３２とを向かい合わせに形成する。
これにより、プローブ基部２の主面２ａ上に結合電極３が形成された状態となる。また、対向電極用基部３２は、対向電極３１を支持する土台部であり、プローブ基部２の一端部２ｂに向けて先鋭化するように形成する。これによって、対向電極３１についても同様に先鋭化させることができ、対向電極用基部３２の主面３２ａ上に先鋭部３１ａを有する対向電極３１が形成された状態となる。 Next, the substrate 30 is dug down from the side on which the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 are formed by a semiconductor process, a MEMS process, or the like using a general photolithography technique or an etching technique, and FIGS. As shown, the probe base 2 and the counter electrode base 32 are formed facing each other.
As a result, the coupling electrode 3 is formed on the main surface 2 a of the probe base 2. The counter electrode base 32 is a base portion that supports the counter electrode 31 and is formed to be sharpened toward the one end 2 b of the probe base 2. Accordingly, the counter electrode 31 can be similarly sharpened, and the counter electrode 31 having the sharpened portion 31 a is formed on the main surface 32 a of the counter electrode base portion 32.

以上により、プローブ基部２の一端部２ｂまで延びた帯状の結合電極３と、対向電極３１の先鋭部３１ａと、が向かい合わせに配置され、電極配置工程が終了する。しかも、結合電極３と対向電極３１とは、同一平面上に配置される。   As described above, the band-shaped coupling electrode 3 extending to the one end 2b of the probe base 2 and the sharpened portion 31a of the counter electrode 31 are arranged facing each other, and the electrode arrangement process is completed. Moreover, the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 are arranged on the same plane.

なお、基板３０上に結合電極３及び対向電極３１を形成した後、該基板３０を掘り下げ加工してプローブ基部２及び対向電極用基部３２を形成したが、この場合に限定されるものではなく、先にプローブ基部２及び対向電極用基部３２を形成し、その後、これらプローブ基部２及び対向電極用基部３２上に結合電極３及び対向電極３１をそれぞれ形成しても構わない。   In addition, after forming the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 on the substrate 30, the substrate 30 was dug to form the probe base 2 and the counter electrode base 32. However, the present invention is not limited to this case. The probe base 2 and the counter electrode base 32 may be formed first, and then the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 may be formed on the probe base 2 and the counter electrode base 32, respectively.

次いで、ナノチューブ分散液中において、結合電極３と対向電極３１との間に高周波電圧を印加して、ナノチューブ束４を形成するナノチューブ束形成工程を行う。
詳細には、図７に示すように、カーボンナノチューブ１０及びペプチド１１が水系溶媒又は有機溶媒（アルコール類等）に予め混合されたナノチューブ分散液Ｗ中に、上記基板３０を浸漬させる。なお、図中では、ナノチューブ分散液Ｗ中のペプチド１１及びカーボンナノチューブ１０の図示を省略している。 Next, in the nanotube dispersion liquid, a high frequency voltage is applied between the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 to perform a nanotube bundle forming step of forming the nanotube bundle 4.
Specifically, as shown in FIG. 7, the substrate 30 is immersed in a nanotube dispersion W in which the carbon nanotubes 10 and the peptides 11 are premixed in an aqueous solvent or an organic solvent (alcohol or the like). In the figure, illustration of the peptide 11 and the carbon nanotube 10 in the nanotube dispersion liquid W is omitted.

ところで、ペプチド１１はカーボンナノチューブ１０に対して親和性を有しているので、該カーボンナノチューブ１０の全体にムラなく特異的に化学的結合する。これにより、ナノチューブ分散液Ｗ中にはペプチド１１が化学的結合された（修飾された）カーボンナノチューブ１０が均一に分散された状態とされている。   By the way, since the peptide 11 has an affinity for the carbon nanotube 10, it specifically chemically binds to the entire carbon nanotube 10 without unevenness. As a result, the carbon nanotubes 10 to which the peptide 11 is chemically bonded (modified) are uniformly dispersed in the nanotube dispersion W.

なお、カーボンナノチューブ１０を単に溶液に混入させた場合には、カーボンナノチューブ１０同士がくっ付き合い易く（絡まり易く）なることが一般的に知られており、これにより溶液中に均一に分散されない恐れがある。その対策として、溶液に分散剤や界面活性剤等を入れておく等の処置を行う場合が多い。
これに対して本実施形態の場合には、ペプチド１１がカーボンナノチューブ１０に対して速やかに且つムラなく化学的結合するので、カーボンナノチューブ１０同士のくっ付き合いを抑制することができ、上記界面活性剤等と同様の働きをさせることができる。従って、界面活性剤等を入れる手間や、その管理に係る手間を省略することができる。 In addition, it is generally known that when the carbon nanotubes 10 are simply mixed in the solution, the carbon nanotubes 10 are likely to stick to each other (easy to be entangled), and thus may not be uniformly dispersed in the solution. is there. As a countermeasure, there are many cases where a treatment such as adding a dispersant or a surfactant to the solution is performed.
On the other hand, in the case of this embodiment, since the peptide 11 is chemically bonded to the carbon nanotubes 10 quickly and uniformly, the adhesion between the carbon nanotubes 10 can be suppressed. It is possible to make the same work as. Accordingly, it is possible to omit the trouble of putting a surfactant or the like and the trouble of managing it.

そして、基板３０をナノチューブ分散液Ｗ中に浸漬させた後、結合電極３及び対向電極３１に接続された高周波電源３３により、両電極３、３1間に高周波電圧を印加する。これにより、図８に示すようにペプチド１１が化学的結合されたカーボンナノチューブ１０を、結合電極３及び対向電極３１に向けて高周波泳動により移動させることができる。この際、カーボンナノチューブ１０の両端部に電荷が局所的に集中し易いので、該両端部が結合電極３及び対向電極３１の先鋭部３１ａに向いた状態に姿勢変化し易い。従って、上記移動中、結合電極３と対向電極３１の先鋭部３１ａとを結ぶ電界方向（図８に示す矢印Ｖ方向）に沿ってカーボンナノチューブ１０を配向させることができる。   Then, after the substrate 30 is immersed in the nanotube dispersion W, a high frequency voltage is applied between the electrodes 3 and 31 by the high frequency power source 33 connected to the coupling electrode 3 and the counter electrode 31. Thereby, as shown in FIG. 8, the carbon nanotube 10 to which the peptide 11 is chemically bonded can be moved toward the bonding electrode 3 and the counter electrode 31 by high-frequency electrophoresis. At this time, since electric charges are likely to concentrate locally at both ends of the carbon nanotube 10, the posture is easily changed to a state in which the both ends are directed to the coupling electrode 3 and the sharpened portion 31 a of the counter electrode 31. Therefore, during the movement, the carbon nanotubes 10 can be oriented along the electric field direction (the direction of the arrow V shown in FIG. 8) connecting the coupling electrode 3 and the sharpened portion 31a of the counter electrode 31.

また、対向電極３１の先鋭部３１ａと、帯状の結合電極３のうち対向電極３１に向かい合う部分と、に電界が局所的に集中し易いので、高周波泳動したカーボンナノチューブ１０はこれら結合電極３と対向電極３１の先鋭部３１ａとに対して上記配向状態を維持したまま、それぞれ両端部が付着して結合する。   In addition, since the electric field is likely to be concentrated locally on the sharpened portion 31 a of the counter electrode 31 and the portion of the strip-shaped coupling electrode 3 that faces the counter electrode 31, the carbon nanotubes 10 subjected to high-frequency migration are opposed to the coupling electrode 3. Both ends of the electrode 31 are bonded and bonded to the sharpened portion 31a of the electrode 31 while maintaining the orientation state.

そして、このようにしてカーボンナノチューブ１０が次々と結合することで、図９及び図１０に示すように、ナノチューブ束４が形成されると共に、該ナノチューブ束４を結合電極３と対向電極３１の先端部４ｂとの間に架け渡すように結合させることができる。しかも、結合電極３と対向電極３１とは、同一平面上に形成されているので、プローブ基部２の延在方向Ｌ１に沿ってナノチューブ束４を平行に配向させることができる。
この時点で、ナノチューブ束形成工程が終了する。なお、図９及び図１０では、ナノチューブ分散液Ｗの図示を省略している。 Then, the carbon nanotubes 10 are successively bonded in this way, thereby forming a nanotube bundle 4 as shown in FIGS. 9 and 10, and the nanotube bundle 4 is connected to the tips of the coupling electrode 3 and the counter electrode 31. It can couple | bond so that it may bridge over between the parts 4b. Moreover, since the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 are formed on the same plane, the nanotube bundle 4 can be oriented in parallel along the extending direction L1 of the probe base 2.
At this point, the nanotube bundle forming process is completed. In FIG. 9 and FIG. 10, the nanotube dispersion liquid W is not shown.

特に、上述したナノチューブ束形成工程の際、帯状の結合電極３と対向電極３１の先鋭部３１ａとの間にナノチューブ束４を形成するので、両電極３、３１の形状の違いから、ナノチューブ束４を対向電極３１に向かうにしたがって漸次先鋭化した形状とすることができる。そのため、ナノチューブ束４は、対向電極３１の先鋭部３１ａに対しては点接触した状態で結合され、帯状の結合電極３に対しては線接触させ、十分な接触面積をもって強固に結合させることができる。
また、ナノチューブ束４は、結合電極３に単に結合されているだけでなく、結合電極３に対して親和性を有し、特異的に結合するペプチド１１を介して化学的結合される。そのため、このペプチド１１を利用して、ナノチューブ束４を補強した状態で結合電極３に結合させることができる。 In particular, since the nanotube bundle 4 is formed between the band-shaped coupling electrode 3 and the sharpened portion 31a of the counter electrode 31 during the above-described nanotube bundle forming step, the nanotube bundle 4 is different from the difference in shape between the electrodes 3 and 31. Can be made to have a shape that is gradually sharpened toward the counter electrode 31. Therefore, the nanotube bundle 4 is bonded in a point contact state to the sharpened portion 31a of the counter electrode 31, and is brought into a line contact with the band-shaped coupling electrode 3 so as to be firmly bonded with a sufficient contact area. it can.
Further, the nanotube bundle 4 is not only simply bonded to the binding electrode 3 but also chemically bonded via the peptide 11 having an affinity for the binding electrode 3 and specifically binding thereto. Therefore, this peptide 11 can be used to bind to the binding electrode 3 with the nanotube bundle 4 being reinforced.

次いで、ナノチューブ束４の形成後、プローブ基部２から対向電極３１を離間させ、対向電極３１とナノチューブ束４との結合を解いて、両者を互いに分離させる分離工程を行う。
詳細には、基板３０をナノチューブ分散液Ｗから引き上げ、洗浄及び乾燥させた後、基板３０からプローブ基部２を完全に切り出して、該プローブ基部２を基板３０から分離させる。なお、プローブ基部２の切り出しは、例えばエッチング法又はダイシング法で行えば良い。これにより、相対的にプローブ基部２から対向電極３１が離間し、対向電極３１の先鋭部３１ａとナノチューブ束４との結合が切り離される。 Next, after the formation of the nanotube bundle 4, a separation step is performed in which the counter electrode 31 is separated from the probe base 2, the coupling between the counter electrode 31 and the nanotube bundle 4 is released, and the two are separated from each other.
Specifically, after the substrate 30 is lifted from the nanotube dispersion W, washed and dried, the probe base 2 is completely cut out from the substrate 30 and the probe base 2 is separated from the substrate 30. The probe base 2 may be cut out by, for example, an etching method or a dicing method. Thereby, the counter electrode 31 is relatively separated from the probe base 2, and the sharp tip 31 a of the counter electrode 31 and the nanotube bundle 4 are disconnected.

特に、上記切り離しの際、対向電極３１の先鋭部３１ａとナノチューブ束４とは、上記したように点接触した状態で結合されているだけであるので、ナノチューブ束４に負荷を掛けることなく上記分離を容易に行い易い。しかも、対向電極３１は、ペプチド１１に対する結合電極３の親和性よりも低い親和性を有する材質で形成されているので、ペプチド１１による結合力の影響を受け難い。よって、この点においても上記分離を容易に行うことができる。
そして、この分離工程を行った結果、図１に示すプローブ１を製造することができる。 In particular, since the sharpened portion 31a of the counter electrode 31 and the nanotube bundle 4 are merely coupled in a point contact state as described above at the time of the separation, the separation is performed without applying a load to the nanotube bundle 4. It is easy to perform. Moreover, since the counter electrode 31 is formed of a material having an affinity lower than the affinity of the binding electrode 3 for the peptide 11, it is not easily affected by the binding force of the peptide 11. Therefore, also in this respect, the separation can be easily performed.
And as a result of performing this isolation | separation process, the probe 1 shown in FIG. 1 can be manufactured.

上記した本実施形態の製造方法によれば、高周波泳動を利用してカーボンナノチューブ１０の向きを所望の向きに整えながら、結合電極３を介してプローブ基部２に結合させることができるので、従来の１本ずつ移植を行っていた方法とは異なり、作業者にかかる負担を軽減できると共に容易且つ効率良く製造することができる。従って、生産性の向上化及び低コスト化に繋げることができる。
また、高周波泳動させるだけで、ペプチド１１を利用してナノチューブ束４を補強する作業を同時に行えるので、工程を簡略化でき量産性に優れている。更に、常温程度の温度環境で製造を行えるので、この点においても量産性に優れている。 According to the manufacturing method of the present embodiment described above, since the carbon nanotubes 10 can be coupled to the probe base 2 via the coupling electrode 3 while adjusting the orientation of the carbon nanotubes 10 to a desired direction using high-frequency electrophoresis, Unlike the method in which transplantation is performed one by one, the burden on the operator can be reduced and the production can be performed easily and efficiently. Accordingly, productivity can be improved and costs can be reduced.
Moreover, since the operation | work which reinforces the nanotube bundle 4 using the peptide 11 can be simultaneously performed only by carrying out high frequency electrophoresis, a process can be simplified and it is excellent in mass-productivity. Furthermore, since it can be manufactured in a temperature environment of about room temperature, it is excellent in mass productivity in this respect.

なお、上記第１実施形態における製造方法において、図１１に示すように、基板３０を掘り下げ加工してプローブ基部２及び対向電極用基部３２を形成する際、両基部２、３２の間を横断するようにトレンチ（溝部）３５を基板３０に形成しても良い。
このようにすることで、分離工程の際にトレンチ３５に沿って基板３０を２つ（対向電極用基部３２が形成された側と、プローブ基部２が形成された側と、の２つ）に分断し易くなる。そのため、プローブ基部２の切り出し作業をさらに容易に行い易くなり、より好ましい。 In the manufacturing method according to the first embodiment, as shown in FIG. 11, when the substrate 30 is dug down to form the probe base 2 and the counter electrode base 32, the base 2 crosses between the bases 2 and 32. In this way, the trench (groove part) 35 may be formed in the substrate 30.
By doing so, the substrate 30 is divided into two substrates along the trench 35 in the separation step (two on the side where the counter electrode base 32 is formed and on the side where the probe base 2 is formed). It becomes easy to divide. Therefore, it becomes easier to cut out the probe base 2 more easily, which is more preferable.

また、上記第１実施形態における製造方法において、図１２に示すように、一度に複数のプローブ基部２及び対向電極用基部３２を基板３０に形成しても構わない。こうすることで、一度の高周波電圧の印加により、複数のプローブ１を効率良く製造することが可能となる。   In the manufacturing method according to the first embodiment, as shown in FIG. 12, a plurality of probe bases 2 and counter electrode bases 32 may be formed on the substrate 30 at a time. By doing so, a plurality of probes 1 can be efficiently manufactured by applying a high frequency voltage once.

また、上記第１実施形態において、図１３に示すようにプローブ基部２を複数備え、これら複数のプローブ基部２の他端部２ｃを共通のホルダ部４１で一体的に片持ち支持したプローブ４０としても構わない。
この場合には、プローブ４０をマルチプローブデバイスとして利用でき、各プローブ基部２のナノチューブ束４をそれぞれ利用して、観察試料の表面形状観察等の計測を一度に多数箇所で行える。従って、デバイスとしての付加価値を高めることができる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 13, the probe 40 includes a plurality of probe bases 2, and the other end 2 c of the plurality of probe bases 2 is cantilevered integrally with a common holder part 41. It doesn't matter.
In this case, the probe 40 can be used as a multi-probe device, and the nanotube bundle 4 of each probe base 2 can be used to perform measurement such as surface shape observation of an observation sample at a number of locations at once. Therefore, the added value as a device can be increased.

特に、プローブ基部２の数が増えたとしても、高周波泳動により各プローブ基部２に対して、結合電極３を介してナノチューブ束４を容易且つ同時に結合させることができるので、やはり効率良く製造でき、量産性に優れている。
なお、ホルダ部４１には、各プローブ基部２の結合電極３に導通する共通配線部４１ａが形成されている。これにより、製造時、共通配線部４１ａを利用して各プローブ基部２の結合電極３に対して同時に高周波電圧を印加することができ、ナノチューブ束４を各プローブ基部２の一端部２ｂに結合電極３を介して容易に結合させることができる。 In particular, even if the number of probe bases 2 is increased, the nanotube bundle 4 can be easily and simultaneously coupled to each probe base 2 through the coupling electrode 3 by high-frequency electrophoresis, so that it can also be efficiently manufactured. Excellent mass productivity.
The holder portion 41 is formed with a common wiring portion 41 a that is electrically connected to the coupling electrode 3 of each probe base portion 2. Thereby, at the time of manufacture, a high frequency voltage can be simultaneously applied to the coupling electrode 3 of each probe base 2 using the common wiring portion 41 a, and the nanotube bundle 4 is connected to the one end 2 b of each probe base 2. 3 can be easily combined.

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

（プローブの構成）
図１４に示すように、本実施形態のプローブ５０は、ナノチューブ束４がプローブ基部２の延在方向Ｌ１に沿って形成されているのではなく、プローブ基部２の主面２ａに対して一定の角度θ１で傾斜しながら、プローブ基部２の一端部２ｂに結合されている。 (Probe configuration)
As shown in FIG. 14, in the probe 50 of the present embodiment, the nanotube bundle 4 is not formed along the extending direction L <b> 1 of the probe base 2, but is constant with respect to the main surface 2 a of the probe base 2. The probe base 2 is coupled to one end 2b of the probe base 2 while being inclined at an angle θ1.

（プローブの製造方法）
本実施形態のプローブ５０を製造する方法について説明する。
この場合には、電極配置工程の際に、図１５及び図１６に示すように、上段面３０Ａと下段面３０Ｂとで２段の段差３０ａが付くように基板３０を加工し、下段面３０Ｂ側にプローブ基部２を形成し、上段面３０Ａ側に対向電極用基部３２を形成する。なお、図示の例では、プローブ基部２の厚みと同程度の高さで段差３０ａが形成されている。 (Probe manufacturing method)
A method for manufacturing the probe 50 of this embodiment will be described.
In this case, as shown in FIGS. 15 and 16, the substrate 30 is processed so that the upper step surface 30A and the lower step surface 30B have two steps 30a as shown in FIGS. The probe base 2 is formed on the upper surface 30A, and the counter electrode base 32 is formed on the upper surface 30A side. In the illustrated example, the step 30 a is formed with a height approximately equal to the thickness of the probe base 2.

このように、基板３０に段差３０ａがついているので、プローブ基部２上に形成された結合電極３と、対向電極用基部３２上に形成された対向電極３１とを、プローブ基部２の延在方向Ｌ１に離間させ、且つプローブ基部２の主面２ａに対して直交する法線方向Ｌ２（基板３０の厚み方向）に間隔を開けて配置させることができる。
なお、本実施形態の場合では、基板３０を加工してプローブ基部２及び対向電極用基部３２を形成した後に、結合電極３及び対向電極３１を形成することが好ましい。 As described above, since the step 30a is provided on the substrate 30, the coupling electrode 3 formed on the probe base 2 and the counter electrode 31 formed on the counter electrode base 32 are connected in the extending direction of the probe base 2. They can be spaced apart from each other in the normal direction L2 (the thickness direction of the substrate 30) perpendicular to the main surface 2a of the probe base 2 and spaced apart from L1.
In the present embodiment, it is preferable to form the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 after processing the substrate 30 to form the probe base 2 and the counter electrode base 32.

こうすることで、図１７及び図１８に示すように、結合電極３と対向電極３１との間に上記角度θ１で斜めにナノチューブ束４を架け渡すことができ、その結果、ナノチューブ束４が傾斜した図１４に示すプローブ５０を製造することができる。   By doing so, as shown in FIGS. 17 and 18, the nanotube bundle 4 can be bridged obliquely at the angle θ1 between the coupling electrode 3 and the counter electrode 31. As a result, the nanotube bundle 4 is inclined. The probe 50 shown in FIG. 14 can be manufactured.

特に、本実施形態のプローブ５０によれば、図１９に示すように、従来のプローブ顕微鏡装置のカンチレバー部品と同様に用いることができ、装置設計において、従来の構成を流用し易い。更には、カンチレバーの先端に探針が設けられた構成に近いプローブ５０とすることができるので、例えばＡＦＭ観察に適した走査型プローブ顕微鏡用のプローブとして好適に用いることができる。   In particular, according to the probe 50 of the present embodiment, as shown in FIG. 19, it can be used in the same manner as a cantilever part of a conventional probe microscope apparatus, and the conventional configuration can be easily used in the apparatus design. Furthermore, since it can be set as the probe 50 close | similar to the structure by which the probe was provided in the front-end | tip of a cantilever, it can be used suitably as a probe for scanning probe microscopes suitable for AFM observation, for example.

なお、上記第２実施形態において、図２０に示すように上記角度θ１をより小さい角度θ２にして、ナノチューブ束４をプローブ基部２の主面２ａに対して略垂直に立ち上がるように形成しても構わない。こうすることで、例えばＡＦＭ観察に適した走査型プローブ顕微鏡用のプローブ６０としてより好適に用いることができる。   In the second embodiment, as shown in FIG. 20, the angle θ1 is set to a smaller angle θ2, and the nanotube bundle 4 is formed so as to rise substantially perpendicular to the main surface 2a of the probe base 2. I do not care. By doing so, it can be more suitably used as a probe 60 for a scanning probe microscope suitable for AFM observation, for example.

（プローブの製造方法）
上記プローブ６０を製造する方法について説明する。
この場合には、電極配置工程の際に、図２１及び図２２に示すように、上段面３０Ａと下段面３０Ｂとで２段の段差３０ａが付くように基板３０を加工し、下段面３０Ｂ側にプローブ基部２を形成する。そして、このプローブ基部２上に結合電極３を形成しておく。
一方、上記基板３０とは別の図示しない第２基板を加工して対向電極用基部３２を形成し、この対向電極用基部３２上に対向電極３１を形成しておく。 (Probe manufacturing method)
A method for manufacturing the probe 60 will be described.
In this case, as shown in FIGS. 21 and 22, in the electrode placement process, the substrate 30 is processed so that the upper step surface 30A and the lower step surface 30B have two steps 30a, and the lower step surface 30B side. The probe base 2 is formed on the substrate. A coupling electrode 3 is formed on the probe base 2.
On the other hand, a second substrate (not shown) different from the substrate 30 is processed to form the counter electrode base 32, and the counter electrode 31 is formed on the counter electrode base 32.

そして、第２基板を裏返して対向電極３１を基板３０側に向けた後、対向電極３１が基板３０の上段面３０Ａに載置されるように、基板３０と第２基板とを張り合わせて接合する。この際、結合電極３と対向電極３１とが、プローブ基部２の主面２ａに対して直交する法線方向Ｌ２（基板３０の厚み方向）に間隔を開けて配置され、且つ対向電極３１の先鋭部３１ａが結合電極３の略上方に位置するように、基板３０と第２基板とを接合する。   Then, after turning the second substrate over and facing the counter electrode 31 toward the substrate 30, the substrate 30 and the second substrate are bonded and bonded so that the counter electrode 31 is placed on the upper surface 30 </ b> A of the substrate 30. . At this time, the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 are arranged with a gap in the normal direction L2 (the thickness direction of the substrate 30) orthogonal to the main surface 2a of the probe base 2, and the counter electrode 31 is sharp. The substrate 30 and the second substrate are bonded so that the portion 31a is positioned substantially above the coupling electrode 3.

こうすることで、図２３及び図２４に示すように、結合電極３と対向電極３１との間に、上記角度θ２で略垂直に立ち上がるようにナノチューブ束４を架け渡すことができ、その結果、図２０に示すプローブ６０を製造することができる。   By doing so, as shown in FIGS. 23 and 24, the nanotube bundle 4 can be bridged between the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 so as to rise substantially vertically at the angle θ2, and as a result, The probe 60 shown in FIG. 20 can be manufactured.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、ナノチューブとしてカーボンナノチューブ１０を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えばＢＣＮ（炭窒化ホウ素）系ナノチューブや、ＢＮ（窒化・ホウ素）系ナノチューブ等の一般的なナノチューブでも構わない。この場合、これらのナノチューブに応じて、特異性を有するペプチド１１を採用すれば良い。   For example, in each of the above-described embodiments, the carbon nanotube 10 has been described as an example of the nanotube. However, the present invention is not limited to this case. For example, a BCN (boron carbonitride) nanotube or a BN (boron nitride / boron) A general nanotube such as a nanotube may be used. In this case, the peptide 11 having specificity may be employed according to these nanotubes.

また、上記各実施形態では、選択的結合性物質としてペプチド１１を用いたが、ペプチド１１以外のものを採用しても構わない。また、ペプチド１１を利用した場合、必ずしも２重特異性を有する必要はなく、少なくとも結合電極３に対して親和性を有するものであれば構わない。但し、結合電極３及びカーボンナノチューブ１０の両者に対して親和性を有する２重特異性のものがより好ましい。   Moreover, in each said embodiment, although the peptide 11 was used as a selective binding substance, things other than the peptide 11 may be employ | adopted. Further, when the peptide 11 is used, it is not always necessary to have bispecificity, and any peptide having affinity for at least the binding electrode 3 may be used. However, a bispecific compound having affinity for both the binding electrode 3 and the carbon nanotube 10 is more preferable.

また、上記各実施形態では、対向電極用基部３２上に対向電極３１を形成することで、結合電極３と対向電極３１とを向かい合わせに配置したが、対向電極３１としては膜体に限られるものではなく、例えば先鋭化した針状の電極棒のようなものを採用しても構わない。この場合であっても同様の作用効果を奏効することができる。   Further, in each of the above embodiments, the counter electrode 31 is formed on the counter electrode base 32 so that the coupling electrode 3 and the counter electrode 31 are disposed to face each other. However, the counter electrode 31 is limited to a film body. For example, a sharpened needle-like electrode rod may be adopted. Even in this case, the same effect can be obtained.

Ｗ…ナノチューブ分散液
１、４０、５０、６０…プローブ
２…プローブ基部
２ａ…プローブ基部２の主面（表面）
２ｂ…プローブ基部の一端部
２ｃ…プローブ基部の他端部
３…結合電極
４…ナノチューブ束
４ａ…ナノチューブ束の基端部
４ｂ…ナノチューブ束の先端部
１０…カーボンナノチューブ（ナノチューブ）
１１…ペプチド（選択的結合性物質）
３１…対向電極
３１ａ…対向電極の先鋭部
４１…ホルダ部 W ... Nanotube dispersion liquid 1, 40, 50, 60 ... Probe 2 ... Probe base 2a ... Main surface (surface) of probe base 2
2b: one end of the probe base 2c: the other end of the probe base 3 ... coupling electrode 4 ... nanotube bundle 4a ... base end of nanotube bundle 4b ... tip of nanotube bundle 10 ... carbon nanotube (nanotube)
11. Peptide (selective binding substance)
31 ... Counter electrode 31a ... Sharp point of counter electrode 41 ... Holder part

Claims (8)

一端部が自由端とされ、且つ他端部が片持ち支持されるプローブ基部と、
前記プローブ基部の表面に形成され、該プローブ基部の前記他端部側から前記一端部まで延設された帯状の結合電極と、
複数のナノチューブ同士が集合することで形成され、前記結合電極を介して前記プローブ基部の前記一端部に結合されたナノチューブ束と、を備え、
前記ナノチューブ束は、
基端部から先端部に向かうにしたがって漸次先鋭化するように形成され、その先端部が前記プローブ基部の前記一端部よりも外方に突出するように、その基端部が前記プローブ基部の前記一端部に結合され、
前記ナノチューブ束と前記結合電極とは、
該結合電極に対して親和性を有する選択的結合性物質を介してさらに化学的結合されていることを特徴とするプローブ。 A probe base in which one end is a free end and the other end is cantilevered;
A band-shaped coupling electrode formed on the surface of the probe base and extending from the other end of the probe base to the one end;
A nanotube bundle formed by aggregating a plurality of nanotubes, and coupled to the one end of the probe base via the coupling electrode,
The nanotube bundle is
The base end portion is formed so as to be gradually sharpened from the base end portion toward the front end portion, and the base end portion protrudes outward from the one end portion of the probe base portion. Coupled to one end,
The nanotube bundle and the coupling electrode are:
A probe that is further chemically bound via a selective binding substance having affinity for the binding electrode. 請求項１に記載のプローブにおいて、
前記選択的結合性物質は、前記ナノチューブに対しても親和性を有していることを特徴とするプローブ。 The probe according to claim 1, wherein
The probe, wherein the selective binding substance has an affinity for the nanotube. 請求項１又は２に記載のプローブにおいて、
前記ナノチューブ束は、前記プローブ基部の表面に対して所定の角度で傾斜しながら、前記プローブ基部の前記一端部に結合されていることを特徴とするプローブ。 The probe according to claim 1 or 2,
The probe is characterized in that the nanotube bundle is coupled to the one end of the probe base while being inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the probe base. 請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブにおいて、
前記プローブ基部を複数備え、
複数の前記プローブ基部の前記他端部を一体的に片持ち支持する共通のホルダ部を備えていることを特徴とするプローブ。 The probe according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of the probe bases,
A probe comprising a common holder portion that integrally supports the other end portions of the plurality of probe base portions. 一端部が自由端とされ、且つ他端部が片持ち支持されるプローブ基部と、前記プローブ基部の表面に形成され、該プローブ基部の前記他端部側から前記一端部まで延設された帯状の結合電極と、基端部から先端部に向かうにしたがって漸次先鋭化するように複数のナノチューブ同士が集合することで形成され、前記結合電極を介して前記プローブ基部の前記一端部に結合されたナノチューブ束と、を備えるプローブの製造方法であって、
前記結合電極が形成された前記プローブ基部に対して、先鋭化された先鋭部を有する対向電極を、その先鋭部を前記プローブ基部の前記一端部側に向けた状態で向かい合わせに配置させる電極配置工程と、
前記結合電極に対して親和性を有する選択的結合性物質、及び前記ナノチューブを溶媒に混合させたナノチューブ分散液中において、前記結合電極と前記対向電極との間に高周波電圧を印加してナノチューブを高周波泳動により移動させると共に、該ナノチューブを結合電極と対向電極の前記先鋭部との間に架け渡すように結合させることで前記ナノチューブ束を形成するナノチューブ束形成工程と、
前記プローブ基部から前記対向電極を離間させ、前記対向電極の前記先鋭部と前記ナノチューブ束との結合を解いて、両者を分離させる分離工程と、を備え、
前記対向電極は、
前記選択的結合性物質に対する前記結合電極の親和性よりも低い親和性を有する材質で形成され、
前記ナノチューブ形成工程の際、
前記ナノチューブ束と前記結合電極とを、前記選択的結合性物質を介してさらに化学的結合させることを特徴とするプローブの製造方法。 A probe base portion having one end portion as a free end and the other end portion cantilevered, and a strip shape formed on the surface of the probe base portion and extending from the other end portion side of the probe base portion to the one end portion And a plurality of nanotubes gathered so as to be gradually sharpened from the base end to the tip, and coupled to the one end of the probe base via the coupling electrode A method of manufacturing a probe comprising a nanotube bundle,
An electrode arrangement in which a counter electrode having a sharpened sharpened portion is opposed to the probe base where the coupling electrode is formed in a state where the sharpened portion faces the one end of the probe base. Process,
A selective binding substance having affinity for the binding electrode, and a nanotube dispersion in which the nanotube is mixed in a solvent, a high frequency voltage is applied between the binding electrode and the counter electrode to form the nanotube. A nanotube bundle forming step of forming the nanotube bundle by moving the high-frequency electrophoresis and bonding the nanotubes so as to be bridged between the sharpened part of the coupling electrode and the counter electrode;
Separating the counter electrode from the probe base, separating the sharpened portion of the counter electrode and the nanotube bundle, and separating the two,
The counter electrode is
Formed of a material having an affinity lower than the affinity of the binding electrode for the selective binding substance;
During the nanotube formation step,
A method for producing a probe, characterized in that the nanotube bundle and the binding electrode are further chemically bonded via the selective binding substance. 請求項５に記載のプローブの製造方法において、
前記選択的結合性物質は、前記ナノチューブに対しても親和性を有していることを特徴とするプローブの製造方法。 In the manufacturing method of the probe according to claim 5,
The method for producing a probe, wherein the selective binding substance has affinity also for the nanotube. 請求項５又は６に記載のプローブの製造方法において、
前記電極配置工程の際、
前記結合電極と前記対向電極とを、同一平面上に配置させることを特徴とするプローブの製造方法。 In the manufacturing method of the probe according to claim 5 or 6,
During the electrode placement process,
A method for manufacturing a probe, wherein the coupling electrode and the counter electrode are arranged on the same plane. 請求項５又は６に記載のプローブの製造方法において、
前記電極配置工程の際、
前記結合電極と前記対向電極とを、前記プローブ基部の表面に対して直交する法線方向に間隔を開けて配置させることを特徴とするプローブの製造方法。 In the manufacturing method of the probe according to claim 5 or 6,
During the electrode placement process,
A method for manufacturing a probe, wherein the coupling electrode and the counter electrode are arranged at an interval in a normal direction perpendicular to the surface of the probe base.
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