(57)【要約】【課題】多孔のサイズ及び密度を調節して誘電体材料の屈折率を任意に調節することにより、高い解像度と感度とを有する最適の表面プラズモン共鳴素子を提供する。【解決手段】透明基板２０と、透明基板の上面に形成された多孔性誘電体層２１と、多孔性誘電体層上に形成された金属薄膜２４と、透明基板の底面に付着されたプリズム２５とを備えることを特徴とする。【選択図】図４Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の上面に形成された多孔性誘電体層と、
前記多孔性誘電体層上に形成された金属薄膜と、
前記透明基板の底面に付着されたプリズムと、を備えることを特徴とする表面プラズモン共鳴素子。
【請求項２】
前記多孔性誘電体層は、内部に形成された多孔の密度を調節することにより、屈折率が調節されたことを特徴とする請求項１に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項３】
前記多孔性誘電体層は、誘電体材料に多孔形成物質を分散させた後、熱処理を介して前記多孔形成物質を気化させることによって形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項４】
前記誘電体材料は、シラン及びシロキサンポリマーのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項５】
前記多孔形成物質は、シクロデキストリンを含むことを特徴とする請求項３に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項６】
前記多孔性誘電体層内のそれぞれの多孔のサイズは１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項７】
前記金属薄膜は、Ａｕを含むことを特徴とする請求項１に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項８】
前記金属薄膜の厚さは、２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項９】
前記透明基板と前記プリズムは、同じ屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の表面プラズモン共鳴素子。
【請求項１０】
誘電体材料に多孔形成物質を所定割合で混合して分散させる工程と、
前記多孔形成物質が分散された誘電体材料を透明基板の上面に所定厚さに塗布する工程と、
熱処理を介して前記誘電体材料を結晶化させると同時に、誘電体材料内に分散された多孔形成物質を気化させて多孔性誘電体層を形成する工程と、
前記多孔性誘電体層上に金属薄膜を蒸着する工程と、
前記透明基板の底面にプリズムを接合する工程と、を含むことを特徴とする表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１１】
前記誘電体材料と多孔形成物質との混合比率は、測定しようとする試料によって最適に決定された表面プラズモン共鳴素子のパラメータによって決定されることを特徴とする請求項１０に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１２】
前記プラズモン共鳴素子のパラメータは、多孔性誘電体層の屈折率、多孔性誘電体層の厚さ、透明基板の屈折率、プリズムの屈折率、金属薄膜の厚さ及び光源の波長を含むことを特徴とする請求項１１に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１３】
前記誘電体材料と多孔形成物質との混合比率は、前記多孔性誘電体層の屈折率によって決定されることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１４】
多孔性誘電体層内のそれぞれの多孔のサイズは、１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１５】
前記誘電体材料は、シラン及びシロキサンポリマーのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１６】
前記多孔形成物質は、シクロデキストリンを含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１７】
熱処理を介して多孔性誘電体層を形成する工程は、４５０℃で行われることを特徴とする請求項１０から請求項１６のうちいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１８】
前記金属薄膜は、Ａｕを含むことを特徴とする請求項１０に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項１９】
前記金属薄膜の厚さは、２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０から請求項１８のうちいずれか１項に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【請求項２０】
前記透明基板とプリズムは、同じ屈折率を有することを特徴とする請求項１０に記載の表面プラズモン共鳴素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノサイズの多孔性材料を利用した表面プラズモン共鳴素子及びその製造方法に係り、さらに詳細には、多孔のサイズ及び密度を調節して誘電体材料の屈折率を任意に調節することによって高い解像度と感度とを有する最適の表面プラズモン共鳴素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで生体試料を検出及び分析する方法としては、蛍光分析法が主に使われたが、蛍光分析法は、試料を染色する過程が複雑であり、かつ蛍光染料の価格が非常に高いという問題があった。これにより、蛍光染料なしに生体分子を検出する方法が提案されていたが、そのうちの一つが表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を利用する方法である。表面プラズモンとは、金属薄膜と誘電体との境界面に沿って進む表面電磁波であり、ＳＰＲ現象は、金属薄膜の表面で起こる電子の集団的な振動（ｃｈａｒｇｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）により発生することが知られている。
【０００３】
図１は、かかるＳＰＲを起こすための構造を図示している。図１を参照すれば、ガラスのような透明基板１１の底面と上面とに、それぞれプリズム１０と金属薄膜１２とが付着されており、前記金属薄膜１２上には、測定される液体試料（ａｎａｌｙｔｅ）１３が載せられている。ここで、透明基板１１とプリズム１０は、同じ屈折率を有する材料からなる。かかる構造で、図１に図示されているように、所定の角度以上に光を入射させれば、透明基板１１と金属薄膜１２との境界面で全反射が起こる。このように全反射が起こる場合、反射面から金属薄膜１２側に非常に短い有効距離を有する消散波が発生する。金属薄膜１２の厚さは、前記消散波の有効距離より小さく形成されるために、消散波は、金属薄膜１２上の液体試料１３に達しうる。このとき、入射光の波長を連続的に変化させれば、特定波長で光が吸収されつつ、金属薄膜１２の表面で電子の集団的振動が発生する。これを、表面プラズモンが励起されたという。かかる現象は、波長を変化させる代わりに、光の入射角を連続的に変更させる場合にも、特定入射角で発生しうる。表面プラズモンが励起される波長または入射角は、前記液体試料１３の屈折率により決定される。
【０００４】
図３は、波長の変化による反射度の変化を図示するグラフである。図３で、Ａで表示した反射度曲線は、液体試料１３が純水である場合であり、約７００ｎｍの波長でＳＰＲが発生しつつ、反射度が急落するということが分かる。もし、水に任意の生体物質が少量溶解されて屈折率に変化が生じれば、Ａ’で表示した反射度曲線のように共鳴波長が変わる。かかる原理を利用すれば、液体試料から特定生体分子の存否などを検出することが可能になる。
【０００５】
しかし、図３に図示されているように、該方法の場合、反射度曲線の変化が非常に小さいだけではなく、曲線の幅が広いために、解像度及び感度が十分に高くない。また、消散波の有効距離が非常に短いために、比較的大きい対象物に対して測定しにくいという問題がある。
【０００６】
図２は、かかる問題を改善するための構造であり、図１の構造で、透明基板１１と金属薄膜１２との間に誘電体からなるバッファ層１４を挿入した構造である。このように、透明基板１１と金属薄膜１２との間に誘電体バッファ層１４を挿入した場合、消散波の有効距離が長くなり、比較的大きい対象物に対する測定が可能になるということが公知されている。従って、これを長範囲ＳＰＲ（ＬＲＳＰＲ：Ｌｏｎｇ−Ｒａｎｇｅ ＳＰＲ）という。また、図３に図示されている反射度曲線Ｂ，Ｂ’を介して分かるように、幅が非常に狭い鋭い反射度曲線が形成されるために、さらに高い解像度と感度とを得ることができる。図３で、反射度曲線Ｂは、液体試料１３が純水である場合であり、反射度曲線Ｂ’は、水に他の物質が少量溶解されて屈折率に変化が生じた場合である。前述の反射度曲線Ａ，Ａ’と比較するとき、非常に鋭い反射度曲線が形成されるということが分かる。
【０００７】
しかし、バッファ層１４として使用できる誘電体材料は、非常に限定されている。バッファ層１４は、ガラスのような透明基板１１上にコーティングされる透明材料であり、ＳＰＲ現象が発生しうるように、液体試料と類似の範囲の屈折率を有さねばならない。現在まで、該条件を満足させられる物質としては、テフロン（ポリ四フッ化エチレン）及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）のみである。ところで、それらは、いずれも屈折率が特定の値に固定されているために、液体試料によって最適の反射度曲線を有するように設計することが不可能である。すなわち、解像度と感度とを高めるためには、反射度曲線が鋭利であればあるほど好ましいが、それためには、液体試料の屈折率によって適切な屈折率のバッファ層１４を使用せねばならないが、これまでは、選択できるバッファ層１４の材料が非常に制限されている。従って、反射度曲線が鋭利であっても、外部の環境の撹乱などによるノイズが大きくなり、実質的な解像度の改善がなされることはなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述の従来の問題点を改善するためのものである。従って、本発明の目的は、任意に調節された屈折率を有するバッファ層を備えたＳＰＲ素子を提供することである。すなわち、本発明の目的は、ナノサイズの多孔性材料を利用してバッファ層の屈折率を任意に調節することにより、最適の検出条件を満足させられるＳＰＲ素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一類型によるＳＰＲ素子は、透明基板と、前記透明基板の上面に形成された多孔性誘電体層と、前記多孔性誘電体層上に形成された金属薄膜と、前記透明基板の底面に付着されたプリズムとを備えることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記多孔性誘電体層は、内部に形成された多孔の密度を調節することにより、屈折率が調節されたことを特徴とする。かかる多孔性誘電体層は、誘電体材料に多孔形成物質（ｐｏｒｏｇｅｎ）を分散させた後、熱処理を介して前記多孔形成物質を気化させることによって形成されうる。前記誘電体材料としては、例えば、シランまたはシロキサンポリマーを含み、前記多孔形成物質としては、シクロデキストリンを含む。このように形成された前記多孔性誘電体層内の多孔のサイズは、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
一方、前記金属薄膜は、Ａｕを含むことを特徴とする。このとき、前記金属薄膜の厚さは、２０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１２】
そして、前記透明基板と前記プリズムは、同じ屈折率を有することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の一類型によるＳＰＲ素子の製造方法は、誘電体材料に多孔形成物質を所定割合で混合して分散させる工程と、前記多孔形成物質が分散された誘電体材料を透明基板の上面に所定厚さに塗布する工程と、熱処理を介して前記誘電体材料を結晶化させると同時に、誘電体材料内に分散された多孔形成物質を気化させて多孔性誘電体層を形成する工程と、前記多孔性誘電体層上に金属薄膜を蒸着する工程と、前記透明基板の底面にプリズムを接合する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
このとき、前記誘電体材料と多孔形成物質との混合比率は、測定しようとする試料によって最適に決定されたＳＰＲ素子のパラメータによって決定される。かかるＳＰＲ素子のパラメータは、多孔性誘電体層の屈折率、多孔性誘電体層の厚さ、透明基板の屈折率、プリズムの屈折率、金属薄膜の厚さ及び光源の波長を含むことができる。前記誘電体材料と多孔形成物質との混合比率は、特に、前記多孔性誘電体層の屈折率によって決定されることを特徴とする。
【００１５】
一方、前記多孔性誘電体層を形成するための熱処理工程は、約４５０℃で行われることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
従来の技術とは異なり、本発明では、バッファ層の屈折率を任意に調節することが可能である。従って、本発明によれば、最適化されたＬＲＳＰＲ素子を製造できる。その結果、高い解像度と感度とを同時に得ることが可能であり、液体試料での微細な屈折率の変化も感知し出すことができる。従って、液体試料内の非常に少量の物質も検出することが可能である。
【００１７】
また、従来のＬＲＳＰＲ素子は、バッファ層として使用できる物質が限定されていたために、主に水を溶媒とする液体試料だけを検出対象とするのみであった。しかし、本発明によれば、試料によって最適化されたＬＲＳＰＲ素子を製造することが可能であるために、試料の溶媒が水だけに限定されず、他種の物質を溶媒とする試料についても十分に検出可能であるＳＰＲ素子を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の望ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１９】
前述の通り、特定液体試料に対して最適の屈折率を有しつつ、ＳＰＲが可能な誘電体はまだ発見されていない。従って、ＳＰＲの可能な誘電体物質を適切に処理し、所望の屈折率を有させる必要がある。このように誘電体物質の屈折率を変化させる方法として、誘電体物質に多孔性を有させるという方法が知られている。多孔性誘電体物質を製造する方法としては、一般的に誘電体物質内に有機物粒子からなる多孔形成物質を分散させた後、熱処理を介して誘電体物質内の前記多孔形成物質を気化させる方法がある。誘電体物質内の多数の多孔形成物質が気化されつつ、前記多孔形成物質があった空間が空洞化され、その結果、誘電体物質内に小さなサイズの多孔が形成されるのである。このとき、誘電体物質と多孔形成物質との比率により、最終的に製造された多孔性誘電体物質の屈折率が変化する。
【００２０】
図４Ａないし図４Ｄは、かかる原理を利用する本発明によるＬＲＳＰＲ素子の製造過程を図示している。
【００２１】
まず、図４Ａを参照すれば、例えば、ガラスのような透明基板２０上に多孔形成物質２２が分散された誘電体層２１が形成されている。例えば、水の中に溶解された試料を検出しようとする場合、最適の検出条件を満足させるバッファ層の屈折率は、約１ないし１．４の範囲内で見つけ出せるために、約３以下の非常に低い誘電率を有する誘電体材料を使用することが適切である。かかる誘電体層２１の材料として、例えば、シランまたはシロキサンポリマーを使用できる。さらに具体的に、ゲル状のシランまたはシロキサンポリマーに多孔形成物質２２を分散させ、透明基板２０上に塗布することにより、図４Ａのような構造を形成できる。
【００２２】
その後、約４５０℃程度の温度で、シランまたはシロキサンポリマーのような材料から構成された前記誘電体層２１を熱処理すれば、誘電体層２１が結晶化され始める。その過程で、誘電体層２１内の多孔形成物質２２が気化されて誘電体層２１から抜け出し、誘電体層２１内部には、多数の空洞２３が形成される。従って、図４Ｂに図示されているように、透明基板２０上に多孔性誘電体層２１が形成される。このように形成された多孔性誘電体層２１は、ＬＲＳＰＲのためのバッファ層として役割を果たす。
【００２３】
次に、図４Ｃ及び図４Ｄに図示されているように、多孔性誘電体層２１上に薄い金属薄膜２４を蒸着し、透明基板２０の底面にプリズム２５を付着する。金属薄膜２４としては、例えば、Ａｕを使用できる。前記金属薄膜２４の厚さは、基板２０と多孔性誘電体層２１との界面で発生する消散波の有効距離より小さい厚さを有さねばならない。望ましい金属薄膜２４の厚さは、約２０ｎｍ以下である。前述の通り、プリズム２５は、透明基板２０の屈折率と同じ屈折率を有することが望ましい。従って、プリズム２５は、透明基板２０と同じ材料から構成されることが望ましい。また、プリズム２５と透明基板２０とを付着させるための屈折率整合物質もやはりそれらと同じ屈折率を有するものを使用する。
【００２４】
このとき、金属薄膜２４の厚さが２０ｎｍほどに非常に薄く形成されるために、金属薄膜２４が蒸着される多孔性誘電体層２１の表面は、非常に平坦でなければならない。ところで、多孔性誘電体層２１の表面には、多孔によって無数の溝が形成されている。多孔性誘電体層２１の表面に形成された溝のサイズが大きい場合、多孔性誘電体層２１上に金属薄膜２４が均一に蒸着され難く、これにより光が入射する位置によってＳＰＲ条件が変わったり、またはＳＰＲ現象が起きなかったりすることもある。かかる問題を防止するためには、誘電体層２１に形成される多孔の径が金属薄膜２４の厚さに比べてはるかに小さくなければならない。すなわち、多孔の径が数ｎｍ以下になるように、多孔性誘電体層２１を形成せねばならない。このために、前記多孔形成物質２２は、非常に小径であらねばならず、誘電体内に均等に分散されうる有機物であらねばならない。かかる条件に適する多孔形成物質として、例えば、シクロデキストリンを一般的に使用できる。この場合、多孔性誘電体層２１内に形成される多孔のサイズを２ｎｍ以内に形成することが可能である。
【００２５】
一方、前述の通り、このように形成された多孔性誘電体層２１の屈折率は、多孔形成物質の混合比率によって変わる。すなわち、多孔性誘電体層２１内の多孔の密度によって屈折率が変わる。従って、検出しようとする液体試料に適する多孔性誘電体層２１の最適の屈折率をあらかじめ決定しておいてから、所望する屈折率を有するように多孔性誘電体層２１を形成する過程で多孔形成物質の比率を調節する。表１は、誘電体材料として、環状シルセスキオキサン（ＣＳＳＱ：Ｃｙｃｌｉｃ ＳｉｌＳｅｓＱｕｉｏｘａｎｅ）を使用し、多孔形成物質としてシクロデキストリン（ＣＤ）を使用した場合、誘電体材料と多孔形成物質との比率による屈折率の変化を図示する。表１を介して分かるように、多孔形成物質の比率が上昇するほど（多孔の密度が高まるほど）、屈折率が順次低下している。表１を参照すれば、純粋ＣＳＳＱの屈折率は、１．４３３であるが、ＣＤを５０重量％使用して形成された多孔性ＣＳＳＱの屈折率は、約１．３１５まで低下する。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
試料による多孔性誘電体層２１の最適の屈折率は、シミュレーションを介してあらかじめ求めることが可能である。図５は、多孔性誘電体層２１の屈折率を固定させた状態で、多孔性誘電体層２１及び金属薄膜層２４の厚さを変化させる場合の反射度・感度を表すシミュレーショングラフである。
【００２８】
反射度・感度は、液体試料の屈折率変化によって反射度曲線がシフトされるとき、半値幅（ｈａｌｆ−ｗｉｄｔｈ）での光の強度の変化を表す。図６で、プリズム２５を介して透明基板２０と多孔性誘電体層２１との界面に入射する光の入射角を６３゜から６５゜まで変化させるとき、液体試料の初期反射度曲線は、左側に例示されている。液体試料に特定の生体分子が含まれれば、試料の屈折率が変わりつつ、反射度曲線も右側に移動する。これにより、初期反射度曲線の半値幅に対応する入射角での反射光の強度は、Ｃだけ増大する。このとき、増大幅が大きいほど解像度も感度もやはり上昇する。従って、反射度・感度は、屈折率変化量当たり半値幅での反射度の変化量と定義でき、単位は、「／ＲＩＵ（Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ Ｕｎｉｔ）」を使用する。
【００２９】
図５は、液体試料溶液として水（ｎ＝１．３３３）を利用し、金属薄膜２４としてＡｕを使用し、多孔性誘電体層２１の屈折率をｎ＝１．３３３、入射光の波長を６３２．８ｎｍ、プリズムの内角を６０゜、６３２．８ｎｍの波長でプリズムの屈折率をｎ＝１．５１５０９としたときのシミュレーション結果である。図５に図示されているように、金属薄膜２４の厚さが薄いほど、そして多孔性誘電体層２１の厚さが厚いほど、反射度・感度が上昇するということが分かる。
【００３０】
図７Ａ及び図７Ｂは、同じ条件で金属薄膜２４の厚さを２０ｎｍに固定させ、多孔性誘電体層２１の厚さと屈折率の変化による反射度・感度の変化をシミュレーションした結果である。まず、図７Ａを参照すれば、グラフの中心側に行くほどに、反射度・感度が上昇するということが分かる。すなわち、多孔性誘電体層２１の厚さが８００ｎｍから１，４００ｎｍに変わる間に、反射度・感度がだんだんと上昇していって低下し、屈折率が１．３１から１．３６に変わる間に、同様に反射度・感度がだんだんと上昇していって低下する。図７Ｂは、１，０５０ｎｍから１，３５０ｎｍまでの多孔性誘電体層２１の厚さ区間と、１．３３３から１．３５５までの多孔性誘電体層２１の屈折率区間とを拡大したグラフである。図７Ｂを介して分かるように、多孔性誘電体層２１の厚さが１，３００ｎｍであり、屈折率が１．３５であるとき、反射度・感度が最大になるということが分かる。
【００３１】
図８Ａ及び図８Ｂは、同じ条件でＡｕからなる金属薄膜２４の厚さを１２ｎｍに固定させ、多孔性誘電体層２１の厚さと屈折率の変化による反射度・感度の変化をシミュレーションした結果である。図８Ａの場合にも、図７Ａと同様に、グラフの中心側に行くほどに反射度・感度が上昇している。図８Ｂは、１，５００ｎｍから２，０００ｎｍまでの多孔性誘電体層２１の厚さ区間と、１．３２９から１．３３９までの多孔性誘電体層２１の屈折率区間とを拡大したグラフである。図８Ｂを介して分かるように、多孔性誘電体層２１の厚さが１，７００ｎｍ近辺であり、屈折率が１．３３３近辺であるとき、反射度・感度が最大になるということが分かる。そして、このときの反射度・感度の最大値は、約６００／ＲＩＵであり、金属薄膜２４の厚さが２０ｎｍであるときの最大値である１７８／ＲＩＵよりはるかに大きいということが分かる。
【００３２】
前記のようなシミュレーション結果を介し、測定しようとする試料によって多孔性誘電体層２１の最適の屈折率や最適の厚さのようなさまざまなパラメータをあらかじめ計算できる。かかる計算の結果、試料によって最適化されたＬＲＳＰＲ素子を製造することが可能である。
【００３３】
図９は、本発明によるＬＲＳＰＲ素子の製造過程を表すフローチャートである。図９を参照すれば、まずシミュレーションを介し、試料によって最適化されたＬＲＳＰＲ素子のさまざまなパラメータを決定する。例えば、金属薄膜２４の厚さ、多孔性誘電体層２１の厚さ、多孔性誘電体層２１の屈折率、金属薄膜２４の材料、透明基板２０及びプリズム２５の材料、光源の波長などを最適化して決定できる。その後、図４Ａないし図４Ｄを参照してすでに説明した通り、以下、所望する屈折率を有することができるように誘電体材料に多孔形成物質２２を所定の割合で混合して分散させ、これを透明基板２０上に塗布する。このとき、誘電体材料は、既定の厚さに塗布される。その後、誘電体材料を結晶化させて誘電体材料内の多孔形成物質２２を除去するために熱処理を行うことにより、多孔性誘電体層２１を形成する。最後に、あらかじめ計算された所定の厚さに金属薄膜２４を前記多孔性誘電体層２１上に蒸着し、プリズムを透明基板２０に付着し、本発明による最適化されたＳＰＲ素子を製造する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ナノサイズの多孔性材料を利用したＳＰＲ素子の製造に係り、例えば、成体試料の検出及び分析に関連した技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＳＰＲ現象を起こすためのプリズム構造を図示する図面である。
【図２】誘電体を利用したＬＲＳＰＲ現象を起こすためのプリズム構造を図示する図面である。
【図３】ＳＰＲによる光吸収を表すグラフである。
【図４Ａ】本発明によるＳＰＲ素子の製造過程を図示する図面である。
【図４Ｂ】本発明によるＳＰＲ素子の製造過程を図示する図面である。
【図４Ｃ】本発明によるＳＰＲ素子の製造過程を図示する図面である。
【図４Ｄ】本発明によるＳＰＲ素子の製造過程を図示する図面である。
【図５】多孔性誘電体層及び金属薄膜層の厚さと反射度・感度との関係を表すグラフである。
【図６】反射度・感度の定義を説明するためのグラフである。
【図７Ａ】金属薄膜層の厚さが固定された状態で、多孔性誘電体層の厚さ及び屈折率と反射度・感度との関係を表すグラフである。
【図７Ｂ】金属薄膜層の厚さが固定された状態で、多孔性誘電体層の厚さ及び屈折率と反射度・感度との関係を表すグラフである。
【図８Ａ】金属薄膜層の厚さが固定された状態で、多孔性誘電体層の厚さ及び屈折率と反射度・感度との関係を表すグラフである。
【図８Ｂ】金属薄膜層の厚さが固定された状態で、多孔性誘電体層の厚さ及び屈折率と反射度・感度との関係を表すグラフである。
【図９】本発明によるＳＰＲ素子の製造過程を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１１，２０    透明基板、
１３    液体試料、
１４    バッファ層、
２１    誘電体層、
２２    多孔形成物質、
２３    空洞、
１２，２４    金属薄膜、
１０、２５    プリズム。
【図１】
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【図２】
2006208375.tif 000005
【図３】
2006208375.tif 000006
【図４Ａ】
2006208375.tif 000007
【図４Ｂ】
2006208375.tif 000008
【図４Ｃ】
2006208375.tif 000009
【図４Ｄ】
2006208375.tif 000010
【図５】
2006208375.tif 000011
【図６】
2006208375.tif 000012
【図７Ａ】
2006208375.tif 000013
【図７Ｂ】
2006208375.tif 000014
【図８Ａ】
2006208375.tif 000015
【図８Ｂ】
2006208375.tif 000016
【図９】
2006208375.tif 000017