(57)【要約】本発明は積層を含むプラズモン共鳴光学的検出装置に関し、この積層は、プラズモンを発生させる貴金属をベースとした金属層（１０４）と、誘電体材料層（１１０）と、前記金属層と前記誘電体層との間に配置された少なくとも１つの第１半導体接合層（１１４）と、を備え、前記第１半導体接合層は前記金属層の１つの面を覆う、プラズモン共鳴光学的検出装置。
2010508527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層を含むプラズモン共鳴光学的検出装置であって、前記積層は、
前記プラズモンを発生させる金属層（１０４、２０４）と、
１個から数個の検出すべき要素を受ける第１誘電体材料層（１１０、２１０）と、
前記金属層と前記誘電体層との間に配置された第１半導体接合層（１１４、２１４）と、
を備え、
前記半導体接合層は前記金属層の１つの面を覆う、
プラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項２】
前記積層は前記金属層の反対の面に第２半導体接合層（１１２、２１２）をさらに備える、
請求項１記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項３】
前記第１半導体接合層（１１４、２１４）は、厚さが２ナノメートル未満である、
請求項１または請求項２記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項４】
前記第１半導体接合層と前記第２半導体接合層のいずれかまたはその両方がシリコンまたはゲルマニュウムをベースとする、
請求項２または請求項３記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項５】
前記積層と接合した少なくとも１つのプリズム（１０２）をさらに備える、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項６】
前記積層は前記金属層の他の面に接する少なくとも１つの前記第２半導体接合層（１１２、２１２）を備え、
前記プラズモン共鳴光学的検出装置は、前記第２半導体接合層（１１２、２１２）と接合し、前記第２半導体接合層と前記プリズムとの間に配置されたスライダ（１２０）をさらに備える、
請求項５記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項７】
前記積層に接合する少なくとも１つの導波管（２０２）をさらに備える、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【請求項８】
少なくとも１つの前記第２半導体接合層は、前記金属層の他の面を覆い、
前記プラズモン共鳴光学的検出装置は、前記導波管（２０２）と前記第２半導体接合層（２１２）とに接触する少なくとも１つの第２誘電体材料層（２１５）を備える、
請求項７記載のプラズモン共鳴光学的検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズモン共鳴に基づく光学的検出の領域に関し、プラズモン共鳴による改良された光学的検出装置およびそのような装置を使用した測定プロセスを含む。この発明は、特に生化学試料、周囲の外気、ガス濃度、湿度、薄膜の性質、例えば１〜数ナノメータのオーダの厚さの薄膜の性質を含む項目についての光学的測定に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１および特許文献１は、プラズモン共鳴光学的検出装置の異なる変形例を提案している。プラズモン共鳴検出装置の一例が図１に示されており、特に例えば貴金属などの適合された金属に基づく薄膜金属層４に接合されたプリズム２を具備する。薄膜金属層４は、表面プラズマを発生させ、金属＜プラズモン＞層と呼ばれる。入射光放射６は、単色であって、可視光または近赤外線の領域内における波長を有し、プリズム２の一つの面に放射される。この放射光はプリズム２により偏向され、金属プラズモン層４に突き当たる。反射された放射光８は、プリズム２からの出力部にて測定される。このような装置の光学的応答は図２において示されている。図２において、第１の曲線関係Ｃ１（実線で表示）にある共鳴ピークは、ある入射角に対して入射信号が金属プラズモン層４により強力に吸収されるという事実を表している。吸収は入射光放射の偏光（Ｓ偏光かＰ偏光か）およびプラズモン層における金属の性質に依存して変化する。このことは検出信号の共鳴ピークの良好さに影響を与える。追加要素が、例えばほぼ１〜２、３ナノメートル程度の厚さの追加薄膜が、金属層４に接して配置されるとき、検出器の光学的応答曲線はオフセットされる。追加薄膜を備える検出器の光学的応答の例は図２の第２曲線Ｃ２により示される。このようなデバイスの他の応用例は、金属層４に接して移植された（grafted）生体物質を検出することである。このオフセットは、プリズム、金属層４、および追加薄膜に使用される材料の種類および光学的性質に依存する。液体媒質においては、移植された物質はプラズモン共鳴を変更するのに十分大きな指標の変動を生じさせる。その検出の原理は角度のオフセットの測定または所与の角度にて反射した信号の強度の変動を測定することにある。角度のオフセットが測定された場合、検出装置の感度は２つの曲線Ｃ１、Ｃ２の間のオフセットが増加するほど大きくなる。信号強度が測定された場合、曲線Ｃ２の最大可能範囲が得られるように試みられる。
【０００３】
光伝送の測定もすることができる。このケースでは、前述の検出装置の変形例によれば、プリズムを金属プラズモン層が接着された導波管に置き換えてもよい。
【０００４】
プラズモン共鳴検出装置の感度を向上させる１つの解決策は、特許文献１に開示されており、プラズモンを発生させる金属層と接触する１〜数個の誘電体層を配置することからなる。このような多層構造は、特に金属層を形成するのに使用される金属が金や銀等の貴金属の場合に製造することが難しい。図３はガラスまたはポリマに基づくプリズム２に接合した金または銀をベースにした金属層４と、プラズモンを発生させる金属層４に接合する誘電体材料層１０とを具備する多層構造を有する光学的プラズモン共鳴検出装置の例を表示している。層１０における誘電体材料は、例えば酸化物またはフッ化物またはセレン化物または硫化物または窒化物であってもよい。実際、かような構造は十分に安定ではない。なぜなら、金はシリコン酸化物またはポリマと化学的に結合しないからである。銀酸化物は熱力学的には十分安定でないので、銀層をシリコン酸化物またはポリマに基づく要素に接合させることも困難である。
【０００５】
安定な検出機構を得るための解決策は図４に示してあり、金または銀ベースのプラズモン金属層と誘電体層１０との間の＜接合＞層と呼ばれる第１金属層１４を用いて構成されている。他の”接合”金属層１２をプリズム２と金属プラズモン層４との間に具備してもよい。金属接合層１２および１４は、好ましくは貴金属でない金属をベースにしている。”接合”金属層１２および１４は安定な積層(stack)を形成する。第１金属接合層１４は金属プラズモン層４との接触部分(interface)において金属合金を形成する一方、誘電体材料１０の層との接触部分にある酸化接合は、他の接合層１２と誘電体材料１０との間に形成されている。例えば、誘電体材料層１０がＳｉＯ２をベースにする場合、結果として好適な結合を保証するのはＭｐ−Ｏ−Ｓｉ結合（Ｍｐは接合層１２における金属）である。接合層１２および１４は、通常クロムまたはチタンまたはタンタルまたはハフニウムをベースにする。これらの金属接合層１２、１４の厚さは不連続とならないよう通常少なくとも２ナノメートルはある。これは、金属接合層の製造上の課題である。なぜなら、金属接合層１２、１４を形成するのに使用される金属は金属プラズモン層との良好な接合を保証するために非常に純度が高くなければならないからである。接合層を形成するのに使用される大部分の金属、例えばＣｒ、ＴｉおよびＨｆは、酸素原子を捕捉する傾向がある。したがって、これらの材料を薄い非常に純度の高い層に付着するには高い残留真空度の付着プロセスが要求される。さらに金属接合層の導入は装置の光学的性能を低下させる。可視光または近赤外線で通常使用される動作波長において、大部分の接合金属の典型的な消衰係数ｋは２から５の間である。金属接合層１２、１４の導入により、信号の範囲を減少させることにより光学的応答を変更する効果がある。
【０００６】
図５は、プラズモンを発生させる同じ金層と、金層とプリズムとの間の、異なる構造で異なる厚さを有する対応するクロム接合層と、を具備する３つの異なる構造においてなされた測定結果をみることにより、金属接合層に起因する検出感度が失われる現象を示している。図５の曲線Ｃ３は、１ナノメートルの厚さのクロムをベースにした接合層を備える第１の構造を用いた測定結果を示している。一方、曲線Ｃ４、Ｃ５は、それぞれ２ナノメートルの厚さのクロムをベースにした接合層を備える第２の構造を用いた測定結果、３ナノメートルの厚さの金属接合層を備える第３の構造を用いた測定結果を示している。これらの層の厚さを広くすると、クロムの接合層の光の吸収により、プラズモン共鳴のピークの幅がより広くなる。図５において、このことは信号の範囲が減少するという結果をもたらす。クロム接合層の厚さが増加すれば減少の度合いは大きくなる。ここで生じた課題は上述の不利な点を有しない、プラズモン共鳴による新規な光学的検出装置を形成することにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，９９１，４８８号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】"Surface Plasmon resonance sensors: review", Homola et al., Sensors and actuators B, 54, 3-15, 1999
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、第１に次の層の積層を含むプラズモン共鳴光検出装置に関係している。この層の積層は、
−前記プラズモンを発生させる金属＜プラズモン＞層
−誘電体材料層
−前記金属層と前記誘電体材料層との間に配置された第１の半導体接合層(semiconductor bond layer)
を備え、前記半導体層はその金属層の１つの面を覆う。
【００１０】
誘電体材料層は検出すべき、または測定すべき１個乃至数個の要素を受ける。
【００１１】
誘電体層の１つの面は、このため露出してもよく、前記要素は、この面上に配置され、またはこの面と接触して、検出される。
【００１２】
プラズモンは、電子がもともと電磁波である光等のエネルギーの適当な形で励起されたときの物質中での電子の集団振動のことである。
【００１３】
第１半導体接合層は、誘電体材料層が検出器の性能を低下させることなく積層と接合することを可能とする。
【００１４】
第１半導体接合層は、ＳｉまたはＧｅをベースとしても良い。
【００１５】
１つの可能な実施形態によれば、前記第１半導体接合層は厚さが２ナノメートルより厚くなくてもよく、または１ナノメートルより厚くなくてもよく、または０．５ナノメートルより厚くなくても良い。
【００１６】
金属プラズモン層は貴金属をベースにしてもよい。
【００１７】
前記積層は、前記金属層の他の面に接する第２半導体接合層を備えてもよい。前記第２半導体接合層は、接合層としての役割を果たし、誘電体材料をベースとして、要素例えばプリズムまたは導波管または層またはスライドが前記積層に接合することを可能とする。前記第２接合層はＳｉまたはＧｅをベースとしても良い。
【００１８】
光学的検出装置の第１の可能な実施形態によれば、この光学的検出装置は前記積層と接合する少なくとも１つのプリズムをさらに備えても良い。
【００１９】
第１の可能な実施形態によれば、この装置は、前記第２半導体接合層と接合し、前記第２半導体接合層と前記プリズムとの間に配置されたスライダをさらに含んでも良い。
【００２０】
第２の可能な実施形態によれば、プラズモン共鳴光学的検出装置は、前記積層に接合する少なくとも１つの導波管を備える。
【００２１】
第２の可能な実施形態によれば、前記検出装置は、前記導波管と前記第２半導体接合層とに接触する少なくとも１つの第２誘電体材料層を備える。
【００２２】
本発明は、以下の例示的な実施の形態の記述を添付された図面を参照して読めば純粋に与えられた情報として理解することができ、いかなる意味においても発明を限定するように理解してはならない。
【００２３】
ある図から他の図への移動を容易にするため、異なる図の同一部分、似ている部分、等価な部分は同じ参照数字を用いる。
【００２４】
図を読みやすくするために図に示された異なる部分は必ずしも同じスケールで表示されているとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】プラズモンを発生させ、プリズムと接触するように配置されている金属層を有する従来技術によるプラズモン共鳴光学的検出装置を示す。
【図２】図１に示されたタイプの装置を使用して得られた光学的応答の例を示す。
【図３】装置の感度を向上させる誘電体材料層が金属プラズモン層と接合する、図１の装置の変形例を示す。
【図４】金属層が貴金属層であり、プリズムと貴金属層との間の金属接合層と、貴金属層と誘電体層との間の金属接合層とを具備する図３の装置の変形例を示す。
【図５】異なる厚さを有する複数の金属接合層を具備する図４に示されたタイプの装置の光学的応答を示す。
【図６】本発明によるプラズモン共鳴光学的検出装置の例を示す。
【図７】入射する可視光および近赤外線の波長の関数としてシリコンやゲルマニウムベースの層の消衰係数の変化を表す曲線を示す。
【図８】従来例による光学的検出装置と本発明による光学的検出装置の例との光学的応答を示す。
【図９】各装置が金属プラズモン層と接合した半導体層を有する、本発明による光学的検出装置の例の異なる光学的応答を例示する。
【図１０】プラズモンを発生させる金属層を有する積層が導波管と接合する、本発明によるプラズモン共鳴光学的検出装置の変形例を示す。
【図１１】Ａ、Ｂは、それぞれ図１０で例示されたタイプの装置の光学的応答曲線の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図６を参照して、本発明によるプラズモン共鳴光学的検出装置の例を以下に説明する。
【００２７】
この装置は、例えばガラスまたはポリマをベースにしたプリズム１０２を具備する。＜プラズモン＞と呼ばれる少なくとも１つの金属層１０４を備える積層がプリズム１０２に接して配置され、表面プラズモンを発生させる。金属プラズモン層１０４は、例えば金や銀等の貴金属をベースにしており、その厚さは例えば１０乃至１００ナノメートルの値であってもよい。さらに例えばほぼ４０ナノメートル程度の値であってもよい。入射光放射１０６は単色光であってもよく、プリズム１０２の表面に放射される。入射光放射はプリズム１０２により偏光し、金属＜プラズモン＞層１０４に突き当たる。反射光１０８はプリズム１０２からの出力にて測定される。
【００２８】
この積層は、誘電体材料層１１０を具備し、例えばＳｉＯ２ベースであって、例えば１０乃至１００ナノメートルの値であってもよい。さらに例えばほぼ４００ナノメートル程度の値であってもよい。金属プラズモン層１０４は、プリズム１０２と誘電体層１１０との間に配置される。誘電体層１１０の１つの面には、検出すべき１個乃至数個の要素、例えば生物学的物質またはガスを接触させるか取り付ける。
【００２９】
＜中間＞層と呼ばれる第１半導体層１１４は、金属プラズモン層１０４と誘電体材料１１０との間に配置される。第１半導体層１１４は、誘電体層１１０が積層に接合できるように設計される一方、検出器の光学的応答を変更することを避ける。第１半導体層１１４は金属プラズモン層１０４と誘電体層１１０とに接触し、例えばＳｉまたはＧｅをベースとし得る。第１半導体層１１４は例えば０．４乃至３ナノメートルの厚さであってよい。
【００３０】
第２半導体層１１２は、金属プラズモン層１０４の上に配置されてもよい。第２半導体層１１２は金属プラズモン層１０４とプリズム１０２とに接触し、例えばＳｉまたはＧｅをベースとし得る。第２半導体層１１２は例えば厚さが０．３乃至３ナノメートルであってよく、さらに例えばほぼ２．７ナノメートル程度の値であってもよい。第１半導体層１１４および第２半導体層１１２は好ましくは連続的であり、言い換えれば一様に被覆している。層１１４、１１２の連続性は、金属プラズモン層１０４との均質な接合を保証し第２半導体層１１２が接合する層との均質な接合を保証する。第１半導体層１１４および第２半導体層１１２は、高真空を用いないで製造することができる。
【００３１】
半導体層、特にシリコンまたはゲルマニュームをベースとした層は、公知の真空蒸着プロセスを用いて付着させることができる。蒸着またはスパッタリングによる＜物理的＞蒸着技術または＜化学的＞蒸着技術を用いることが可能である。使用する真空は、例えば１０ー５乃至１０−８mbarである。
【００３２】
１つの可能な実施形態によれば、例えばガラスベースの顕微鏡スライド１２０を第２半導体層１１２とプリズム１０２との間に配置してもよい。スライド１２０は第２半導体層１１２と接触してもよく、屈折率液(index liquid)をプリズム１０２とスライド１２０との間に配置してもよい。プリズム１０２とスライド１２０と屈折率液とは、同一の屈折率を有してもよく、例えば６３３ｎｍの波長に対して、ほぼ１．５１５程度の値であってもよい。例えば、ほぼ６３３ｎｍ程度の波長でほぼ５０°乃至６５°程度の入射角での検出に対して積層が選択されてもよい。
【００３３】
中間半導体層（第１半導体層１１４および第２半導体層１１２）を作る原料となるシリコンまたはゲルマニュウム等の材料は、金や銀等の層１０４における金属と結合する性質を有し、感度が向上した光検出器が得られるような光学的特性を有している。特に第１半導体層１１４と第２半導体層１１２を作る原料となる材料は低い消衰係数、この材料がシリコンであって、入射光線１０６が５５０ｎｍから６５０ｎｍの間で変動する可視光の波長の範囲にて照射される場合、例えば０．７と０．４の間の消衰係数を有する。
【００３４】
この記述を通して、消衰係数という用語は、公式α＝ 4πｋ／λ （λは光放射の波長）に従って光放射が印加される層または物質の特性としての吸光係数に関係する係数ｋを言及するために用いられる。
【００３５】
図７は、可視光または近赤外線に位置する入射光線の波長の範囲での関数としてシリコン（曲線Ｃ１０で代表）またはゲルマニュウム（曲線Ｃ２０で代表）の消衰係数の典型的な変化の曲線を含む。赤外線に近いか７００ｎｍ超の波長を有する入射光線で光検出装置が動作する場合、第１半導体層１１４と第２半導体層１１２は、ＳｉまたはＧｅベースである。７００ｎｍ未満の波長を有する入射光線で光検出装置が動作するように設計されている他の場合、接合層１１４、１１２は好ましくはシリコンベースで形成される。
【００３６】
図８は従来技術によるプラズモン共鳴光学的検出装置と、本発明で使用されるプラズモン共鳴光学的検出装置との間の検出性能における相違を示している。この図８における曲線Ｃ３１とＣ３２は、従来技術に従って使用される検出装置により得られる光学的応答を表す。そして図４を参照して上に述べたタイプの検出装置のために、金属プラズモン層４は銀でできており、ほぼ４１．５ナノメートル程度の厚さである。一方、接合層１２、１４はクロム層であり、それぞれほぼ２．４７、１．４２ナノメートル程度の厚さである。誘電体層１０は、ほぼ４００．６ナノメートルの厚さのＳｉＯ２層である。曲線３１は、Ｓ偏光の入射光線６を用いて得られる測定値のサンプルであり、一方曲線３２は、Ｐ偏光の入射光線６を用いて得られる測定値のサンプルである。この図８において、曲線Ｃ４１、Ｃ４２は、図６を参照して上記されたタイプの本発明による検出装置を用いて得られる光学的応答のサンプルである。この中で金属プラズモン層１０４はほぼ４２．８ナノメートル程度の厚さの銀層であり、インタフェース層１１２および１１４は、それぞれほぼ２．７５ナノメートルおよび１．２６ナノメートル程度の厚さを持つシリコン層である。誘電体層１１０はほぼ４０６．８ナノメートル程度の厚さを持つＳｉＯ２層である。曲線Ｃ４１は、Ｓ偏光により偏光された入射光線１０６により得られた測定値のサンプルである一方、曲線Ｃ４２は、Ｐ偏光により偏光された入射光線１０６により得られた測定値のサンプルである。図８は、本発明による装置の光学的応答は従来技術による検出装置よりも良好な範囲を有することを示している。また検出器はＰ偏光によるよりもＳ偏光による方が良好な感度をもつ。
【００３７】
図９は光学的応答の曲線Ｃ４１、Ｃ４２と他の曲線Ｃ５１、Ｃ５２、Ｃ６１、Ｃ６２を示す。図９の曲線Ｃ５１とＣ５２は、図６を参照して上に説明されたタイプの本発明による検出装置を用いて得られた光学的応答のサンプルである。図６の検出装置においては、金属プラズモン層１０４がほぼ４３．２ナノメートル程度の厚さの銀層であり、インタフェース層１０２、１０４はそれぞれほぼ２．７５、０．８５ナノメートル程度の厚さのシリコン層であり、誘電体層１１０はほぼ４３４．５ナノメートル程度の厚さのＳｉＯ２層である。曲線Ｃ６１、Ｃ６２は図６を参照して上に説明したタイプの本発明による検出装置を使用して得られた光学的応答を表す。そこでは金属プラズモン層１０４はほぼ３６．５ナノメートル程度の厚さの銀層であり、インタフェース層１０２、１０４はそれぞれほぼ２．７１、０．４６ナノメートル程度の厚さのシリコン層であり、誘電体層１１０はほぼ４０１．２曲線ナノメートル程度の厚さのＳｉＯ２層である。曲線Ｃ５１とＣ６１は、Ｓ偏光を用いて偏光された入射光線１０６を用いて得られた測定値のサンプルである一方、曲線Ｃ５２とＣ６２は、Ｐ偏光を用いて偏光された入射光線１０６を用いて得られた測定値のサンプルである。図９の曲線は、検出器の性能は測定された信号範囲の点で金属プラズモン層１０４と誘電体層１１０との間の半導体層１１４の厚さが小さくなるにつれて改善されることを示している。
【００３８】
図１０はプラズモン共鳴光学的検出装置の他の例を示している。この例では、装置は、「送信」中に測定されるように設計されており、例えばガラスまたはポリマベースであってもよい導波管２０２を備える。プラズモンを発生させる金属層２０４を備える積層は導波管２０２の上に配置され、金属層２０４は、例えば金または銀等の貴金属をベースとし、例えば１０から１００ナノメートルまでの厚さを有し、例えばほぼ４０ナノメートル程度の厚さである。積層はさらに第１誘電体層２１０を具備し、例えばＳｉＯ２ベースであり、例えば１０から１００ナノメートルまでの厚さを有し、例えばほぼ４０ナノメートル程度の厚さである。第１半導体層２１４は、金属プラズモン層２０４と誘電体層２１０との間に配置される。第１中間半導体層２１４は、検出器の光学的応答が変化する原因とならずに誘電体層２１０が積層と接合し得るように設計される。第１半導体層２１４は、例えばＳｉまたはＧｅをベースとしてもよい。第１半導体層２１４は、厚さが０．４と３ナノメートルの間であってもよく、例えばほぼ２ナノメートル程度の厚さであってもよい。第２半導体層２１２は、金属プラズモン層２０４に接して配置してもよい。第２半導体層２１２は、厚さが０．４から３ナノメートルの厚さであってもよく、例えば、ほぼ１ナノメートル程度の厚さであってもよい。第２半導体層２１４は金属層２０４と接触しており、第２誘電体材料層２１５は導波管２０２と接触している。第２誘電体材料層２１５は、また検出器の光学的応答が変化する原因とならずに第１誘電体層２１０が積層と接合し得るように選択される。第２誘電体材料層２１５は例えばＳｉＯ２ベースであってもよく、その厚さは例えば１０から１０００ナノメートルの間であってよい。また例えばほぼ８００ナノメートル程度の厚さであってよい。
【００３９】
このケースでは、測定値は、導波管２０２へ入射される光線２０６の波長の関数としての、導波管２０２から出力において送信される光信号２０８の測定値である。このタイプの検出のために、プラズモン共鳴現象は、信号送信の際、信号の降下（drop）を生じさせる。このための波長の位置は、第２誘電体材料層２１５、第１半導体層２１４、プラズモンを発生させる金属プラズモン層２０４、第１半導体層２１４、第１誘電体層２１０により形成される積層の性質および構造に依存する。この構造の上端部分にある第１誘電体層２１０上の表面指数の修正により、伝送スペクトラムにシフトが生じる。このシフトは送信信号曲線Ｃ７１、Ｃ７２により図１１Ａに示されている。送信信号曲線Ｃ７１、Ｃ７２は、それぞれ、第１誘電体層２１０上に追加要素が存在しないで測定された測定値、第１誘電体層２１０上に表面指数を変更する追加要素が存在した状態で測定された測定値を表している。
【００４０】
図１１Ｂは、図１０を参照して既に説明したような装置で得られた送信信号２０８の曲線Ｃ８０のサンプルを示す。その装置ではインタフェース層２１２、２１４はシリコンに基づいている。しかし、同様の装置で得られた送信信号の他の曲線Ｃ９０のサンプルの場合、インタフェース層２１２、２１４はクロムベースの層に置き換えられている。この図１１Ｂに示されるように、送信された信号振幅の点で検出性能は半導体インタフェース層２１２、２１４を備える装置の方がより良好である。
【００４１】
ここで留意すべきは、第２誘電体層２１５は、光線２０６ができるだけ積層の中に入りプラズモン層２０４において最大電磁場を発生するように、光学的に積層と導波管を適合させることである。第２誘電体層２１５は、積層と導波管の間のインピーダンス整合を可能とする。
【００４２】
既に説明した装置のいずれをも、例えば生化学のサンプルまたは周囲の外気のサンプルのための測定センサ、またはガス濃度または湿度の測定のための測定センサに組み入れることができる。
【００４３】
この発明による装置はいわゆる金属プラズモン層を含む。この金属層は、異なる組成を有する数個の金属層の積層から成り得る。同様に、使用される各誘電体層も異なる性質を有する数個の誘電体層の積層から成り得る。これは半導体接合層にも同様に当てはまる。
【図１】
2010508527.tif 000003
【図２】
2010508527.tif 000004
【図３】
2010508527.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010508527.tif 000008
【図７】
2010508527.tif 000009
【図８】
2010508527.tif 000010
【図９】
2010508527.tif 000011
【図１０】
2010508527.tif 000012
【図１１】
2010508527.tif 000013
【国際調査報告】
2010508527.tif 000014
2010508527.tif 000015
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