表面增强拉曼散射元件及其制造方法技术

本发明专利技术表面增强拉曼散射元件(SERS)2具备：基板21，其具有表面21a；细微结构部24，其形成于表面21a上并具有多个柱脚27；导电体层23，其形成于细微结构部24上并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部20。导电体层23具有以沿着表面21a的形式形成的基底部28、在对应于各个柱脚27的位置上从基底部28突出的多个突出部29。基底部28的厚度大于柱脚27的高度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术表面增强拉曼散射元件(SERS)2具备：基板21，其具有表面21a；细微结构部24，其形成于表面21a上并具有多个柱脚27；导电体层23，其形成于细微结构部24上并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部20。导电体层23具有以沿着表面21a的形式形成的基底部28、在对应于各个柱脚27的位置上从基底部28突出的多个突出部29。基底部28的厚度大于柱脚27的高度。【专利说明】表面増强拉曼散射元件及其制造方法
本专利技术是涉及一种。
技术介绍
作为现有的表面增强拉曼散射元件，众所周知具备产生表面增强拉曼散射(SERS:Surface Enhanced Raman Scattering)的微小金属结构体(例如参照专利文献I以及非专利文献I)。在这样的表面增强拉曼散射元件中，成为拉曼光谱分析的对象的样品被接触于微小金属结构体，如果在该状态下激发光被照射于该样品则产生表面增强拉曼散射，例如发出被增强到18倍左右的拉曼散射光。 然而，例如在专利文献2中，记载有分别在基板的一面以及形成于该基板的一面上的多个微小突起部的上面(或者形成于该基板的一面的多个细微孔的底面)上，以非接触状态的形式(以最短部分的间隔成为5nm?10 μ m左右的形式)形成有金属层的微小金属结构体。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本专利特开2011-33518号公报 专利文献2:日本专利特开2009-222507号公报 非专利文献 非专利文献1:“Q-SERS? GISubstrate”，(互联网资料),OPTO SICENCE, IN.，，网页〈URL: http://www.0ptoscience.com/maker/nanova/pdf /Q-SERS_G1.pdf)
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题 如上所述如果在微小金属结构体形成所谓的纳米间隙，则在照射激发光时发生局部电场增强，并且表面增强拉曼散射的强度被增大。 另外，在专利文献I所记载的拉曼光谱分析方法中，优选表现SERS效果的微小金属结构体不容易从基板剥离并且形状稳定。 因此，本专利技术的目的在于提供一种能够通过合适的纳米间隙来增大表面增强拉曼散射的强度的表面增强拉曼散射元件、以及这样的表面增强拉曼散射元件的制造方法。 解决技术问题的手段 本专利技术的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件具备:基板，其具有主面；细微结构部，其形成于主面上且具有多个凸部；导电体层，其形成于细微结构部上并且构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部；其中导电体层具有以沿着主面的形式形成的基底部、在对应于各个凸部的位置上从基底部突出的多个突出部，基底部的厚度大于凸部的高度。 在该表面增强拉曼散射元件中，导电体层的基底部的厚度大于细微结构部的凸部的高度。因此，与不存在凸部的情况相比，通过增加接触面积从而基底部难以从细微结构部剥落，并且基底部的形状稳定化。进一步，由于导电体层的突出部中从基底部突出的部分不存在细微结构部的凸部，所以突出部不容易受到由于热伸缩等引起的凸部变形的影响，且突出部的形状稳定化。因此，由基底部和突出部形成于导电体层的间隙适合发挥作为引起局部电场增强的纳米间隙的功能。因此，通过该表面增强拉曼散射元件，可以通过适当的纳米间隙来增大表面增强拉曼散射的强度。 在本专利技术的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，凸部可以沿主面周期性地排列。通过该结构能够增大表面增强拉曼散射的强度。 在本专利技术的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，在导电体层中，在从凸部突出的方向看的情况下，可以以包围各个凸部的形式由基底部和突出部形成多个间隙。通过该结构可以增加适合发挥作为纳米间隙的作用的间隙。 本专利技术的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件的制造方法包含:第I工序，准备具有形成有细微结构部的主面的基板，其中该细微结构部具有多个凸部；和第2工序，在第I工序之后，以具有沿着主面形成的基底部和在对应于各个凸部的位置上从基底部突出的多个突出部的形式，将构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部的导电体层形成于细微结构部上，其中，在第2工序中，以基底部的厚度大于凸部的高度的形式，通过气相生长导电体从而形成导电体层。 通过该表面增强拉曼散射元件的制造方法，能够制造具有如上述的适宜的纳米间隙的表面增强拉曼散射元件。 在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件的制造方法中，可以在第2工序中根据基底部的厚度来调整突出部的粗细。由于越增大基底部的厚度则越能够增大突出部的粗细，因此不依赖于细微结构部的凸部的间隔，就能够将突出部的粗细与相邻的突出部之间的间隔之比控制在所希望的值。 专利技术效果 根据本专利技术，能够提供一种由适宜的纳米间隙而能够增大表面增强拉曼散射的强度的表面增强拉曼散射元件、以及如那样的表面增强拉曼散射元件的制造方法。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的一个实施方式的适用了表面增强拉曼散射元件的表面增强拉曼散射单元的平面图。 图2是沿着图1的表面增强拉曼散射单元的I1-1I线的截面图。 图3是图1的表面增强拉曼散射单元的仰视图。 图4是沿着图1的表面增强拉曼散射单元的I1-1I线的一部分放大截面图。 图5是图1的表面增强拉曼散射单元的表面增强拉曼散射元件的一部分放大截面图。 图6是设置了图1的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析装置的结构图。 图7是表示图5的表面增强拉曼散射元件的制造方法的工序的截面图。 图8是表示图5的表面增强拉曼散射元件的制造方法的工序的截面图。 图9是表示图5的表面增强拉曼散射元件的制造方法的工序的截面图。 图10是实施例1的表面增强拉曼散射元件的细微结构部的SEM照片。 图11是实施例1的表面增强拉曼散射元件的光学功能部的截面的SEM照片。 图12是实施例2的表面增强拉曼散射元件的光学功能部的SEM照片。 图13是表示实施例2的表面增强拉曼散射元件的斯托克斯位移与信号强度的关系的图。 符号说明: 2……SERS元件(表面增强拉曼散射元件) 20……光学功能部21……基板21a……表面(主面) 23......导电体层 24......细微结构部 27……柱脚(凸部)28……基底部 29……突出部G……间隙 【具体实施方式】 以下参照附图并详细说明本专利技术的优选实施方式。另外，在各图中对相同部分或者相当部分标注相同符号，并省略重复的说明。 如图1和图2所示，SERS单元(表面增强拉曼散射单元)I具备SERS元件(表面增强拉曼散射原件)2、在测定时支撑SERS元件2的测定用基板3、在测定用基板3上机械性地保持SERS元件2的保持部4。另外，“机械性地”是指“不用粘结剂等而通过构件彼此的嵌合”。 在测定用基板3的表面3a上设置有容纳SERS元件2以及保持部4的凹部5。另一方面，如图2以及图3所示，在测定用基板3的背面3b上以形成在垂直于测定用基板3厚度方向的方向上延伸的壁部6、7的形式设置多个减重部8。作为一个例子，壁部6沿着测定用基板3的外缘形成为环状，壁部7在壁部6的内侧形成为格子状。测定用基板3被形成为长方形板状。凹部5以及各个减重部8被形成为长方体状。这样的测定用基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面增强拉曼散射元件，其特征在于：具备：基板，其具有主面；细微结构部，其形成于所述主面上并具有多个凸部；导电体层，其形成于所述细微结构部上并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部；所述导电体层具有以沿所述主面的形式形成的基底部、在对应于各个所述凸部的位置上从所述基底部突出的多个突出部，所述基底部的厚度大于所述凸部的高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴山胜己，伊藤将师，能野隆文，广瀬真树，吉田杏奈，大藤和人，丸山芳弘，笠原隆，川合敏光，广畑彻，龟井宏记，大山泰生，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP