表面增强拉曼散射元件及其制造方法技术

SERS元件(3)具备：基板(4)；细微结构部(7)，被形成于基板(4)的表面(4a)上并且具有多个柱脚(11)；导电体层(6)，被形成于细微结构部(7)上并且构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部(10)。在各个柱脚(11)的外表面，设置有沟槽(12)。在导电体层(6)，在沟槽(12)的内表面的至少一部分露出的状态下导电体层(6)被形成于各个柱脚(11)的外表面，从而形成多个间隙(G)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面增强拉曼散射元件及其制造方法
本专利技术涉及表面增强拉曼散射元件及其制造方法。
技术介绍
作为现有的表面增强拉曼散射元件，众所周知有具备使表面增强拉曼散射(SERS：SurfaceEnhancedRamanScattering)发生的微小金属结构体的表面增强拉曼散射元件(例如参照专利文献1以及非专利文献1)。在这样的表面增强拉曼散射元件中，使成为拉曼分光分析的对象的试样接触于微小金属结构体，在该状态下如果激发光被照射于该试样的话则发生表面增强拉曼散射，例如增强到108倍左右的拉曼散射光被放出。可是，例如在专利文献2中，记载了分别在基板的一面、以及被形成于该基板的一面的多个微小突起部的上表面(或者被形成于该基板的一面的多个细微孔的底面)，以成为非接触状态的形式(以最短部分的间隔成为5nm～10μm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：日本专利申请公开2011-33518号公报专利文献2：日本专利申请公开2009-222507号公报非专利文献非专利文献1：“Q-SERSTMG1Substrate”，[online]，OPTOSICENCE株式会社，[平成24年7月19日检索]，Internet〈URL:http://www.optoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf〉
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如上所述如果所谓纳米间隙被形成于微小金属结构体的话则在激发光被照射的时候局部电场发生增强，并且表面增强拉曼散射的强度被增大。因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够由适宜的纳米间隙使表面增强拉曼散射的强度增大的表面增强拉曼散射元件及其制造方法。解决问题的技术手段本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件具备：基板；细微结构部，被形成于基板的表面上并且具有多个凸部；导电体层，被形成于细微结构部上并且构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部；在多个凸部的各个的外表面设置有凹陷区域，在导电体层，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下导电体层被形成于多个凸部的各个的外表面，从而形成多个间隙。在该表面增强拉曼散射元件中，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下导电体层被形成于多个凸部的各个的外表面，由此，多个间隙被形成于构成光学功能部的导电体层。被形成于该导电体层的间隙作为局部电场发生增强的纳米间隙而适宜地发挥功能。因此，根据该表面增强拉曼散射元件，能够由适宜的纳米间隙使表面增强拉曼散射的强度增大。在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件中，多个凸部也可以沿着表面被周期性地排列。根据该结构，能够稳定地使表面增强拉曼散射的强度增大。在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件中，凹陷区域也可以相对于1个凸部被设置多个。根据该结构，能够使作为纳米间隙适宜地发挥功能的间隙增加。在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件中，凹陷区域既可以是以沿着凸部的中心线的形式进行延伸的沟槽，或者凹陷区域也可以是以包围凸部的中心线的形式进行延伸的沟槽。由任一结构，都能够将被形成于对应于凹陷区域的位置的间隙作为纳米间隙适宜地发挥功能。本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件具备：基板；细微结构部，被形成于基板的表面上并且具有多个凹部；导电体层，被形成于细微结构部上并且构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部；在多个凹部的各个的内表面设置有凹陷区域，在导电体层，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下导电体层被形成于多个凹部的各个的内表面，从而形成多个间隙。在该表面增强拉曼散射元件中，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下导电体层被形成于多个凹部的各个的内表面，由此，多个间隙被形成于构成光学功能部的导电体层。被形成于该导电体层的间隙作为局部电场发生增强的纳米间隙适宜地发挥功能。因此，根据该表面增强拉曼散射元件，能够由适宜的纳米间隙使表面增强拉曼散射的强度增大。在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件中，多个凹部也可以沿着表面被周期性地排列。根据该结构，能够稳定地使表面增强拉曼散射的强度增大。在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件中，凹陷区域也可以相对于1个凹部被设置多个。根据该结构，能够使作为纳米间隙适宜地发挥功能的间隙增加。在本专利技术的一个方面的表面增强拉曼散射元件中，凹陷区域既可以是以沿着凹部的中心线的形式进行延伸的沟槽，或者凹陷区域也可以是以包围凹部的中心线的形式进行延伸的沟槽。由任一结构，都能够将被形成于对应于凹陷区域的位置的间隙作为纳米间隙适宜地发挥功能。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具备：第1工序，将具有在各个的外表面设置有凹陷区域的多个凸部的细微结构部形成于基板的表面上；第2工序，由气相外延生长将构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部的导电体层形成于细微结构部上；在第2工序中，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下使气相外延生长停止。在该表面增强拉曼散射元件的制造方法中，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下使用于将导电体层形成于细微结构部上的气相外延生长停止。由此，作为局部电场发生增强的纳米间隙适宜地发挥功能的间隙容易被形成于在导电体层中分别对应于凹陷区域以及凸部的基端部的部分。因此，根据该表面增强拉曼散射元件的制造方法，能够得到可以由适宜的纳米间隙使表面增强拉曼散射的强度增大的表面增强拉曼散射元件。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具备：第1工序，将具有在各个的内表面设置有凹陷区域的多个凹部的细微结构部形成于基板的表面上；第2工序，由气相外延生长将构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部的导电体层形成于细微结构部上；在第2工序中，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下使气相外延生长停止。在该表面增强拉曼散射元件的制造方法中，在凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下使用于将导电体层形成于细微结构部上的气相外延生长停止。由此，作为局部电场发生增强的纳米间隙适宜地发挥功能的间隙容易被形成于在导电体层中分别对应于凹陷区域以及凹部的底部的部分。因此，根据该表面增强拉曼散射元件的制造方法，能够得到可以由适宜的纳米间隙使表面增强拉曼散射的强度增大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，气相外延生长也可以是蒸镀。蒸镀是各向异性优异的气相外延生长，所以能够抑制导电体层进入到凹陷区域，并且能够将作为局部电场发生增强的纳米间隙适宜地发挥功能的间隙形成于在导电体层中对应于凹陷区域的部分。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供能够由适宜的纳米间隙使表面增强拉曼散射的强度增大的表面增强拉曼散射元件及其制造方法。附图说明图1是具备本专利技术的第1实施方式的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II-II线的表面增强拉曼散射单元的截面图。图3是图2的表面增强拉曼散射元件的截面图。图4是图3的柱脚(pillar)以及导电体层的截面图。图5是沿着图4的V-V线的柱脚以及导电体层的截面图。图6是表示图3的表面增强拉曼散射元件的制造工序的截面图。图7是表示图3的表面增强拉曼散射元件的制造工序的截面图。图8是比较例的表面增强拉曼散射元件的柱脚以及导电体层的截面图。图9是表面增强拉本文档来自技高网...

【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；细微结构部，被形成于所述基板的表面上并且具有多个凸部；以及导电体层，被形成于所述细微结构部上并且构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部，在所述多个凸部的各个的外表面，设置有凹陷区域，在所述导电体层，在所述凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下所述导电体层被形成于所述多个凸部的各个的所述外表面，从而形成多个间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.26 JP 2015-0367261.一种表面增强拉曼散射元件，其特征在于：具备：基板；细微结构部，被形成于所述基板的表面上并且具有多个凸部；以及导电体层，被形成于所述细微结构部上并且构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部，在所述多个凸部的各个的外表面，设置有凹陷区域，在所述导电体层，在所述凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下所述导电体层被形成于所述多个凸部的各个的所述外表面，从而形成多个间隙。2.如权利要求1所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：所述多个凸部沿着所述表面被周期性地排列。3.如权利要求1或者2所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：所述凹陷区域相对于1个所述凸部被设置多个。4.如权利要求1～3中的任意一项所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：所述凹陷区域是以沿着所述凸部的中心线的形式进行延伸的沟槽。5.如权利要求1～3中的任意一项所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：所述凹陷区域是以包围所述凸部的中心线的形式进行延伸的沟槽。6.一种表面增强拉曼散射元件，其特征在于：具备：基板；细微结构部，被形成于所述基板的表面上并且具有多个凹部；以及导电体层，被形成于所述细微结构部上并且构成使表面增强拉曼散射发生的光学功能部，在所述多个凹部的各个的内表面，设置有凹陷区域，在所述导电体层，在所述凹陷区域的内表面的至少一部分露出的状态下所述导电体层被形成于所述多个凹部的各个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴山胜己，伊藤将师，大藤和人，大山泰生，丸山芳弘，井上直，
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