[发明专利]表面增强拉曼散射元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种表面增强拉曼散射元件及其制造方法。

背景技术

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1以及非专利文献1)。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10⁸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～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^TM G1Substrate”，(互联网资料)，OPTO SICENCE,IN.，[平成25年7月5日检索]，网页〈URL:http://www.optoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf〉

发明内容

发明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1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，本发明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

本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

本发明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1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1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。

在本发明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。

发明效果