分析裝置及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及分析裝置以及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，在醫(yī)療診斷和食物檢查等中的需求日益增大，要求開(kāi)發(fā)小型、高速的傳感 技術(shù)。雖然已經(jīng)研宄了以電化學(xué)方法為代表的各種各樣類(lèi)型的傳感器，但由于可集成化、 低成本而且不選擇測(cè)定環(huán)境這些理由，對(duì)采用了表面等離子體共振（SPR :Surface Plasmon Resonance)的傳感器的關(guān)心不斷在提高。例如，已知有使用在設(shè)置于全反射型棱鏡表面的 金屬薄膜上所產(chǎn)生的表面等離子體而檢測(cè)在抗原抗體反應(yīng)中有無(wú)抗原的吸附等有無(wú)物質(zhì) 吸附的傳感器。
[0003] 另外，也已經(jīng)研宄使用表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS : Surf ace Enhanced Raman Scattering)，檢測(cè)附著于傳感器部位的物質(zhì)的拉曼散射而進(jìn)行附著物質(zhì)的鑒定等的方法。 所謂SERS就是在納米級(jí)的金屬的表面上拉曼散射光被增強(qiáng)為10 2~10 14倍的現(xiàn)象。當(dāng)在 成為標(biāo)目標(biāo)的物質(zhì)吸附于該表面的狀態(tài)下照射激光等激發(fā)光時(shí)，從激發(fā)光的波長(zhǎng)僅偏離了 相當(dāng)于物質(zhì)（分子）的振動(dòng)能的波長(zhǎng)的光（拉曼散射光）被散射。如果對(duì)該散射光進(jìn)行分 光處理，則能夠獲得物質(zhì)的種類(lèi)（分子種類(lèi)）所固有的光譜（指紋圖譜）。通過(guò)分析該指紋 圖譜的位置和形狀，能夠極高靈敏度地鑒定物質(zhì)。
[0004] 這種傳感器優(yōu)選基于通過(guò)光照射而被激發(fā)的表面等離子體的光的增強(qiáng)度大。
[0005] 例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，具有局域型表面等離子體（LSP localized Surface Plasmon)與表面等離子體激元（SPP :Surface Plasmon Polariton)的相互作用的記載，并 公開(kāi)了 GSPP (Gap type Surface Plasmon Polariton，間隙型表面等離子體激元）模型的一 些參數(shù)。
[0006] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的GSPP中，具有引起等離子體共振的粒子的大小為50~200nm且 比激發(fā)波長(zhǎng)短的周期性的粒子間間隔、且將粒子層與鏡層隔開(kāi)的電介質(zhì)厚度為2~40nm的 尺寸，形成由在粒子尺寸上增加了 0~20nm后的粒子間間隔所產(chǎn)生的細(xì)密填充等離子體共 振粒子的有規(guī)則的陣列。
[0007] 然而，已經(jīng)知道，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)的傳感器中，將粒子層與鏡層隔開(kāi)的 電介質(zhì)的厚度為2~40nm，根據(jù)發(fā)明人的研宄，電場(chǎng)增強(qiáng)度的波長(zhǎng)依賴(lài)性（增強(qiáng)度光譜或反 射率光譜）中的峰雖然寬，但是整體上成為低而不充分的增強(qiáng)度。并且，已經(jīng)知道，在該文 獻(xiàn)公開(kāi)的傳感器中，在多個(gè)粒子的尺寸不均勻的情況（產(chǎn)生了偏差的情況）下，會(huì)導(dǎo)致增強(qiáng) 度光譜中的峰的波長(zhǎng)大大地偏移。
[0008] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利特表2007-538264號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的幾種方式所涉及的目的之一在于，提供在增強(qiáng)度光譜中能夠獲得高增強(qiáng) 度，進(jìn)而能夠高靈敏度地檢測(cè)、分析目標(biāo)物質(zhì)的分析裝置以及電子設(shè)備。另外，本發(fā)明的幾 種方式所涉及的目的之一在于，提供目標(biāo)物質(zhì)容易附著于成為高增強(qiáng)度的位置的分析裝置 以及電子設(shè)備。并且，本發(fā)明的幾種方式所涉及的目的之一在于，提供制造上的偏差的允許 范圍大的分析裝置以及電子設(shè)備。
[0012] 本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題的至少一部分而做出，能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而 實(shí)現(xiàn)。
[0013] 本發(fā)明所涉及的一種方式的分析裝置具備：
[0014] 電場(chǎng)增強(qiáng)元件，包括金屬層、設(shè)于所述金屬層上并使激發(fā)光透過(guò)的透光層、及設(shè)于 所述透光層上并在第一方向上以第一節(jié)距排列、在與所述第一方向交叉的第二方向上以第 二節(jié)距排列的多個(gè)金屬粒子；
[0015] 光源，將沿所述第一方向偏振的直線偏振光、沿所述第二方向偏振的直線偏振光 和圓偏振光中的至少一個(gè)作為所述激發(fā)光而照射至所述電場(chǎng)增強(qiáng)元件；以及
[0016] 檢測(cè)器，檢測(cè)從所述電場(chǎng)增強(qiáng)元件發(fā)射的光，
[0017] 所述電場(chǎng)增強(qiáng)元件的所述金屬粒子的配置滿(mǎn)足下述式（1)的關(guān)系：
[0018] PI < P2 彡 Q+P1 ? ? ? (1)
[0019] [其中，P1表示所述第一節(jié)距，P2表示所述第二節(jié)距，將在所述金屬粒子的列上激 發(fā)的局域型等離子體的角頻率設(shè)為《、將構(gòu)成所述金屬層的金屬的介電常數(shù)設(shè)為e (?)、 將所述金屬粒子的周邊的介電常數(shù)設(shè)為e、將真空中的光速設(shè)為c、將作為所述激發(fā)光的 照射角的來(lái)自所述金屬層的厚度方向的傾斜角設(shè)為0，Q表示滿(mǎn)足下述式（2)的衍射光柵 的節(jié)距：
[0020] (co/c) ?{￡?￡(?)/(￡ + ￡(?))}1/2 =e1/2 .(?/c) ?sin9 +2aJr/Q (a= ± 1， ±2，…）? ? ?（2)]
[0021] 將所述透光層的厚度設(shè)為G[nm]、將所述透光層的有效折射率設(shè)為neff、將所述激 發(fā)光的波長(zhǎng)設(shè)為A Jnm]時(shí)，滿(mǎn)足下述式（3)的關(guān)系：
[0022] 20[nm] < G ? (neff/l. 46) < 160[nm] ?(人 iASSlinm]) ? ? ? (3)
[0023] 這種分析裝置，在增強(qiáng)度光譜中能夠獲得非常高的增強(qiáng)度，能夠高靈敏度地檢測(cè)、 分析目標(biāo)物質(zhì)。另外，由于這樣的分析裝置的能夠獲得高增強(qiáng)度的位置至少存在于金屬粒 子的上表面?zhèn)龋虼四繕?biāo)物質(zhì)容易接觸于該位置，因而能夠高靈敏度地檢測(cè)、分析目標(biāo)物 質(zhì)。
[0024] 在本發(fā)明所涉及的分析裝置中，所述G[nm]、所述neff、所述Ajnm]可以滿(mǎn)足下述 式⑷的關(guān)系：
[0025] 30 [nm] < G ? (neff/l. 46) < 160 [nm] ?(人 i/785 [nm] ? ? ? (4)
[0026] 這種分析裝置由于滿(mǎn)足30[nm] < G ? (neff/l. 46)這樣的關(guān)系，因此能夠取得較大 的制造上的偏差的允許范圍。
[0027] 本發(fā)明所涉及的一種方式的分析裝置具備：
[0028]電場(chǎng)增強(qiáng)元件，包括金屬層、設(shè)于所述金屬層上并使激發(fā)光透過(guò)的透光層、及設(shè)于 所述透光層上并在第一方向上以第一節(jié)距排列、在與所述第一方向交叉的第二方向上以第 二節(jié)距排列的多個(gè)金屬粒子；
[0029] 光源，將沿所述第一方向偏振的直線偏振光、沿所述第二方向偏振的直線偏振光 和圓偏振光中的至少一個(gè)作為所述激發(fā)光而照射至所述電場(chǎng)增強(qiáng)元件；以及
[0030] 檢測(cè)器，檢測(cè)從所述電場(chǎng)增強(qiáng)元件發(fā)射的光，
[0031] 所述電場(chǎng)增強(qiáng)元件的所述金屬粒子的配置滿(mǎn)足下述式（1)的關(guān)系：
[0032] PI < P2 彡 Q+P1 ? ? ? (1)
[0033] [其中，P1表示所述第一節(jié)距，P2表示所述第二節(jié)距，將在所述金屬粒子的列上激 發(fā)的局域型等離子體的角頻率設(shè)為《、將構(gòu)成所述金屬層的金屬的介電常數(shù)設(shè)為e (?)、 將所述金屬粒子的周邊的介電常數(shù)設(shè)為e、將真空中的光速設(shè)為c、將作為所述激發(fā)光的