分析裝置及電子設備的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及分析裝置以及電子設備。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在醫(yī)療診斷和食物檢查等中的需求日益增大，要求開發(fā)小型、高速的傳感 技術(shù)。雖然已經(jīng)研宄了以電化學方法為代表的各種各樣類型的傳感器，但由于可集成化、 低成本而且不選擇測定環(huán)境這些理由，對采用了表面等離子體共振（SPR :Surface Plasmon Resonance)的傳感器的關心不斷在提高。例如，已知有使用在設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在抗原抗體反應中有無抗原的吸附等有無物質(zhì) 吸附的傳感器。
[0003] 另外，也已經(jīng)研宄使用表面增強拉曼散射（SERS : Surf ace Enhanced Raman Scattering)，檢測附著于傳感器部位的物質(zhì)的拉曼散射而進行附著物質(zhì)的鑒定等的方法。 所謂SERS就是在納米級的金屬的表面上拉曼散射光被增強為10 2~10 14倍的現(xiàn)象。當在 成為標目標的物質(zhì)吸附于該表面的狀態(tài)下照射激光等激發(fā)光時，從激發(fā)光的波長僅偏離了 相當于物質(zhì)（分子）的振動能的波長的光（拉曼散射光）被散射。如果對該散射光進行分 光處理，則能夠獲得物質(zhì)的種類（分子種類）所固有的光譜（指紋圖譜）。通過分析該指紋 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)選基于通過光照射而被激發(fā)的表面等離子體的光的增強度大。
[0005] 例如，在專利文獻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] 在專利文獻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)波長短的周期性的粒子間間隔、且將粒子層與鏡層隔開的電介質(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，在專利文獻1中公開的結(jié)構(gòu)的傳感器中，將粒子層與鏡層隔開的 電介質(zhì)的厚度為2~40nm，根據(jù)發(fā)明人的研宄，電場增強度的波長依賴性（增強度光譜或反 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度。并且，已經(jīng)知道，在該文 獻公開的傳感器中，在多個粒子的尺寸不均勻的情況（產(chǎn)生了偏差的情況）下，會導致增強 度光譜中的峰的波長大大地偏移。
[0008] 在先技術(shù)文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本專利特表2007-538264號公報

【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，提供在增強度光譜中能夠獲得高增強 度，進而能夠高靈敏度地檢測、分析目標物質(zhì)的分析裝置以及電子設備。另外，本發(fā)明的幾 種方式所涉及的目的之一在于，提供目標物質(zhì)容易附著于成為高增強度的位置的分析裝置 以及電子設備。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備。
[0012] 本發(fā)明為了解決上述問題的至少一部分而做出，能夠作為以下的方式或應用例而 實現(xiàn)。
[0013] 本發(fā)明所涉及的一種方式的分析裝置具備：
[0014] 電場增強元件，包括金屬層、設于所述金屬層上并使激發(fā)光透過的透光層、及設于 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作為所述激發(fā)光而照射至所述電場增強元件；以及
[0016] 檢測器，檢測從所述電場增強元件發(fā)射的光，
[0017] 所述電場增強元件的所述金屬粒子的配置滿足下述式（1)的關系：
[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為《、將構(gòu)成所述金屬層的金屬的介電常數(shù)設為e (?)、 將所述金屬粒子的周邊的介電常數(shù)設為e、將真空中的光速設為c、將作為所述激發(fā)光的 照射角的來自所述金屬層的厚度方向的傾斜角設為0，Q表示滿足下述式（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為G[nm]、將所述透光層的有效折射率設為neff、將所述激 發(fā)光的波長設為A Jnm]時，滿足下述式（3)的關系：
[0022] 20[nm] < G ? (neff/l. 46) < 160[nm] ?(人 iASSlinm]) ? ? ? (3)
[0023] 這種分析裝置，在增強度光譜中能夠獲得非常高的增強度，能夠高靈敏度地檢測、 分析目標物質(zhì)。另外，由于這樣的分析裝置的能夠獲得高增強度的位置至少存在于金屬粒 子的上表面?zhèn)?，因此目標物質(zhì)容易接觸于該位置，因而能夠高靈敏度地檢測、分析目標物 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]可以滿足下述 式⑷的關系：
[0025] 30 [nm] < G ? (neff/l. 46) < 160 [nm] ?(人 i/785 [nm] ? ? ? (4)
[0026] 這種分析裝置由于滿足30[nm] < G ? (neff/l. 46)這樣的關系，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]電場增強元件，包括金屬層、設于所述金屬層上并使激發(fā)光透過的透光層、及設于 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作為所述激發(fā)光而照射至所述電場增強元件；以及
[0030] 檢測器，檢測從所述電場增強元件發(fā)射的光，
[0031] 所述電場增強元件的所述金屬粒子的配置滿足下述式（1)的關系：
[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為《、將構(gòu)成所述金屬層的金屬的介電常數(shù)設為e (?)、 將所述金屬粒子的周邊的介電常數(shù)設為e、將真空中的光速設為c、將作為所述激發(fā)光的