测定构造体、其制造方法及使用该测定构造体的测定方法
【专利摘要】一种测定构造体，包括具有多个空隙部(11)的金属制的空隙配置构造体(1)和支承所述空隙配置构造体(1)的支承基材(2)，被用于如下的测定方法中：对保持着被测定物的所述测定构造体照射电磁波，检测透过了所述测定构造体的电磁波或从所述测定构造体反射的电磁波的频率特性，由此测定被测定物的特性，所述测定构造体的特征在于，所述空隙配置构造体(1)的所述支承基材(2)侧的主面(10b)的至少一部分与所述支承基材(2)接合，所述空隙配置构造体(1)的空隙部(11)的主面(11a，11b)中的所述支承基材(2)侧的主面(11b)的至少一部分不与所述支承基材(2)接触。
【专利说明】测定构造体、其制造方法及使用该测定构造体的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测定构造体、其制造方法及使用该测定构造体的测定方法。
【背景技术】
[0002]以往，为了分析物质的特性，采用如下方法:将被测定物保持于空隙配置构造体，对保持着该被测定物的空隙配置构造体照射电磁波，对其透射率光谱进行解析来测定被测定物的特性。具体而言，可举出如下方法等:例如，对附着有作为被测定物的蛋白质等的金属网过滤器照射太赫波来解析透射率光谱。
[0003]在此，本发明人得知有如下倾向:使用的电磁波的波长越短，被测定物的检测灵敏度越高。但是，在使用较短波长的电磁波的情况下，需要减薄空隙配置构造体的厚度，其厚度成为例如IOOnm?20 μ m左右的量级。若要将这样薄的金属网等不弯曲地形成数mm见方或数CllI见方，在现实中非常困难。
[0004]因此，在使用这样薄的空隙配置构造体的情况下，为了使得空隙配置构造体不弯曲，需要用于将空隙配置构造体粘贴固定的支承基材(树脂膜等)。
[0005]在专利文献I (日本特开2007-010366号公报)中公开了如下方法:在具有空隙区域的空隙配置构造体(例如金属网)和紧贴于空隙配置构造体的基材上保持被测定物，向保持着被测定物的空隙配置构造体照射电磁波，检测透过了空隙配置构造体的电磁波，从而根据因被测定物的存在而引起的频率特性的变化来测定被测定物的特性。在此，空隙配置构造体的主面中的一个面成为完全粘贴于基材的状态。需要说明的是，专利文献I的基材主要是用于吸附被测定物，有时在基材上预先涂布有用于选择性地吸附被测定物的物质。
[0006]但是，在使用这样的支承基材的情况下存在如下问题:如图14所示，由于空隙配置构造体I的主面10a、10b中的一个面IOb成为完全粘贴于支承基材2的状态，因此在该一个面上无法保持被测定物，无法将灵敏度最高的空隙配置构造体的主面附近的区域高效率地用于测定。在上述的测定方法中，通过在空隙配置构造体的表面局部存在的电磁场与被测定物相互作用，从而引起频率特性的变化，这是因为，局部存在的电磁场在空隙配置构造体的两主面的表面附近最强，随着远离表面而呈指数函数方式地衰减。
[0007]专利文献1:日本特开2007— 010366号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种即使在被测定物的量为微量的情况下，也能实现高灵敏度、高效率的被测定物的特性测定的测定构造体、其制造方法及使用该测定构造体的测定方法。
[0009]本发明的测定构造体，包括具有多个空隙部的金属制的空隙配置构造体；支承所述空隙配置构造体的支承基材，其特征在于，
[0010]所述测定构造体用于如下的测定方法:对保持着被测定物的所述测定构造体照射电磁波，通过检测透过了所述测定构造体的电磁波、或从所述测定构造体反射的电磁波的频率特性而测定被测定物的特性，
[0011]所述空隙配置构造体的所述支承基材侧的主面的至少一部分与所述支承基材接
八I=I，
[0012]所述空隙配置构造体的空隙部的主面中的所述支承基材侧的主面的至少一部分不与所述支承基材接触。
[0013]优选上述支承基材由以硅或硅化合物为主成分的材料构成。
[0014]此外，本发明也涉及上述的测定构造体的制造方法，包括如下步骤:
[0015]在板状或膜状的支承基材的表面形成具有多个空隙部的金属制的空隙配置构造体；
[0016]通过经由所述空隙配置构造体的空隙部的蚀刻，在厚度方向上切削所述支承基材而形成凹部。
[0017]此外，本发明还涉及一种测定方法，在上述测定构造体的所述空隙部保持被测定物，对保持着所述被测定物的所述测定构造体照射电磁波，通过检测透过了所述测定构造体的电磁波或从所述测定构造体反射的电磁波的频率特性而测定被测定物的特性。
[0018]根据本发明，通过使检测灵敏度最高的空隙配置构造体的主面附近区域为什么都没有的状态，由此提高检测灵敏度。此外，能够使空隙配置构造体的主面附近区域的两面都用于保持被测定物，结果可提高检测灵敏度。由此，在被测定物的量是微量(距离空隙配置构造体的表面的厚度薄)的情况下，也能实现高灵敏度、高效率的被测定物的特性测定。
[0019]此外，本发明的测定构造体可以通过经由空隙配置构造体的空隙部的蚀刻而在厚度方向上切削基材的步骤来制作，因此可以使用MEMS(Micro Electro MechanicalSystem)技术等通用技术而简单地制造。
[0020]而且，本发明的测定构造体中，由于在支承基材的空隙配置构造体侧具有凹部(空隙配置构造体的空隙部的主面中的不与上述支承基材侧的主面接触的部分)，因此在被测定物(被检体)是液体的情况下，能够将该凹部用作收容被测定物的容器，所以是合适的。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是用于说明本发明的测定方法的概要的示意图。
[0022]图2是表示本发明的测定构造体的一例的剖面示意图。
[0023]图3是用于说明空隙配置构造体的格子构造的俯视示意图。
[0024]图4是表示实施例1的透射率光谱(无被测定物)的图表。
[0025]图5是表示实施例1的透射率光谱(有被测定物)的图表。
[0026]图6是表示比较例I的透射率光谱(无被测定物)的图表。
[0027]图7是表示比较例I的透射率光谱(有被测定物)的图表。
[0028]图8是表示本发明的测定构造体的一例的剖面示意图。
[0029]图9是表示本发明的测定构造体的一例的俯视示意图。
[0030]图10是表示实施例2的透射率光谱(无被测定物)的图表。
[0031]图11是表示在实施例2得到的透射率光谱(有被测定物)的图表。[0032]图12是表示实施例3的透射率光谱(无被测定物)的图表。
[0033]图13是表示实施例3的透射率光谱(有被测定物)的图表。
[0034]图14是表示以往的测定构造体的一例的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0035]首先，使用图1说明本发明的测定方法的一例的概要。图1是示意性表示本发明的测定方法所用的测定装置的整体构造的图。该测定装置使用通过将从激光器7 (例如，短光脉冲激光器)照射的激光照射到半导体材料上而产生的电磁波(例如，具有20GHz?120THz的频率的太赫波)脉冲。
[0036]在图1的构成中，用半透半反镜70将从激光器7射出的激光分支为两条路径。一个路径是向电磁波发生侧的光传导元件77照射，另一路径是通过使用多个反射镜71 (对于具有同样功能的部件省略标注)而经由延时台76向接收侧的光传导元件78照射。作为光传导元件77、78，可以使用在LT一GaAs (低温生长GaAs)形成具有问隙部的偶极天线的一般光传导元件。此外，作为激光器7，可以使用纤维型激光器、使用钛宝石等固体的激光器等。而且，对于电磁波的发生、检测，可以使用表面无天线的半导体，或使用如ZnTe晶体那样的电光晶体。在此，通过电源80在成为发生侧的光传导元件77的问隙部施加合适的偏压。
[0037]所发生的电磁波经抛物面反射镜72成为平行光束，并通过抛物面反射镜73而照射到周期构造体I。透过了周期构造体I的太赫波经抛物面反射镜74、75而被光传导元件78接收。在光传导兀件78所接收的电磁波信号被放大器84放大后,在锁定放大器82作为时间波形而被取得。然后，用含有计算单元的PC(个人计算机)83进行傅里叶变换等信号处理后，计算平板状的周期构造体I的透射率光谱等。为了用锁定放大器82取得，用振荡器81的信号来对施加于发生侧的光传导元件77的间隙的来自电源80的偏压进行调制(振幅5V至30V)。由此进行同步检波，从而能够提高S / N比。
[0038]以上所说明的测定方法是通常称为兆赫时间分域分光法(THz — TDS)的方法。除了 THz — TDS之外，也可以采用傅里叶变换红外分光法(FT — IR)。
[0039]在图1中，示出了测定电磁波透射率的情况，但在本发明中，也可以测定电磁波的反射率。优选的是，测定在O次方向的透射的透射率、在O次方向的反射的反射率。
[0040]需要说明的是，通常，设衍射光栅的光栅间隔为S、入射角为1、衍射角为Θ、波长为入时，由衍射光栅衍射而得的光谱可表示为:
[0041]s (sin1-sin Θ ) =ηλ...(1)。
[0042]上述“O次方向”的O次是指上述式⑴的η为O的情况。s和入不能为0，因此η=O成立时仅是sin1-sin Θ = O的情况。从而,上述“O次方向”是指入射角与衍射角相等时，也就是指电磁波的行进方向不发生变化的方向。
[0043]在本发明的测定方法所用的电磁波优选是波长入为0.3μπι?15mm(频率:20GHz?IPHz)的电磁波(太赫波)。若要进行更高灵敏度的测定，则优选缩短向空隙配置构造体照射的电磁波的波长入，优选使波长入为300 μ m以下(频率:1ΤΗζ以上)。
[0044]作为具体的电磁波，可举出:例如，以短光脉冲激光器作为光源，通过ZnTe等的电光晶体的光整流效应而发生的太赫波。此外，还可举出:例如，以短光脉冲激光器作为光源，在光传导天线激发自由电子，通过施加于光传导天线的电压而瞬时发生电流，由此产生的太赫波。此外，还可举出:例如从高压水银灯或高温陶瓷发出的太赫波。此外，作为具体的电磁波，可举出例如从半导体激光器或激光二极管射出的可见光。
[0045]此外，在本发明的测定方法中，向空隙配置构造体照射的电磁波优选是直线偏振的电磁波。直线偏振的电磁波可以是从无偏振、圆偏振等光源射出的电磁波通过(直线)偏振器后而成的直线偏振的电磁波，也可以是从偏振光源射出的直线偏振的电磁波。作为直线偏振器，可以使用线栅等。
[0046]在本发明中，“测定被测定物的特性”是指对作为被测定物的化合物进行定量、各种定性等，可举出例如测定溶液中等的微量被测定物的含有量的情况、进行被测定物的鉴定的情况。具体而言，可举出如下方法:例如，将空隙配置构造体浸溃于溶解了被测定物的溶液中，使被测定物附着于空隙配置构造体的表面，然后清洗溶剂、多余的被测定物，使空隙配置构造体干燥后，使用后述的测定装置来测定被测定物的特性。
[0047]在本发明中，当求解被测定物的量时，优选是，预先测定各种量的被测定物而得出频率特性，与基于该频率特性而作成的检测量线比较，从而来计算被测定物的量。
[0048]〈测定构造体〉
[0049](空隙配置构造体)
[0050]构成本发明的测定构造体的空隙配置构造体是具有在与主面垂直的方向上贯穿的多个空隙部的空隙配置构造体。整体形状通常为平板状或膜状。
[0051]本发明所用的空隙配置构造体是在与主面垂直的方向上贯穿的多个空隙部在上述主面上的至少一个方向呈周期性配置而成的构造体。但是，不需要在整个空隙配置构造体的范围使空隙部呈周期性配置，只要在至少一部分处空隙部呈周期性配置即可。
[0052]空隙配置构造体优选是准周期构造体或周期构造体。准周期构造体是指不具有并行对称性、但排列具有秩序性的构造体。作为准周期构造体，可举出:例如作为一维准周期构造体的斐波纳契构造、作为二维准周期构造体的彭罗斯(Penrose)构造。周期构造体是指具有如并行对称性所代表的那样的空间对称性的构造体，根据其对称的维度而分类为一维周期构造体、二维周期构造体、三维周期构造体。一维周期构造体可举出例如线栅构造、一维衍射光栅等。二维周期构造体可举出例如网过滤器、二维衍射光栅等。这些周期构造体中，二维周期构造体适合使用，更优选的是使用空隙部在纵向和横向都规则排列(方形排列)的二维周期构造体。
[0053]作为空隙部呈方形排列的二维周期构造体，可举出例如图3所示的、使空隙部11以恒定间隔呈矩阵状配置的板状构造体(格子状构造体)。关于图3所示的空隙配置构造体I是如下形状的板状构造体:从其主面IOa侧观察时在正方形的一部分具有突起部101的形状的空隙部11在与该正方形的各边平行的2个排列方向(图3中的纵向和横向)上等间隔地设置。空隙部不限于这样的形状，也可以是例如长方形、圆形或椭圆等。此外，只要呈方形排列即可，也可以是在两个排列方向上的间隔不相等，例如可以是长方形排列。
[0054]此外，空隙配置构造体的厚度(t)优选是测定所用的电磁波的波长入的几分之I以下。例如，在照射的电磁波的波长入为300 μ m时,优选t为150 μ m以下。若构造体的厚度大于该范围，则有时透过或反射的电磁波的强度变弱而难以检测到信号。
[0055]此外，空隙配置构造体的空隙部的尺寸优选是测定所用的电磁波的波长入的十分之一以上、10倍以下。若空隙部的尺寸为该范围以外，则有时透过的电磁波的强度变弱而难以检测到信号。
[0056]此外，空隙部的光栅间隔(间距)优选是测定所用的电磁波的波长的十分之一以上、10倍以下。若空隙部的光栅间隔在该范围外，则有时难以透过。
[0057]但是，关于空隙配置构造体、空隙部的形状和尺寸，根据测定方法、空隙配置构造体的材质特性、所使用的电磁波的频率等而适当设计，难以使其范围一般化，并非要限定于上述的范围。
[0058]空隙配置构造体由金属构成。作为金属可举出:能够与具有羟基、硫醇基、羧基等官能团的化合物的官能团键合的金属、能够在表面涂敷羟基、氨基等官能团的金属，以及这些金属的合金。具体而言，可举出金、银、铜、铁、镍、铬、娃、锗等，优选是金、银、铜、镍、铬，更优选是镍、金。
[0059]在使用金、镍的情况下，尤其是被测定物含有硫醇基(一 SH基)时，能够使该硫醇基键合于空隙配置构造体的表面，因此是有利的。此外，在使用镍的情况下，尤其是被测定物含有羟基(一 0H)或羧基(一 C00H)时，能够使该官能团键合于空隙配置构造体的表面，因此是有利的。
[0060]这样的空隙配置构造体可以采用各种公知的方法来制作，优选是在板状或膜状的支承基材的表面通过图案形成而形成。图案形成可以通过通常的半导体上电极制作工序(例如，抗蚀剂涂布、图案印刷、抗蚀剂图案形成、金属蒸镀、抗蚀剂除去)等而进行。
[0061]在本发明中，作为在空隙配置构造体保持被测定物的方法，可以使用各种公知的方法，例如可以将被测定物直接附着于空隙配置构造体，也可以将被测定物隔着支承膜等地附着。从通过提高测定灵敏度、抑制测定偏差来进行高再现性的测定的观点考虑，优选是在空隙配置构造体的表面直接附着被测定物。
[0062]作为在空隙配置构造体直接附着被测定物的情况，不仅是在空隙配置构造体的表面与被测定物之间直接形成化学键等的情况，也包括对于预先在表面键合有主分子的空隙配置构造体，使被测定物键合于该主分子的情况。作为化学键，可举出共价键(例如，金属一硫醇基之间的共价键等)、范德华力、离子键、金属键、氢键等，优选是共价键。此外，主分子是指能够特异性键合被测定物的分子等，作为主分子与被测定物的组合，可举出例如抗原与抗体、糖链与蛋白质、脂质与蛋白质、低分子化合物(配位体)与蛋白质、蛋白质与蛋白质、单链DNA与单链DNA等。
[0063](支承基材)
[0064]支承基材是能够将上述空隙配置构造体以使其具有张力的状态加以保持的构件。具有张力的状态只要是无挠曲的状态即可。该支承基材与空隙配置构造体是不同的构件。
[0065]作为支承基材的材料，可举出例如半导体、树脂、陶瓷、玻璃、石英等，优选是对所使用的电磁波的透射率高的材料。对于太赫波或红外光的电磁波，优选是半导体。作为半导体，可举出例如IV族半导体(S1、Ge等)、11 一 VI族半导体(ZnSe、CdS、ZnO等)、III一V族半导体(GaAs、InP、GaN等)、IV族化合物半导体(SiC、SiGe等)、I一III一VI族半导体(CuInSe2等)等化合物半导体、有机半导体,优选是娃(Si)。在支承基材由娃构成的情况下，通过采用MEMS技术等通用的半导体技术，能够简单地制作具有所希望形状的支承基材。对于近红外光或可见光的电磁波，优选举出陶瓷、玻璃、石英。在支承基材由玻璃、石英等以硅化合物为主成分的材料构成的情况下，通过采用MEMS技术等通用技术，能够简单地制作具有所希望形状的支承基材。
[0066]在本发明的测定构造体中，空隙配置构造体的主面中的支承基材侧的主面的至少一部分与支承基材接合，且空隙配置构造体的空隙部的主面中的上述支承基材侧的主面的至少一部分不与上述支承基材接触。
[0067]在此，“空隙配置构造体的主面”不是表示平面的术语，是指空隙配置构造体的外周面中的、与空隙部的排列方向平行的部分(例如，图2所示的主面10a、10b)。其中，支承基材侧的主面是例如图2所示的主面10b。
[0068]此外，“空隙配置构造体的空隙部的主面”是“将空隙部认为是由空隙配置构造体的包括主面在内的平面和空隙配置构造体的内部侧面所围成的构件时的主面”，换言之，是指“空隙配置构造体的包括主面在内的平面中的、除了空隙配置构造体的主面以外的部分，且是除去该平面方向上的比空隙配置构造体更靠外侧的部分而成的部分”(例如，图2所示的主面IlaUlb)。其中，支承基材侧的主面是例如图2所示的主面lib。
[0069]作为空隙配置构造体的主面中的支承基材侧的主面的至少一部分与支承基材接合的形态，可举出例如仅是空隙配置构造体的支承基材侧的主面的周边部与支承基材接合的情况，但不限于此，也可以是空隙配置构造体的支承基材侧的整个主面与支承基材接合。
[0070]具有这样构造的支承基材是通过包括如下步骤的制造方法而制作:在如上述那样在板状或膜状的支承基材的表面形成了空隙配置构造体之后，通过经由上述空隙配置构造体的空隙部的蚀刻，在厚度方向上切削支承基材而形成凹部。
[0071]作为“经由空隙部的蚀刻”，可举出将空隙配置构造体用作掩模的各种公知的蚀刻法，可以采用MEMS技术等通用技术。需要说明的是，采用这样的蚀刻，不仅能够形成仅在与图8所示的空隙部11对应的位置形成有凹部22的支承基材2，还能通过采用适当的化学蚀刻法等，而在与图2所示的空隙部11对应的位置以外(例如，图2的空隙配置构造体I的主面IOb与支承基材2之间)也形成凹部21。
[0072]需要说明的是，关于本发明的支承基材，不限于两主面为平行的形状，在空隙配置构造体被保持的状态下，可以是一个主面以一定的角度相对于空隙配置构造体的空隙配置部的主面倾斜的形状。在以具有入射角(电磁波的行进方向与空隙配置构造体的主面所成的角度)的状态使电磁波入射空隙配置构造体的情况下，做成这样的形状是有利的。
[0073]<测定方法>
[0074]在由本发明的测定方法得到的透射率光谱等的频率特性中，优选出现下降(dip)波形。在此，下降波形是指通常在透射率光谱等中，在电磁波的透射率高的频率区域(通频带区域)可见的局部的倒峰。
[0075]频率特性中产生的下降波形优选是由于空隙配置构造体的TEll模式谐振(将各空隙部视作波导管时)而产生的。或者，优选是由于空隙配置构造体的TElO模式谐振(将各空隙部视作波导管时)的减少而产生的。这是由于，在频率特性上出现的下降波形成为尖锐处(sharp)，被测定物的测定灵敏度提高。
[0076]为了产生下降波形，优选使空隙配置构造体相对于电磁波的行进方向及偏振方向倾斜。除此之外，通过使空隙配置构造体的空隙部的形状相对于与电磁波的偏振面正交的假想面为非镜像对称的形状，从而能够基于TEll模式谐振产生下降波形。该情况下，即使将空隙配置构造体与电磁波的行进方向垂直地配置，也能产生由于TEll模式谐振所引起的下降波形。
[0077]作为这样的空隙部的形状，可举出在形成周期构造体的空隙部的部分具有突起部或切缺部的形状。在该情况下，优选在形成周期构造体的空隙部的部分中的、产生TEll模式那样的谐振时电场强度相对变强的位置具有突起部，或在电场强度相对变弱的位置具有切缺部。此外，可以是使周期构造体的从与主面垂直的方向观察到的空隙部的形状为梯形、凸型、凹型、多边形或星型等，以使空隙配置构造体相对于与第一电磁波的偏振面正交的假想面不成为镜像对称的方式来配置空隙配置构造体。
[0078]在关于以上测定方法的说明中，说明了对透过了空隙配置构造体的电磁波的频率特性进行检测的情况，但对在空隙配置构造体所反射的电磁波的频率特性进行检测时，透射光谱的下降波形在反射光谱中成为峰值波形。
[0079]实施例
[0080]以下，举出实施例进一步详细说明，但本发明不限于此。
[0081](实施例1)
[0082]准备Si半导体基板作为支承基材，采用通常的在半导体上的电极制作工序(例如抗蚀剂涂布、图案印刷、抗蚀剂图案形成、金属蒸镀、抗蚀剂除去)而在该支承基材上制作空隙配置构造体。然后，通过经由空隙配置构造体的空隙部的蚀刻，在厚度方向上切削上述支承基材而形成凹部，由此得到本发明的测定构造体。
[0083]图2示出测定构造体的剖面示意图。支承基材2的材质是Si，Z方向的厚度(包括凹部21)为300 μ m。如图2所示,在支承基材2的空隙配置构造体I侧设有深度为5 μ m的凹部21，支承基材2仅与空隙配置构造体I的周围接合。空隙配置构造体I的材质是Ni，厚度为2 μ m。在此，空隙配置构造体I的主面10a、IOb中的支承基材2侧的主面IOb的周边部与支承基材2接合，且空隙配置构造体I的空隙部11的主面IlaUlb中的支承基材2侧的主面Ilb全部不与支承基材2接触。此外，在本实施例中，空隙配置构造体I的主面IOb的周边部以外也不与支承基材2接触。
[0084]图3示出空隙配置构造体I的部分俯视图。向测定构造体入射的入射电磁波是向Y轴方向偏振了的平面波，相对于空隙配置构造体的主面(XY面)垂直入射。如图3所示，从主面方向观察，空隙配置构造体的空隙部11的形状为大致正方形，但在正方形的一边具有突起部101。即，空隙部是在6 μ m见方的正方形的一边具有I μ m见方的突起部101的形状，各部的尺寸如图3所示。如此，通过使空隙配置构造体的空隙部的形状相对于与电磁波的偏振面正交的假想面不是镜像对称的形状，从而能够产生由TEll模式谐振所引起的下降波形。空隙配置构造体中，这样的空隙部以光栅问隔9μπι在纵横方向呈格子状配置。
[0085]图4表示关于本实施例的测定构造体，未保持被测定物时的透射率光谱的计算结果(基于FDTD法(Finite-differencetime-domainmethod:时问分域差分法)的电磁场仿真的结果)。如图4所示，在24.068THZ观测到源白空隙配置构造体的下降波形。需要说明的是，图4的图表记录了下降波形等以外的微小峰值，但这是由于支承基材的干涉而产生的，在测定被测定物的特性时可以无视(对于其他图表也同样)。
[0086]接着，图5表示在实施例1的测定构造体的空隙配置构造体的主面(不面向支承基材的主面)附着作为被测定物的介电体膜(厚度500nm、折射率2)时的透射率光谱的计算结果。如图5所示，在20.759THZ观察到下降波形。与图4相比可知，因被测定物的存在而产生下降波形的频率改变(改变量3.309THZ)。这意味着通过使用本实施例的测定构造体，能够基于频率特性的变化来检测被测定物。
[0087](比较例)
[0088]除了在空隙配置构造体与支承基材之间未设置图2所示的凹部21这一点以外，其余与实施例1同样地制作出图14所示的以往的测定构造体。
[0089]图6表示关于比较例的测定构造体的透射率光谱的计算结果。未明确观测到如图4所示那样的源白空隙配置构造体的下降波形，可知整体上透射率小。
[0090]接着，图7示出在比较例的测定构造体的空隙配置构造体的主面(不面向支承基材的主面)附着作为被测定物的介电体膜(厚度500nm、折射率2)时的透射率光谱的计算结果。比较图6与图7，无法观测到因被测定物的存在而引起的下降波形的频率改变。
[0091](实施例2)
[0092]如图8所示，除了在空隙配置构造体与支承基材之间周期性地设置多个支柱这一点以外，其余与实施例1同样地制作测定构造体。支柱的材质与支承基材相同，是Si,支柱的形状是一边为3 μ m的直棱柱状。这样的支柱23相对于空隙配置构造体I配置在图9所示的位置，支柱23的间距与光栅问隔相同，是9μπι。在此，空隙配置构造体I的主面10a、IOb中的支承基材2侧的主面IOb的周边部与支承基材2接合，且空隙配置构造体I的空隙部11的主面lla、lib中的支承基材2侧的主面Ilb全部不与支承基材2接触。此外，在本实施例中，空隙配置构造体I的主面IOb的一部分在上述支柱23的部分与支承基材2接触。
[0093]图10示出关于本实施例的测定构造体的透射率光谱的计算结果。如图10所示，在23.944THZ观测到源白空隙配置构造体的下降波形(其他的下降波形不是由空隙配置构造体的TEll模式谐振(将各空隙部视作波导管时)引起的下降波形)。
[0094]接着，图11示出在本实施例的测定构造体的空隙配置构造体的主面(不面向支承基材的主面)附着作为被测定物的介电体膜(厚度500nm、折射率2)时的透射率光谱的计算结果。如图11所示，在20.606THZ观测到下降波形。通过与图10的比较可知，因被测定物的存在而产生下降波形的频率改变(改变量3.338THz)。这意味着通过使用本实施例的测定构造体，能够基于频率特性的变化来检测被测定物。
[0095](实施例3)
[0096]如图8所示，除了支承基材2的设于空隙配置构造体I侧的凹部22为将空隙配置构造体I的空隙部11的形状投影于支承基材2的形状(锪孔形状)这一点以外，其余与实施例I同样地制作测定构造体。在此，空隙配置构造体I的主面10a、10b中的支承基材2侧的主面IOb的周边部与支承基材2接合，且空隙配置构造体I的空隙部11的主面lla、lib中的支承基材2侧的主面Ilb全部不与支承基材2接触。此外，在本实施例中，空隙配置构造体I的主面IOb全部与支承基材2接触。
[0097]图12示出关于本实施例的测定构造体的透射率光谱的计算结果。由图12可知，在25.918THZ观测到源白空隙配置构造体的下降波形(其他的下降波形不是由空隙配置构造体引起的下降波形)。
[0098]接着，图13示出在本实施例的测定构造体的空隙配置构造体的主面(不面向支承基材的主面)附着作为被测定物的介电体膜(厚度500nm、折射率2)时的透射率光谱的计算结果。如图13所示，在25.115THz观测到下降波形。通过与图12的比较可知，因被测定物的存在而产生下降波形的频率改变(改变量0.803THz)。这意味着通过使用本实施例的测定构造体，能够基于频率特性的变化来检测被测定物。
[0099]关于本次公开的实施方式及实施例，应理解为其是对发明点的例示而非限制。本发明的范围不是上述的说明而是由权利要求所示，与权利要求等同的意思及其范围内的所有变更均包括在内。
[0100]附图标记的说明
[0101]I空隙配置构造体，
[0102]10a, IOb 主面，
[0103]101 关起部，
[0104]11空隙部，
[0105]11a, Ilb 主面，
[0106]2支承基材，
[0107]21,22 凹部，
[0108]23 支柱，
[0109]7激光器，
[0110]70半透半反镜，
[0111]71反射镜，
[0112]72，73，74，75抛物面反射镜，
[0113]76延时台，
[0114]77，78光电導元件，
[0115]80 电源，
[0116]81振荡器，
[0117]82锁定放大器，
[0118]83PC (个人计算机)，
[0119]84放大器。
【权利要求】
1.一种测定构造体，包括具有多个空隙部(11)的金属制的空隙配置构造体(I);支承所述空隙配置构造体(I)的支承基材，其特征在于， 所述测定构造体用于如下的测定方法:对保持着被测定物的所述测定构造体照射电磁波，通过检测透过了所述测定构造体的电磁波、或从所述测定构造体反射的电磁波的频率特性而测定被测定物的特性， 所述空隙配置构造体(I)的所述支承基材(2)侧的主面(IOb)的至少一部分与所述支承基材⑵接合， 所述空隙配置构造体(I)的空隙部(11)的主面(11a，Ilb)中的所述支承基材(2)侦U的主面(Ilb)的至少一部分不与所述支承基材(2)接触。
2.根据权利要求1所述的测定构造体，其特征在于， 所述支承基材(2)由以硅或硅化合物为主成分的材料构成。
3.—种测定构造体的制造方法，该测定构造体是权利要求1或2所述的测定构造体,所述测定构造体的制造方法包括如下步骤: 在板状或膜状的支承基材(2)的表面形成具有多个空隙部(11)的金属制的空隙配置构造体⑴； 通过经由所述空隙配置构造体(I)的空隙部(11)的蚀刻，在厚度方向上切削所述支承基材(2)而形成凹部(21、22)。
4.一种测定方法,其特征在于， 在权利要求1或2所述的测定构造体的所述空隙部(11)保持被测定物， 对保持着所述被测定物的所述测定构造体照射电磁波，通过检测透过了所述测定构造体的电磁波或从所述测定构造体反射的电磁波的频率特性而测定被测定物的特性。
【文档编号】G01N21/01GK103477204SQ201180069793
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2011年11月28日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】近藤孝志, 神波诚治 申请人:株式会社村田制作所