的SERS单元(表面增强拉曼散射单元)I具备处理基板2、被安装于处理基板2上的SERS元件(表面增强拉曼散射元件)3。处理基板2为矩形板状的载玻片(slide glass)、树脂基板、或者陶瓷基板等。SERS元件3以偏向于处理基板2的长边方向上的一个端部的状态被配置于处理基板2的表面2a。
[0051]SERS元件3具备被安装于处理基板2上的基板4、形成于基板4的表面(主面)4a上的成形层5、形成于成形层5上的导电体层6。基板4由硅或者玻璃等而被形成为矩形板状，并具有数百UmX数百μm?数十mmX数十mm左右的外形、以及100 μm?2mm左右的厚度。基板4的背面4b由直接结合(direct bonding)、使用焊锡等金属的接合、共晶接合(eutectic bonding)、通过激光照射等进行的恪融接合、阳极接合、或者使用了树脂的接合而被固定于处理基板2的表面2a。
[0052]图3是图2的区域AR的模式性的放大截面图。在图3中省略了导电体层6。如图3所示，成形层5具有形成于基板4的表面4a上的支撑部7、形成于支撑部7上的细微结构部8。支撑部7是以遍及基板4的表面4a的整体延伸的形式被形成的。支撑部7的厚度T7具有从支撑部7的中央部分7a朝着外缘部分7b渐渐变薄的梯度。换言之，支撑部7的厚度T7在外缘部分7b比中央部分7a相对更薄。支撑部7的厚度T7例如在中央部分7a为200nm左右，在外缘部分7b为10nm左右。
[0053]细微结构部8遍及基板4的表面4a的整体而形成于支撑部7上。细微结构8与支撑部7被一体地形成。成形层5包含形成了细微结构部8的细微结构区域A5。在此，由于细微结构部8是遍及基板4的表面4a的整体而被形成的，所以细微结构区域A5也成为遍及基板4的表面4a的整体而进行延伸的区域。另外，由于支撑部7也是遍及基板4的表面4a的整体而被形成的，所以细微结构区域A5的中央部分5a以及外缘部分5b分别与支撑部7的中央部分7a以及外缘部分7b —致。
[0054]细微结构部8包含形成于支撑部7上的多个凸部81。凸部81被从支撑部7突出设置并与支撑部7 —体地形成。凸部81在支撑部7上(即基板4的表面4a上)被排列成二维阵列状。支撑部7的表面7s露出于互相相邻的凸部81之间。凸部81例如呈圆柱状。另外，凸部81的配置能够做成矩阵配置或三角配置、或者蜂窝状配置等。另外，凸部81的形状并不限定于圆柱状，可以做成椭圆柱状或四方柱状或其他多角形柱状等的任意的柱状、或者任意的锥形状。
[0055]凸部81的形成密度在细微结构区域A5的中央部分5a比细微结构区域A5的外缘部分5b相对更小。即，细微结构部8具有作为包含细微结构区域A5的中央部分5a的区域且凸部81的形成密度相对小的低密度区域8a、和作为以包含细微结构区域A5的外缘部分5b的形式包围低密度区域8a的区域且凸部81的形成密度相对大的高密度区域8b。
[0056]在此，凸部81的形成密度是指例如由形成于成为基准的规定区域R内的凸部81的体积的总和来规定的形成密度。因此，在这里的形成密度在形成于规定区域R内的凸部81的体积的总和大的时候变大，在形成于规定区域R内的凸部的体积的总和小的时候变小。在此，由于成为形成密度的比较对象的凸部81形状是均匀的，所以形成密度的大小对应于形成于规定区域R内的凸部81的个数。
[0057]凸部81例如是以120nm左右的柱径被形成的。低密度区域8a中凸部81的间距例如是450nm左右。另一方面，高密度区域8b中的凸部81的间距窄于低密度区域8a的间距，例如是250nm左右。凸部81的高度H81在低密度区域8a以及高密度区域8b中大致一定(形状均匀)，例如是180nm左右。即，细微结构部8的厚度T8在细微结构区域A5的整体上都大致一定。
[0058]通过细微结构部8的厚度T8 —定且支撑部7的厚度T7具有梯度，从而成形层5的整体厚度T5具有对应于支撑部7的厚度T7的梯度。更具体而言，根据支撑部7的厚度T7的梯度，成形层5的厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b比细微结构区域A5的中央部分5a相对更薄。换言之，根据支撑部7的厚度T7的梯度，成形层5的厚度T5具有从细微结构区域A5的中央部分5a朝着外缘部分5b渐渐变薄的梯度。
[0059]如上所述的成形层5例如可以通过用纳米压印法来将被配置于基板4的表面4a上的树脂(丙烯酸系、氟系、环氧系、硅酮系、聚氨酯系、PET、聚碳酸酯或无机有机混合材料等)或者低熔点玻璃进行成形从而被一体地形成。
[0060]导电体层6形成于细微结构部8上。导电体层6除了凸部81的表面之外还到达露出于凸部81之间的支撑部7的表面7s。因此，导电体层6具有如对应于成形层5的细微结构部8的细微结构。导电体层6例如具有数nm?数μπι左右的厚度。
[0061]这样的导电体层6例如可以通过将金属(Au、Ag、Al、Cu或者Pt等)等导电体蒸镀于上述由纳米压印法成形了的成形层5来形成。在SERS元件3中，通过细微结构部8以及形成于支撑部7的表面7a上的导电体层6构成了产生表面增强拉曼散射的光学功能部10。
[0062]接着，就SERS单元I的使用方法进行说明。首先，准备SERS单元I。然后，使用移液管等来滴加溶液样品[或者是将粉体样品分散于水或者乙醇等的溶液中得到的混合物(以下相同)]，并将样品配置于光学功能部10上。另外，样品被配置于形成在支撑部7的表面7s以及细微结构部8的凸部81的表面上的导电体层6之上。另外，在滴加溶液的样品的时候，也可以预先为了形成样品槽而将由硅酮等构成的间隔装置(spacer)配置于处理基板2之上。
[0063]接着，根据需要为了降低透镜效果而将玻璃盖载置于光学功能部10上(在使用间隔装置的情况下能够载置于间隔装置上)，并与溶液的样品紧密附着。接着，将SERS单元I设置于拉曼光谱分析装置，通过玻璃盖将激发光照射于被配置于光学功能部10上的样品。由此，在光学功能部10与样品的界面上产生表面增强拉曼散射，来自样品的拉曼散射光例如被增强至18的程度而被放出。因此，可以用拉曼光谱分析装置进行高灵敏度.高精度的拉曼光谱分析。
[0064]另外，对于将样品配置到光学功能部10上的方法，除了上述方法之外还有以下方法。例如可以把持处理基板2并相对于作为溶液的样品浸渍SERS元件3提起，并鼓风干燥样品。另外，也可以将微量溶液样品滴加至光学功能部10上并使样品自然干燥。进一步，也可以直接将粉体样品分散于光学功能部10上。
[0065]接着，参照图4针对SERS单元I的制造方法的一个例子进行说明。在该制造方中，首先如图4的(a)所示准备模具M0模具M具有与上述成形层5的细微结构部8相反的图案。更加具体而言，模具M具有形成了相对较大柱径的凸部M81的中央部分的高密度区域M8a和形成了相对较小柱径的凸部M82的外缘部分的低密度区域M8b。
[0066]在模具M上，由互相相邻的凸部M81、M82规定的凹部M83是对应于成形层5上的凸部81。由于成形层5的凸部81的柱径D81为一定，因此模具M上的凹部M83的宽度也一定。因此，在形成了相对较大的凸部M81的模具M的高密度区域M8a，凹部M83彼此的间隔变宽并且凹部M83的体积的总和相对变小。相对于此，在形成了相对较小的凹部M82的模具M的低密度区域M8b，凹部M83彼此的间隔变窄并且凹部M83的体积的总和相对变大。
[0067]另外，模具M既可以是纳米