增强拉曼散射元件的一部分放大截面图。
[0034]图6是图1的表面增强拉曼散射单元的表面增强拉曼散射元件的变形例的一部分放大截面图。
[0035]图7是设定有图1的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析装置的结构图。
[0036]图8是表示制造图5的表面增强拉曼散射元件的方法的工序的截面图。
[0037]图9是表示制造图5的表面增强拉曼散射元件的方法的工序的截面图。
[0038]图10是表示制造图5的表面增强拉曼散射元件的方法的工序的截面图。
[0039]图11是表示制造图5的表面增强拉曼散射元件的方法的工序的截面图。
[0040]图12是实施例的表面增强拉曼散射元件的光学功能部的SEM照片。
[0041]图13是表示关于实施例的表面增强拉曼散射元件的斯托克斯频移与信号强度的关系的曲线图。
[0042]符号的说明:
[0043]2…SERS单元(表面增强拉曼散射单元)，21…基板，21a...表面(主面)，24…微细构造部，27...支柱(凸部)，31…第I导电体层，32...第2导电体层，33...基部，33a...槽，34…突出部，34a…端部。
【具体实施方式】
[0044]以下，就本发明的一个侧面的一个实施方式，参照附图详细说明。另外，另外，在各图中对相同部分或者相当部分赋予相同符号，并省略重复的说明。
[0045]如图1和图2所示，SERS单元(表面增强拉曼散射单元)I具备SERS元件(表面增强拉曼散射元件)2、在测定时支撑SERS元件2的测定用基板3、在测定用基板3机械性地保持SERS元件2的保持部4。另外，“机械性地”是指“不用粘结剂等而通过构件彼此的嵌合”。
[0046]在测定用基板3的表面3a，设置有容纳SERS元件2和保持部4的凹部5。另一方面，如图2和图3所示，在测定用基板3的背面3b，以形成有在垂直于测定用基板3的厚度方向的方向上延伸的壁部6，7的方式设置多个去肉减重部8。作为一个例子，壁部6沿着测定用基板3的外缘形成为环状，壁部7在壁部6的内侧形成为格子状。测定用基板3形成为长方形板状。凹部5和各个去肉减重部8形成为长方体状。这样的测定用基板3可以使用成型、切削和蚀刻等手法由树脂(聚丙烯、苯乙烯树脂、ABS树脂、聚乙烯、PET、PMMA、硅酮、液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃、硅等材料一体形成。
[0047]如图4所示，SERS元件2具备基板21、形成在基板21上的成形层22、以及形成在成形层22上的导电体层23。作为一个例子，基板21由硅或者玻璃而形成为矩形板状，并具有数百ymX数百μ m?数十mmX数十mm左右的外形和100 μ m?2mm左右的厚度。
[0048]成形层22包含微细构造部24、支撑部25、以及框部26。微细构造部24是在成形层22的中央部具有形成在基板21的相反侧的表层的周期性图案的区域，并经由支撑部25而形成在基板21的表面(主面)21a上。支撑部25是支撑微细构造部24的区域，并形成在基板21的表面21a上。框部26是包围支撑部25的环状区域，并形成在基板21的表面21a 上。
[0049]作为一个例子，微细构造部24在从测定用基板3的厚度方向上的一侧看的情况下具有数百μηιΧ数百μm?数十_Χ数十mm左右的矩形状外形。在微细构造部24，作为周期性图案，具有数nm?数百nm左右的粗细和高度的多个支柱(pillar)沿着基板21的表面21a以数十nm?数百nm左右的间距周期性地排列。支撑部25和框部26具有数十nm?数十μ m左右的厚度。这样的成形层22例如通过由纳米压印法将配置在基板21上的树脂(丙烯类、氟类、环氧类、硅酮类、尿烷类、PET、聚碳酸酯或者无机有机混合材料等)或者低熔点玻璃成形而一体形成。
[0050]导电体层23 —体形成在微细构造部24上和框部26上。在微细构造部24，导电体层23到达露出于基板21的相反侧的支撑部25的表面。在SERS元件2中，通过形成在微细构造部24的表面上以及露出于基板21的相反侧的支撑部25的表面上的导电体层23，构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部20。作为一个例子，导电体层23具有数nm?数μπι左右的厚度。这样的导电体层23例如通过使金属(Au、Ag、Al、Cu或者Pt等)导电体在由纳米压印法成形的成形层22气相生长而形成。
[0051]在凹部5的底面5a，设置有容纳SERS元件2的基板21侧的一部分的凹部9。凹部9形成为具有与SERS元件2的基板21侧的一部分相辅的关系的形状，并限制SERS元件2朝着垂直于基板21的厚度方向的移动。另外，SERS元件2不被粘结剂等固定于凹部9的内面，而仅接触于凹部9的内面。另外，SERS元件2的大致整体容纳于凹部9，导电体层23的表面(基板21相反侧的表面)和凹部5的底面5a可以成为大致同一个面。
[0052]保持部4具有在以从基板21的厚度方向看的情况下包围光学功能部20的方式形成为环状的挟持部41、以及从挟持部41向测定用基板3的背面3b侧延伸的多个脚部42。在凹部5的底面5a，以对应于各个脚部42的方式设置有嵌合孔11。各个脚部42在挟持部41包围光学功能部20并且接触于SERS元件2的导电体层23的状态下嵌合于各个嵌合孔Ilo如此，形成在与测定用基板3分开的保持部4机械性地固定于测定用基板3，配置在凹部9的SERS元件2由测定用基板3和保持部4的挟持部41挟持。由此，SERS元件2相对于测定用基板3被机械性地保持。另外，嵌合孔11具有底，并且不贯通规定用基板3。
[0053]作为一个例子，挟持部41以在从基板21的厚度方向看的情况下外缘成为矩形状且内缘成为圆形状的方式形成，脚部42从挟持部41的4个角部的各个向测定用基板3的背面3b侧延伸。通过挟持部41的内缘成为圆形状，从而能够回避挤压到SERS元件2的局部挤压力的作用。脚部42和嵌合孔11形成为圆柱状。具有这样的挟持部41和脚部42的保持部4使用成型、切削和蚀刻等手法由树脂(聚丙烯、苯乙烯树脂、ABS树脂、聚乙烯、PET、PMMA、硅酮、液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃、硅等材料一体形成。
[0054]此外，SERS单元I具备具有光透过性的盖体12。盖体12配置于设置在凹部5的开口部的扩宽部13，并覆盖凹部5的开口部。扩宽部13形成为具有与盖体12相辅的关系的形状，并限制盖体12朝着垂直于盖体12厚度方向的方向移动。保持部4的挟持部41的表面41a与扩宽部13的底面13a为大致同一个面。由此，盖体12不仅被测定用基板3而且还被保持部4支撑。作为一个例子，盖体12由玻璃等形成为矩形板状，并具有18mmX 18mm左右的外形和0.15mm左右的厚度。另外，如图1和图2所示，在使用SERS单元I之前，以覆盖盖体12的方式将预固定膜14粘附于测定用基板3，防止盖体12从测定用基板3脱落。
[0055]就上述的SERS元件2更详细地进行说明。如图5所示，微细构造部24具有沿着基板21的表面21a周期性地排列的多个支柱(凸部)27。作为一个例子，支柱27形成为具有数nm?数百nm左右的粗细和高度的圆柱状，并沿着基板21的表面21a以数十nm?数百nm左右(优选250nm?800nm)的间距周期性地排列。
[0056]导电体层23具有第I导电体层31和第2导电体层32。第I导电体层31和第2导电体层32依次层叠在成形层22上。第I导电体层31遍及基板21的表面21a和微细构造部24 (成形层22)的整体，并以连续覆盖基板21的表面21a和微细构造部24的方式形成在基板21的表面21a和微细构造部24上。第I导电体层31例如由Au、Ag、Al、Cu或者Pt等导电体材料构成。第I导电体层31的厚度例如为数nm?数百nm的左右。
[0057]第2导电体层32以构成用于表面增强拉曼散射的多个间隙(即，有助于表面增强拉曼散射强度增大的纳米间隙)的方式形成在第I导电体层31上。更具体而言，第2导电体层32具有以沿着基板21的表面21a的方式形成的基部33、以及在对应于各个支柱27的位置从基部33突出的多个突出部34。
[0058]基部33经由第I导电体层31而层状地形成在支撑部25的表面25a上。基部33的厚度例如为数nm?数μπι左右。因此，支撑部25的表面25a上的第I导电体层31与基部33的总厚度例如为数nm?数μ m左右，并且小于支柱27的高度。突出部34以覆盖各个支柱27的方式形成