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公開番号2025116549
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024011036
出願日2024-01-29
発明の名称反射吸収特性測定方法及び反射吸収特性評価方法
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人WisePlus
主分類G01N 21/41 20060101AFI20250801BHJP(測定;試験)
要約【課題】MIM構造を有する基板を用いて、金属粒子と金属層との間のプラズモン結合を効果的に活用することが可能な反射吸収特性測定方法を提供する。
【解決手段】厚さが30nm未満である金属層11と、金属層11の表面に設けられた絶縁膜12と、絶縁膜12の表面に設けられた金属粒子13と、をこの順に含むMIM構造基板1を用いて、MIM構造基板1の金属層11側の面から、局在表面プラズモン共鳴による反射吸収特性を測定する工程を備える、反射吸収特性測定方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
厚さが３０ｎｍ未満である金属層と、前記金属層の表面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の表面に設けられた金属粒子と、をこの順に含むＭＩＭ構造基板を用いて、前記ＭＩＭ構造基板の前記金属層側の面から、局在表面プラズモン共鳴による反射吸収特性を測定する工程を備える、反射吸収特性測定方法。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記金属層の厚さが２５ｎｍ以下である、請求項１に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項３】
前記金属層の厚さが５ｎｍ以上、２５ｎｍ以下である、請求項１に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項４】
前記金属層は、金からなり、
前記金属粒子は、金粒子である、請求項１に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項５】
前記ＭＩＭ構造基板は、絶縁性基板をさらに含み、
前記絶縁性基板と前記絶縁膜との間に前記金属層が設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項６】
前記ＭＩＭ構造基板は、前記絶縁性基板の前記金属層側の表面に設けられた下地金属層をさらに含む、請求項５に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項７】
前記下地金属層の厚さが３ｎｍ以下である、請求項６に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項８】
前記下地金属層の厚さが１ｎｍ以下である、請求項６に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項９】
前記下地金属層は、クロム、チタン又はアルミニウムからなる、請求項６に記載の反射吸収特性測定方法。
【請求項１０】
前記金属粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の反射吸収特性測定方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射吸収特性測定方法及び反射吸収特性評価方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、バイオセンサー等のセンサーの一例として、金、銀等の金属の表面に光を照射したときに発現する表面プラズモン共鳴（ＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ：ＳＰＲ）を利用したセンサーが提案されている。
【０００３】
表面プラズモンとは、金属表面に局在した自由電子の集団的振動に基づく疎密波である。金属表面に光が入射するとき、金属表面に局在する表面プラズモンと入射光が共鳴する条件になると、入射光のエネルギーが金属表面へと移動する。この現象が表面プラズモン共鳴と呼ばれる。表面プラズモン共鳴には、金属薄膜を用いる伝搬型の表面プラズモン共鳴、金属ナノ粒子又は金属ナノ構造を用いる局在型の表面プラズモン共鳴がある。
【０００４】
例えば、金属に物質が吸着する等して金属の表面状態が変化すると、金属表面近傍の屈折率が変化するが、屈折率の変化に応じて共鳴波長がシフトする。そのため、共鳴波長の変化からセンシングを行うことができる。
【０００５】
特許文献１には、金属粒子の配置を制御するための複雑なパターン形成技術を必要とせず、製造が容易であり、かつ、検出感度の高い局在型の表面プラズモンセンサーを構築することのできるＳＰＲ測定用基板及びその製造方法が開示されている。具体的には、特許文献１には、絶縁性基板上に金属層と絶縁層とがこの順で構成されており、上記絶縁層上に金属粒子からなる単層の金属コロイド結晶が形成されており、上記金属粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、上記金属粒子の間隔が５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とするＳＰＲ測定用基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－３４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のＳＰＲ測定用基板では、金属層と絶縁層と金属粒子とにより、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－Ｍｅｔａｌ）構造が金属層上に形成されている。
【０００８】
特許文献１に記載のＳＰＲ測定用基板を用いて、表面プラズモン共鳴による反射吸収特性を測定する場合、基板の各金属要素でプラズモン共鳴が生じるが、一般的には金属粒子間の距離に比べて金属粒子と金属層との間の距離が小さいため、金属粒子と金属層との間のプラズモン共鳴が最も強くなる。しかしながら、金属粒子と金属層との間のプラズモン結合を効果的に活用する点においては改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ＭＩＭ構造を有する基板を用いて、金属粒子と金属層との間のプラズモン結合を効果的に活用することが可能な反射吸収特性測定方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記測定方法を用いた反射吸収特性評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の反射吸収特性測定方法は、厚さが３０ｎｍ未満である金属層と、上記金属層の表面に設けられた絶縁膜と、上記絶縁膜の表面に設けられた金属粒子と、をこの順に含むＭＩＭ構造基板を用いて、上記ＭＩＭ構造基板の上記金属層側の面から、局在表面プラズモン共鳴（ＬｏｃａｌｉｚｅｄＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ：ＬＳＰＲ）による反射吸収特性を測定する工程を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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