2018 年度研究成果報告書

オットー光学配置を利用したペーパープラズモニックセンサの構築

研究課題

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研究課題/領域番号	16K04940
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	応用物性
研究機関	国立研究開発法人産業技術総合研究所
研究代表者	福田伸子国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90360635)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	表面プラズモン共鳴 / オットー配置 / 紙 / 固体脱濡れ / 局在表面プラズモン共鳴
研究成果の概要	塗工紙表面に金の連続膜を蒸着したものをプラズモン場を発生させるセンサシートとし、プリズムと紙との間にギャップを形成しOtto光学配置を構築した。反射率の入射角分散を計測したところ、全反射条件下で急峻な反射率減衰が見られたことから、表面プラズモン共鳴の発現が確認された。また、紙上の金連続膜表面にタンパク質を吸着させると、プラズモン共鳴角のシフトが見られたことから、Otto光学配置を利用すれば、紙を基材とした場合でもナノレベルの微小な誘電体膜厚変化を検出可能であることを実証した。
自由記述の分野	プラズモニクス、表面界面分析、材料化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	表面プラズモン共鳴を利用したバイオ・ケミカルセンシング手法は、これまでほぼ全てがKretschmann光学配置を利用したものであったが、本研究ではOtto光学配置を利用すれば極めて安価な紙を基材に用いてナノレベルの誘電体膜厚変化を検出できることを実証した。紙の上で伝搬型表面プラズモン共鳴をOtto配置で発現させた例はこれまでにほとんど無く、紙のオプティクス利用の可能性を新たに示したものと言える。バイオセンシングにおいては、検体が付着するチップを使い捨てにすることがマストであるが、紙を利用することで従来の基材であるガラスやプラスチック板のように嵩張らず、容易に焼却処分できるようになる。