| 研究課題/領域番号 |
17360110
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三澤 弘明 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30253230)
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| 研究分担者 |
SAULIUS Judokazis 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (80332823)
上野 貢生 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (00431346)
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| キーワード | 金属ナノ周期構造 / ナノギャップ / 光電場増強 / 局在表面プラズモン / 表面増強ラマン散乱 |
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| 研究概要 |
昨年度の研究において確立したシングルナノメートル幅のナノギャップ構造を有する金属構造体の作製方法を用いて、固体基板上に任意の設計でナノギャップ金属構造を作製し、基板上に分散させた分子(ローダミン6G)の表面増強ラマン散乱(SERS)シグナルの増強効果について検討を行った。ガラス基板上に電子線リソグラフィー/リフトオフ法により、数ナノメートルから数十ナノメートルのギャップ幅を有するナノギャップ金ダイマー構造を作製した。なお、一つのナノブロック構造のサイズは、100x100x40(nm^3)であり、ギャップサイズは任意で、且つ数ナノメートルの分解能で制御されている。ローダミン6GのSERSスペクトルは、バルクのローダミン分子のラマン散乱スペクトルと良い一致を示し、作製した顕微ラマン分光測定装置、およびSERS分光計測が正常に行われていることを確認した。特筆すべき点は、入射光の偏光条件をダイマー構造に対して平行に入射した場合に、SERSスペクトルのピーク強度が、ナノギャップサイズが数10nmから10nmあるいは4nmと減少するにしたがって増大し、偏光条件を垂直に入射した場合には、ピーク強度はギャップサイズに依存しない結果が得られた点である。これは、偏光条件が平行の場合は、ギャップサイズが小さいほど、プラズモンカップリングにより電磁的な相互作用が誘起され、構造体近接効果によって増強されたものと考えられる。このことから、ナノギャップに存在する分子からのシグナルの検出に成功したと言える。また、同様の測定をローダミン分子以外(例えば、スルホローダミン、2,2'-ビピリジン)の分子を用いても行い、増強効果について検討を行ったところ、構造設計がSERS増強率に与える影響について詳細に解明することに成功した。この結果を踏まえて、次年度のDNA、タンパク質の検出に展開する。
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