JP4231701B2

JP4231701B2 - プラズモン共鳴デバイス

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Publication number: JP4231701B2
Application number: JP2003001294A
Authority: JP
Inventors: 厚史向井
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-01-07
Also published as: JP2003268592A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、局在プラズモン共鳴現象を主に応用したプラズモン共鳴デバイスに関し、特に、プラズモン共鳴を誘引する金属粒子を高密度で配列させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光の波長よりも小さい数百ｎｍ以下のサイズで形成される金や銀などの金属ドットにおいて、局在プラズモン共鳴が生じることが知られており、それを利用したデバイスが考えられている。そのデバイスを作成する方法として、金コロイド単層膜を形成する方法がある。
【０００３】
この性質を利用したものの一つが、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−３５６５８７号公報
この公報では、誘電体や金属或いは半導体等の任意の材料からなる基板の表面に、金属微粒子を膜状に固定したものをセンサ・ユニットとして用い、このセンサ・ユニットに対して光を照射し、基板に固定された金属微粒子を透過した光の吸光度を測定している。これにより、基板に固定された金属微粒子の表面近傍、例えば、金属微粒子の直径程度の距離までにある媒質の屈折率を求め、センサ・ユニットの金属微粒子への物質の吸着や堆積を検出可能にしている。
【０００４】
この場合のセンサ・ユニットは、ガラス製の基板に直径約１０〜２０ｎｍの金の微粒子により金コロイド単層膜を形成することで構成され、金コロイド単層膜は、ガラス製の基板を３−ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅの１０％メタノール溶液に１０分間浸けた後洗浄し、さらに、直径約２０ｎｍの金コロイド溶液に２時間浸けることにより作製されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のセンサは、金コロイド単層膜を形成することで金の微粒子を基板上に多数個固定しているため、金属微粒子を凝縮せずに互いに隔離した状態の単層膜としては好適に形成できるが、金属微粒子のサイズを均一に作製すること、及び金属微粒子を規則正しく配列することは困難であった。しかし、屈折率変化を観測するセンシングデバイスへの応用を考えたとき、共鳴条件が粒子の大きさや形に依存していることが問題となる（文献１：Metal Nanoparticles,89, Daniel L Feldheim, Colby A. Foss,Jr参照）。粒子の大きさや形状およびそれらのばらつきが制御できないと、共鳴で生じる吸収や共鳴波長にもばらつきが生じるため、感度低下につながる。一例として基材１１に固定された金の金属粒子７にポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）薄膜が堆積した従来例を説明する。この場合には、図４に波長と吸光度との関係を薄膜の厚み毎に測定した結果を示すように、堆積したＰＭＭＡ薄膜の膜厚が厚くなるに従って、共鳴ピークの吸光度は大きくなり、長波長側へシフトするようになる。さらに、デバイス内やデバイス間で大きさや形状にばらつきが生じると、測定している吸収量や共鳴波長が屈折率変化によるものであるか、大きさや形状によるものであるかの区別が難しくなり、センシングデバイスの信頼性が低下する。
従来から金属微粒子の作製方法として知られている、コロイドを用いた方法では、大きさに関しては、最も良い条件でも、±６．６％の分散が生じることが上記文献１に報告されている。大きさの分散は、通常製造される場合、さらに悪化することが予想され、文献２：Journal of The Electrochemical Soc, 147(2)659(2000), K.Honda et al. により報告されている金コロイドの粒子においては、約±１０％のばらつきがある。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、金属粒子を任意の均一なサイズでかつ任意の配列で規則正しく配列したプラズモン共鳴デバイスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載のプラズモン共鳴デバイスは、層面に対して略垂直方向に複数の独立細孔が形成された層状の陽極酸化アルミナと、前記陽極酸化アルミナの独立細孔のそれぞれに充填され、互いに孤立している金粒子と、を一体に備えたプラズモン共鳴デバイスであって、前記独立細孔のそれぞれに均一サイズの金粒子が充填され、且つ、前記独立細孔のそれぞれの底部に前記金粒子の充填されていない中空部を有していることを特徴とする。
【０００８】
このプラズモン共鳴デバイスは、細孔径、細孔間隔、細孔深さを比較的自由に制御することができる陽極酸化アルミナの細孔に、金粒子を充填して形成され、金粒子の任意の均一サイズでの作製が可能であると共に、金粒子を規則正しく配置することが容易に可能である。このため、金粒子をより高密度に配置することができ、デバイスのセンサ感度を向上すると共に感度の安定化を図ることができる。
【０００９】
請求項２記載のプラズモン共鳴デバイスは、層面に対して略垂直方向に複数の独立細孔が形成された層状の陽極酸化アルミナと、前記陽極酸化アルミナの独立細孔のそれぞれに充填され、互いに孤立している金粒子と、を一体に備えたプラズモン共鳴デバイスであって、前記独立細孔のそれぞれに均一サイズの金粒子が充填された陽極酸化アルミナの層だけから成ることを特徴とする。
【００１０】
このプラズモン共鳴デバイスは、陽極酸化アルミナの細孔に金粒子が充填されたプラズモン共鳴デバイスから、基材となるアルミニウムを取り除いて構成する。
【００１１】
請求項３記載のプラズモン共鳴デバイスは、請求項２に記載のプラズモン共鳴デバイスであって、前記金粒子の透過光を測定することを特徴とする。
【００１４】
このプラズモン共鳴デバイスでは、構造体に光を照射し、構造体中の金粒子を透過した光の吸光度を測定することで、金粒子近傍の媒質の屈折率を測定することにより、構造体中の金粒子への物質の吸着や堆積を検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る構造体及び構造体の製造方法並びにこれを用いたセンサの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る構造体の第１の実施の形態における要部斜視図、図２はこの構造体をセンサとして用いて測定を行う様子を示す説明図である。
【００１６】
本発明に係る構造体の一例としてのプラズモン共鳴デバイス１００は、層状に形成された陽極酸化アルミナ３の複数の細孔５のそれぞれに金属粒子７を充填して、金属粒子が互いに孤立された金属粒子分散体を形成してなる。
陽極酸化アルミナ３は、その製造方法については後述するが、その層面に対して略垂直方向に細孔５が自己組織化により略等間隔に複数形成される。つまり、層内に細孔が規則的に穿設された構造となっている。このため、細孔５の内部に充填した金属粒子７は、それぞれが孤立して、全体として規則正しく配設されることになる。これにより、数百ｎｍ以下のドットサイズを有するプラズモン共鳴デバイス１００を容易に作製可能としている。
【００１７】
陽極酸化アルミナ３は、アルミニウムを酸性電界液中で陽極酸化処理することによりアルミニウム表面に形成される多孔性酸化被膜である。陽極酸化アルミナ３の多孔性材料としての最大の特徴は、上記のように細孔が、層面に対して略垂直方向に略等間隔に平行して形成されるハニカム構造をとる点にある。これに加え、細孔径、細孔間隔、細孔深さを比較的自由に制御できる点も他の材料にない特徴となる（益田秀樹固体物理 Vol.31 No.5 1996）。
【００１８】
本実施の形態では、金属粒子７として金（Ａｕ）を用いている。これにより、金属粒子７が電気の良導体で、展性、延性に富む金であることにより、低い温度での良好な蒸着が可能になる。しかも、耐食性を有するので、後述するセンサとして利用する際に安定したセンサの特性が得られ、また、プラズモン共鳴デバイス１００を製造するときと製造した後でのプラズモン共鳴デバイス１００の取り扱いが容易となる。なお、ここでは、金属粒子７として金を使用する場合を例に説明するが、この他にも例えば銀も好適に用いることができる。その場合には、プラズモン共鳴デバイス１００をセンサとして用いた場合のセンサ感度をより高めることができる。
【００１９】
また、本実施の形態では、金属粒子７が細孔５の底部に到達するように充填されており、細孔５には未充填の空間は形成されていない。このような構造をとることにより、細孔５と金属粒子７との密着力が大きくなり、金属粒子７の固定強度が高まる。また、細孔５の深さは略均一であるので、このような未充填の空間を生じさせない稠密な充填構造とすることにより、それぞれの細孔５における金属粒子７の充填量が均一となり、金属粒子７を検出物質として用いる際のセンサ感度の安定性を高めることができる。
【００２０】
図２は、上記の構造体をプラズモン共鳴現象を利用したセンサとして用いた場合の概念的な構成図である。センサ１５０は、プラズモン共鳴デバイス１００と、プラズモン共鳴デバイス１００に対して光ビームを入射するレーザ等の光源２１と、プラズモン共鳴デバイス１００を反射した光の吸収スペクトルを測定して吸光度を得るための分光光度計２２とを有して構成されている。上記構成のセンサ１５０によれば、プラズモン共鳴デバイス１００の金属粒子７に物質が吸着あるいは堆積すると、プラズモン共鳴デバイス１００からの反射光の吸光度が変化することになり、金属粒子７に物質が吸着あるいは堆積したことを検出することがきる。
【００２１】
即ち、プラズモン共鳴デバイス１００に対して光源２１から光ビームを照射し、分光光度計２２によってプラズモン共鳴デバイス１００からの反射光の吸収スペクトルを測定して各波長に対する吸光度を得ることにより、金属粒子７の表面近傍にある媒質の屈折率の変化が検出される。これにより、金属粒子７への物質の吸着や堆積を検出することができる。また、デバイスが基材上に形成されているため、デバイス自体が堅牢に保たれる。
【００２２】
図３にプラズモン共鳴デバイスの反射光に対する吸光度と波長との関係をグラフで示した。金属粒子７を透過して反射された反射光の吸収スペクトルを分光光度計２２により測定し、反射光の各波長に対する吸光度を得ると、局在プラズモン現象によって、金属粒子の誘電率と周りの媒質の誘電率との関係に応じて、所定の波長において共鳴ピークが現れる分布となる（図３のＡ）。そして、この吸光度は、金属粒子７に物質が吸着や堆積していなくて、その金属粒子７の周りの媒質が空気の場合に比べて、金属粒子７に空気より屈折率が大きな物質が吸着したり堆積したりして、その物質が金属粒子７の周りの媒質として機能する場合には、共鳴ピークの吸光度は大きくなり、長波長側へシフトするようになる（図３のＢ）。
【００２３】
従って、本実施形態においては、構造体であるプラズモン共鳴デバイス１００から出射される反射光の吸光度を測定することにより、金属粒子７の表面近傍、例えば、金属粒子７の直径（細孔５の直径）程度の距離までにある媒質の屈折率を検出することができる。その結果、プラズモン共鳴デバイス１００の基材１１に固定された金属粒子７への物質の吸着や堆積の検出が可能となる。
また、プラズモン共鳴デバイス１００を液体内に配置した場合には、その液体の屈折率を測定することもできるようになる。そして、プラズモン共鳴デバイス１００は、基材１１に金属粒子７を固定させるだけでよいので、プリズム等を必要とせずに、狭隘な場所に配置することができる。
【００２４】
なお、本発明に係るセンサ１５０は、プラズモン共鳴デバイス１００の金属粒子７の配置密度を高めた構成としているので、例えば特開２０００−３５６５８７号公報に記載のコロイド単層膜からなるセンサより、一層高感度なセンシングが可能となる。
【００２５】
次に、上記した構造体の一例としてのプラズモン共鳴デバイスの製造方法を説明する。
図５に図１に示すプラズモン共鳴デバイスの製造手順を示した。
まず、図５（ａ）に示すように、金属粒子を形成するための細孔を有した陽極酸化アルミナを作製するための基材１１を準備する。基材１１は、アルミニウムを主成分とするバルク材が用いられるが、この他にも、例えばガラス基板上にアルミニウム膜を形成したものであってもよく、少なくともアルミニウムを最上層に有する基材であればよい。
【００２６】
次に、図５（ｂ）に示すように、基材１１上に細孔５を有する陽極酸化アルミナ３を形成する。この陽極酸化アルミナ３の形成方法としては、幾つかの方法が挙げられるが、基本的には、基材１１のアルミニウムを酸性電解液中で陽極酸化処理する際に、酸化被膜層の形成と、生成した被膜層の溶解とを同時に進行させて形成する方法が用いられる。この方法によれば、陽極酸化開始の初期時にアルミニウムの表面に形成された酸化被膜の表面に、酸による溶解作用で微小なピットがランダムに発生する。そして、陽極酸化の進行と共に、この中の幾つかのピットが優先的に成長して、略等間隔に配列するようになる。酸化被膜の一旦孔が形成された部分では、他の部分と比較して高い電場がかかるため、その部分の溶解はより促進されることになる。その結果、陽極酸化層には、成長と共に選択的に溶解されて孔となる部分と、孔を取り囲むように溶解されずに残る壁の部分とが形成される。
【００２７】
このようにして得られた陽極酸化アルミナ３は、アルミニウムからなる基材１１の一方の面に細孔５が規則配列されて形成される。細孔５は、形成された陽極酸化アルミナ３の層面に対して略垂直方向に略同一断面形状の円柱空間となり、底部が閉塞される。
【００２８】
次に、図５（ｃ）に示すように、形成された陽極酸化アルミナ３の細孔５の開口面側に、金を蒸着又はスパッタすることで被着させ、被着体１５を形成する。本実施の形態では、金が細孔５の底部５ａから成長することで、細孔５の空間内の全てに金が充填される。
【００２９】
次いで、図５（ｄ）に示すように、細孔５に充填された金を残した状態で、陽極酸化アルミナ３の細孔５の開口側表面に付着した被着体１５ａのみを除去する。これにより、細孔５に充填された金が孤立して、規則化配列された金属粒子７が得られる。陽極酸化アルミナ３表面の金の除去は、綿棒で擦り取ることも有効であり、ヤスリ等で研磨することにより除去してもよい。また、前記工程を繰り返し、アルミナ表面まで完全に充填することで、充填量のばらつきをさらに小さくでき、アルミナの穴径のばらつき３％以下と同程度にすることが可能である。
【００３０】
なお、細孔５の制御については、細孔形成開始点を形成する方法が特開２００１−９８００号、特開２００１−１３８３００号に開示される。即ち、被加工物のアルミニウムを主成分とする部位に所望の位置に細孔形成開始点を形成する。この工程の後に、被加工物を陽極酸化することにより所望の位置に細孔を形成でき、ナノ構造体の細孔の配列、間隔、位置、方向等の制御が可能である。細孔形成開始点の形成方法としては、集束イオンビームを照射する手法等が挙げられる。集束イオンビームを用いる手法では、集束イオンビームの照射量、ビーム径、イオン照射エネルギー等の集束イオンビームの照射条件を制御することで、細孔開始点の凹み形状や組成を制御することができ、これにより最終的なナノホールの細孔径を制御することができる。
【００３１】
また、細孔５の配列を特に高密度化させる方法としては、例えばシュウ酸を用いる方法がある。即ち、シュウ酸を電界液に用い、４０Ｖ付近の定電圧条件のもとで陽極酸化処理を行うことにより、高密度な細孔の規則化が進行する。細孔配列の規則化は陽極酸化時間と共に進行し、長時間陽極酸化処理を行うことにより、細孔が略理想的な配置をとることになる。これにより、得られる陽極酸化アルミナの細孔配列は自然に形成される構造としては例外的に高い規則性を有するようになる。
【００３２】
このように、本実施の形態によるプラズモン共鳴デバイス１００によれば、細孔径、細孔間隔、細孔深さを比較的自由に制御することができる陽極酸化アルミナ３の独立して形成された細孔５へそれぞれ金属を充填することで、金属粒子７を任意の均一サイズで作製可能にできると共に、金属粒子７を規則正しく配置することが可能になる。また、その孔径のばらつきは３％以下にすることができる。これにより、デバイスの位置による信号の変化が小さく、デバイス間の差も小さくすることができる。
【００３３】
次に、本実施形態の構造体の変形例を説明する。
図６は本変形例における構造体の要部断面図である。
本変形例においては、図１に示す陽極酸化アルミナ３の細孔５に金属粒子７が充填された構造体（プラズモン共鳴デバイス）１００のうち、基材１１となるアルミニウムを取り除いた構成としている。基材１１の除去には、例えばエッチングにより除去する方法等が用いられる。従って、この場合には、薄肉の陽極酸化アルミナ３の層だけが残り、これをプラズモン共鳴デバイス２００とすることで、柔軟に変形することのできるデバイスを得ることができる。また、吸光度の測定には、上記した反射式の他、透過光を測定する透過方式を採用することもでき、プラズモン共鳴デバイス２００の用途の自由度が向上する。
【００３４】
図７は、上記した本変形例のプラズモン共鳴デバイスを、プラズモン共鳴現象を利用したセンサとして用いた場合の概念的な構成図である。センサ２５０は、プラズモン共鳴デバイス２００と、プラズモン共鳴デバイス２００に対して光ビームを入射するレーザ等の光源２１と、プラズモン共鳴デバイス２００を透過した光の吸収スペクトルを測定して吸光度を得るための分光光度計２２とを有して構成されている。
【００３５】
上記構成のセンサ２５０によれば、このプラズモン共鳴デバイス２００に対して透明な波長の光を、プラズモン共鳴デバイス２００へ入射すると、基板を通過した入射光は金属粒子７へ入射され、金属粒子７を透過した入射光は透過光として光路前方に出射される。ここで、金や銀等の金属粒子７に光が入射されると、前述した局在プラズモン共鳴現象により、ある波長において散乱光や吸収が増大し、共鳴ピークが出現する。そこで、図７に示すように、光源２１から光ビームを照射し、プラズモン共鳴デバイス２００からの透過光を分光光度計２２によって吸収スペクトルを測定して、各波長に対する吸光度を得ることにより、金属粒子７の表面近傍にある媒質の屈折率の変化を検出する。これにより、前述と同様に金属粒子７への物質の吸着や堆積を検出することができる。
【００３６】
次に、本発明に係る構造体の第２の実施の形態を説明する。
図８は本実施形態の構造体プラズモン共鳴デバイス（構造体）の構成を示す断面図である。なお、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
本実施の形態によるプラズモン共鳴デバイス３００は、細孔５の底部に、金属（金）の充填されていない中空部２３を有している。その他の構成は、上記した第１の実施の形態によるプラズモン共鳴デバイス１００と同様である。
【００３７】
このように構成されるプラズモン共鳴デバイス３００においても、前述の図２や図７に示すように、プラズモン共鳴デバイス３００に対して光源から光ビームを照射し、分光光度計によってプラズモン共鳴デバイス３００からの反射光又は透過光の吸収スペクトルを測定して吸光度を得ることにより、金属粒子７の表面近傍にある媒質の屈折率の変化を検出することができ、これにより、金属粒子７への物質の吸着や堆積を検出することができる。なお、金属粒子７を金に代えて銀にしてもよく、基材１１であるアルミを除去した構成としてもよい。
【００３８】
次に、上記したプラズモン共鳴デバイスの製造手順を説明する。
図９は本実施の形態のプラズモン共鳴デバイスの製造手順を説明する図で、（ａ）は図８に示す陽極酸化アルミナ上に金属を蒸着又はスパッタした状態の断面図、（ｂ）は陽極酸化アルミナ上面の被着体を除去した状態を示す断面図である。
第１の実施の形態と同様にして得られた図９（ａ）に示す陽極酸化アルミナ３は、アルミニウムからなる基材１１の一方の面に、細孔５を高規則配列して形成される。この陽極酸化アルミナ３の細孔５の開口面側に、金を蒸着又はスパッタして被着体２５を形成する。本実施の形態では、金が細孔５の底部５ａにたどり着かず、細孔５の途中から成長した形態であって、細孔５の底部５ａ近傍に中空部２３が形成される。
【００３９】
次いで、図９（ｂ）に示すように、細孔５に充填された金を残した状態で、陽極酸化アルミナ３の表面の被着体１５ａのみを除去する。これにより、細孔５に充填された金が孤立して高規則化配列された金属粒子７となる。陽極酸化アルミナ３表面の金の除去は、前述同様に綿棒で擦り取ることも有効であり、ヤスリ等で研磨することにより除去してもよい。
【００４０】
以上説明した各実施形態における構造体の一例としてのプラズモン共鳴デバイスによれば、細孔径、細孔間隔、細孔深さを比較的自由に制御することができる陽極酸化アルミナ３の細孔５に、金属粒子７を形成することにより、金属粒子７を任意の均一サイズで作製することが可能になると共に、規則正しく配置することが可能になる。この結果、金属粒子７をより高密度に配置でき、センサ感度をより高めて感度の安定化を図ることが可能になる。
【００４１】
また、本発明による構造体は、上述したプラズモン共鳴センサとして利用することの他に、例えば次に示す用途にも好適に適用することが可能である。
まず第１に、本構造体は、金属粒子に抗体を付けておき、抗原と抗体との結びつきの程度により反射する光の波長が異なることを利用した試験器具として用いることができる。即ち、金や銀等の金属粒子への物質の吸着や堆積を検出するだけでなく、金属粒子に付着させた抗体との結びつきの程度によっても構造体の光学的性質が変化するため、これを検出することで抗原を検知することが可能となる。
【００４２】
第２に、規則正しく配置した金属粒子に赤、青、緑等の顔料等の色素を付着させることにより、静止画や動画を表示する表示体としても用いることができる。即ち、構造体の金属粒子に赤、青、緑等の色素を付着させ、レーザ光等を走査露光することにより、色素の発光によって任意の画像の表示が可能となる。
これら構造体の用途例の他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で新規な適用対象に、本構造体を好適に用いることができる。これにより、新規な構造体ならではの新規な用途を提供することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るプラズモン共鳴デバイスによれば、細孔径、細孔間隔、細孔深さを比較的自由に制御することができる陽極酸化アルミナの細孔に、金粒子を充填して形成するので、金粒子を任意の均一サイズで作製できると共に、金粒子を規則正しく配置することができる。このため、デバイスのセンサ感度を向上すると共に感度の安定化を図ることができる。
【００４５】
また、本発明に係るプラズモン共鳴デバイスによれば、構造体から出射される透過光の吸光度を測定することにより、金粒子の表面近傍の媒質の屈折率を高感度で検出することができる、その結果、構造体の基板に固定された金粒子への物質の吸着や堆積を高い精度で検出できるようになる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造体の第１の実施の形態における要部斜視図である。
【図２】図１に示す構造体をセンサとして用いて測定を行う様子を示す説明図である。
【図３】プラズモン共鳴デバイスの反射光に対する吸光度と波長との関係を示すグラフである。
【図４】基材に固定された金属粒子にポリメタクリル酸メチル薄膜が堆積した場合の透過光の波長と吸光度との関係を薄膜の厚み毎に測定した結果を示すグラフである。
【図５】図１に示すプラズモン共鳴デバイスの製造手順を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例におけるプラズモン共鳴デバイスの要部断面図である。
【図７】図６に示すプラズモン共鳴デバイスをプラズモン共鳴現象を利用したセンサとして用いた場合の概念的な構成図である。
【図８】第２の実施の形態に係るプラズモン共鳴デバイス（構造体）の構成を示す断面図である。
【図９】第２の実施の形態のプラズモン共鳴デバイスの製造手順を説明する図で、（ａ）は図５に示す陽極酸化アルミナ上に金属を蒸着又はスパッタした状態の断面図、（ｂ）は陽極酸化アルミナ上面の被着体を除去した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
３…陽極酸化アルミナ
５…細孔
７…金属粒子
１００，２００，３００…プラズモン共鳴デバイス（構造体）
１５０，２５０…センサ

Claims

層面に対して略垂直方向に複数の独立細孔が形成された層状の陽極酸化アルミナと、前記陽極酸化アルミナの独立細孔のそれぞれに充填され、互いに孤立している金粒子と、を一体に備えたプラズモン共鳴デバイスであって、
前記独立細孔のそれぞれに均一サイズの金粒子が充填され、且つ、前記独立細孔のそれぞれの底部に前記金粒子の充填されていない中空部を有していることを特徴とするプラズモン共鳴デバイス。
層面に対して略垂直方向に複数の独立細孔が形成された層状の陽極酸化アルミナと、前記陽極酸化アルミナの独立細孔のそれぞれに充填され、互いに孤立している金粒子と、を一体に備えたプラズモン共鳴デバイスであって、
前記独立細孔のそれぞれに均一サイズの金粒子が充填された陽極酸化アルミナの層だけから成ることを特徴とするプラズモン共鳴デバイス。
請求項２に記載のプラズモン共鳴デバイスであって、前記金粒子の透過光を測定することを特徴とするプラズモン共鳴デバイス。