TW201410590A

TW201410590A - 表面增強拉曼散射元件

Info

Publication number: TW201410590A
Application number: TW102128771A
Authority: TW
Inventors: Yoshihiro Maruyama; Katsumi Shibayama; Masashi Ito; Toru Hirohata; Hiroki Kamei
Original assignee: Hamamatsu Photonics Kk
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2014-03-16
Also published as: US9874523B2; EP2889607A1; JP6023509B2; EP2889607A4; US20150212000A1; CN104508468A; CN104508468B; EP2889607B1; JP2014037970A; WO2014025029A1; TWI627127B

Abstract

本發明之SERS元件3包括：基板4；微細構造部7，其形成於基板4之正面4a，且具有複數個支柱11；及導電體層6，其形成於微細構造部7上，且構成產生表面增強拉曼散射之光學功能部10。導電體層6具有以沿著基板4之正面4a之方式形成之基底部，及於與各支柱11對應之位置自基底部突出之複數個突出部。於導電體層6上，藉由基底部與突出部，形成有與支柱11突出之方向垂直之方向上之間隔遞減之複數個間隙G。

Description

表面增強拉曼散射元件

本發明係關於一種表面增強拉曼散射元件。

作為先前之表面增強拉曼散射元件，眾所周知有具備使表面增強拉曼散射(SERS：Surface Enhanced Raman Scattering)產生之微小金屬構造體者(例如，參照專利文獻1及非專利文獻1)。於如此之表面增強拉曼散射元件中，若使成為拉曼分光分析之對象之試樣與微小金屬構造體接觸，於該狀態下對該試樣照射激發光，則產生表面增強拉曼散射，放出增強至例如10⁸倍左右之拉曼散射光。

然而，例如於專利文獻2中記載有如下微小金屬構造體：於基板之一面、及形成於該基板之一面之複數個微小突起部之上表面(或，形成於該基板之一面之複數個微細孔之底面)之各者，以成為非接觸狀態之方式(以最短部分之間隔成為5nm~10μm左右之方式)而形成有金屬層。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-33518號公報

[專利文獻2]日本專利特開2009-222507號公報

[非專利文獻]

[非專利文獻1]“Q-SERSTM G1 Substrate”，[online]，optoscience股份有限公司，[平成24年7月19日檢索]，因特網 <URL：http://www.optoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf>

如上所述，若所謂奈米間隙(nanogap)形成於微小金屬構造體，則於照射激發光時引起局部性的電場之增強，表面增強拉曼散射之強度增大。

因此，本發明之目的在於提供可藉由較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大之表面增強拉曼散射元件。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件包括：基板，其具有主要面；微細構造部，其形成於主要面上，且具有複數個凸部；及導電體層，其形成於微細構造部上，且構成產生表面增強拉曼散射之光學功能部；且導電體層具有以沿著主要面之方式而形成之基底部，及於與凸部之各者對應之位置自基底部突出之複數個突出部，於導電體層上，藉由基底部與突出部，形成有與凸部突出之方向垂直之方向上之間隔遞減之複數個間隙。

該表面增強拉曼散射元件中，由基底部與突出部，與凸部突出之方向垂直之方向之間隔遞減之複數個間隙形成於構成光學功能部之導電體層。形成於該導電體層之間隙作為引起局部性的電場之增強之奈米間隙而較佳地發揮功能。因此，根據該表面增強拉曼散射元件，可藉由較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件中，凸部亦可沿著主要面週期性地排列。根據該構成，可使表面增強拉曼散射之強度增大。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件中，亦可為於自凸部突出之方向觀察之情形時，間隙以包圍凸部之各者之方式而形成，且間隔於基板側之端部遞減。根據該構成，可使作為奈米間隙而較佳地發揮功能之間隙增加。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件中，間隙之間隔亦可連續性地遞減。根據該構成，可使由基底部與突出部而形成之間隙作為奈米間隙而確實地發揮功能。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件中，突出部亦可具有於基板側之端部變細之形狀。根據該構成，可容易且確實地獲得與凸部突出之方向垂直之方向之間隔遞減之間隙。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件中，基底部之厚度亦可小於凸部之高度，或者，基底部之厚度亦可大於凸部之高度。根據任一之構成，均可由較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大。

本發明之一態樣之表面增強拉曼散射元件中，基底部與突出部亦可於間隙之最深部相連，或者，基底部與突出部亦可於間隙之最深部分離。根據任一之構成，均可藉由較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大。

根據本發明，可提供可藉由較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大之表面增強拉曼散射元件。

1‧‧‧SERS單元(表面增強拉曼散射單元)

2‧‧‧操作基板

2a‧‧‧正面

3‧‧‧SERS元件(表面增強拉曼散射元件)

4‧‧‧基板

4a‧‧‧正面(主要面)

4b‧‧‧背面

5‧‧‧成形層

6‧‧‧導電體層

7‧‧‧微細構造部

8‧‧‧支持部

8a‧‧‧正面

9‧‧‧框部

10‧‧‧光學功能部

11‧‧‧支柱(凸部)

40‧‧‧矽晶圓

50‧‧‧奈米壓印層

61‧‧‧基底部

62‧‧‧突出部

d‧‧‧間隔

F‧‧‧膜基材

G‧‧‧間隙

G1‧‧‧端部

MM‧‧‧母模

M7‧‧‧微細構造部

M8‧‧‧支持部

RM‧‧‧複製模(複製膜)

S‧‧‧空間

圖1係具備本發明之一實施形態之表面增強拉曼散射元件之表面增強拉曼散射單元之俯視圖。

圖2係沿著圖1之II-II線之剖面圖。

圖3係圖1之表面增強拉曼散射元件之光學功能部之縱剖面圖。

圖4係圖3之光學功能部之支柱及導電體層之縱剖面圖。

圖5係圖3之光學功能部之變化例之支柱及導電體層之縱剖面圖。

圖6(a)-(c)係表示圖1之表面增強拉曼散射元件之製造步驟之剖面圖。

圖7(a)-(c)係表示圖1之表面增強拉曼散射元件之製造步驟之剖面圖。

圖8係實施例1之表面增強拉曼散射元件之光學功能部之SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)照片。

圖9係實施例2之表面增強拉曼散射元件之光學功能部之SEM照片。

圖10係實施例3之表面增強拉曼散射元件之光學功能部之SEM照片。

圖11係實施例4之表面增強拉曼散射元件之光學功能部之SEM照片。

圖12係圖3之光學功能部之變化例之支柱及導電體層之縱剖面圖。

圖13係圖3之光學功能部之變化例之支柱及導電體層之縱剖面圖。

圖14(a)、(b)係實施例5之表面增強拉曼散射元件之光學功能部之SEM照片。

圖15係表示關於實施例2及實施例5之表面增強拉曼散射元件之斯托克位移與訊號強度之關係之圖表。

圖16係表示關於實施例2之表面增強拉曼散射元件之斯托克位移與訊號強度之關係之圖表。

圖17(a)、(b)係表示關於實施例2及實施例5之表面增強拉曼散射元件之支柱間距與訊號強度之關係之圖表。

圖18係圖3之光學功能部之變化例之支柱及導電體層之縱剖面圖。

以下，參照圖式對本發明之較佳之實施形態進行詳細說明。再者，於各圖中對相同或相當部分附上相同符號，並省略重複之說明。

如圖1及圖2所示，SERS單元(表面增強拉曼散射單元)1包括操作基板2及安裝於操作基板2上之SERS元件(表面增強拉曼散射元件)3。操作基板2為矩形板狀之載玻片、樹脂基板或陶瓷基板等。SERS元件3於偏向於操作基板2之長邊方向之一端部之狀態下，配置於操作基板2之正面2a。

SERS元件3包括：安裝於操作基板2上之基板4，形成於基板4上之成形層5，及形成於成形層5上之導電體層6。基板4係藉由矽或玻璃等而形成為矩形板狀，且具有數百μm×數百μm~數十mm×數十mm左右之外形及100μm~2mm左右之厚度。基板4之背面4b係藉由直接接合、使用焊錫等金屬之接合、共晶接合、利用雷射光之照射等而進行之熔融接合、陽極接合、或使用樹脂之接合，而固定於操作基板2之正面2a。

如圖3所示，成形層5包含微細構造部7、支持部8、及框部9。微細構造部7為具有週期性圖案之區域，且於成形層5之中央部形成於與基板4相反側之表層。於微細構造部7中，具有數nm~數百nm左右之直徑及高度之圓柱狀之複數個支柱(凸部)11沿著基板4之正面(主要面)4a、以數十nm~數百nm左右(較佳為250nm~800nm)之間距週期性地排列。於自基板4之厚度方向觀察之情形時，微細構造部7具有數mm×數mm左右之矩形狀之外形。支持部8為支持微細構造部7之矩形狀之區域，且形成於基板4之正面4a。框部9為包圍支持部8之矩形環狀之區域，且形成於基板4之正面4a。支持部8及框部9具有數十nm~數十μm左右之厚度。如此之成形層5例如藉由奈米壓印法將配置於基板4上之樹脂(丙烯酸系、氟系、環氧系、矽酮系、胺基甲酸酯系、PET、聚碳酸酯、無機有機混合材料等)或低熔點玻璃成形，藉此一體地形成。

導電體層6自微細構造部7遍及框部9而形成。於微細構造部7中，導電體層6到達露出於與基板4相反側之支持部8之正面8a。導電體層6具有數nm~數μm左右之厚度。如此之導電體層6例如藉由在由奈米壓印法而成形之成形層5上蒸鍍金屬(Au、Ag、Al、Cu或Pt等)等導電體而形成。SERS元件3中，藉由微細構造部7及形成於支持部8之正面8a之導電體層6，而構成產生表面增強拉曼散射之光學功能部10。

如圖4所示，導電體層6具有以沿著基板4之正面4a之方式而形成之基底部61，及於與各支柱11對應之位置自基底部61突出之複數個突出部62。基底部61於支持部8之正面8a形成為層狀。基底部61之厚度為數nm~數百nm左右，且小於支柱11之高度。突出部62以覆蓋各支柱11之方式而形成，且具有於至少基板4側之端部變細之形狀。突出部62之基板4側之端部較基底部61之上表面更進入基板側。

於導電體層6，由基底部61與突出部62，形成有與支柱11突出之方向垂直之方向之間隔d遞減之複數個間隙G。間隙G具有0~數十nm左右之間隔d。於自支柱11突出之方向觀察之情形時，間隙G以包圍各支柱11之方式而形成為圓形環狀，且於基板4側之端部G1中間隔d連續性地遞減。即，與支柱11突出之方向垂直之方向之間隙G之間隔d隨著靠近基板4而逐漸變小。此處，基底部61與突出部62於間隙G之最深部中連接，但於支柱11之根部(即，由支持部8之正面8a與支柱11之側面而劃定之角部)，形成有空間S。該空間S係藉由利用蒸鍍法於微細構造部7上形成導電體層6時之蒸鍍條件等而形成者。

再者，如圖5所示，基底部61之厚度亦可大於支柱11之高度，突出部62亦可形成於各支柱11之延長線上。於該情形時，亦於導電體層6，由基底部61與突出部62，形成與支柱11突出之方向垂直之方向之間隔d遞減之間隙G。

以如上方式而構成之SERS單元1以如下方式而被使用。首先，將包含例如矽酮等之環狀之間隔件以包圍SERS元件3之方式而配置於操作基板2之正面2a。繼而，使用吸管等，將溶液之試樣(或者，使粉體之試樣分散於水或乙醇等溶液中而成者)滴下至間隔件之內側，將試樣配置於光學功能部10上。繼而，為了防止溶劑蒸發，又使透鏡效果降低，而將覆蓋玻璃載置於間隔件上，使之與溶液之試樣密接。

繼而，將SERS單元1設置於拉曼分光分析裝置，對配置於光學功能部10上之試樣，經由覆蓋玻璃而照射激發光。藉此，於光學功能部10與試樣之界面產生表面增強拉曼散射，來自試樣之拉曼散射光增強而放出。因此，拉曼分光分析裝置中，可實現高精度之拉曼分光分析。

再者，向光學功能部10上配置試樣之方法除了上述方法以外，有如下方法。例如，亦可握持操作基板2，使SERS元件3浸漬於溶液之試樣(或者，使粉體之試樣分散於水或乙醇等溶液中而成者)並提拉，進行噴吹而使試樣乾燥。又，亦可將溶液之試樣(或者，使粉體之試樣分散於水或乙醇等溶液中而成者)微量滴下至光學功能部10上，使試樣自然乾燥。又，亦可使粉體之試樣直接分散於光學功能部10上。

其次，對SERS元件3之製造方法之一例進行說明。首先，如圖6(a)所示，準備母模MM及膜基材F。母模MM包含與微細構造部7對應之微細構造部M7，及支持微細構造部M7之支持部M8。於支持部M8上，複數個微細構造部M7排列為矩陣狀。繼而，如圖6(b)所示，將膜基材F抵壓於母模MM，於該狀態下加壓及加熱，藉此將複數個微細構造部M7之圖案轉印至膜基材F。繼而，如圖6(c)所示，藉由將膜基材F自母模MM脫模，而獲得轉印有複數個微細構造部M7之圖案之複製模(複製膜)RM。再者，複製模RM亦可係於膜基材F上塗佈樹脂(例如，環氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、氟系樹脂、矽酮系樹脂、胺基甲酸酯樹脂、或有機無機混合樹脂等)而形成者。於塗佈於膜基材F上之樹脂具有UV(ultraviolet，紫外線)硬化性之情形時，藉由並非熱奈米壓印，而是照射UV使塗佈於膜基材F上之樹脂硬化，而可獲得複製模R(UV奈米壓印)。

繼而，如圖7(a)所示，準備成為基板4之矽晶圓40，於其表面40a塗佈UV硬化性之樹脂，藉此於矽晶圓40上形成成為成形層5之奈米壓印層50。繼而，如圖7(b)所示，將複製模RM抵壓於奈米壓印層50，於該狀態下照射UV而使奈米壓印層50硬化，藉此將複製模RM之圖案轉印至奈米壓印層50。繼而，如圖7(c)所示，藉由將複製模RM自奈米壓印層50脫模，而獲得形成有複數個微細構造部7之矽晶圓40。

繼而，藉由蒸鍍法而將Au、Ag等金屬成膜於成形層5上，形成導電體層6。繼而，藉由針對每個微細構造部7(換言之，針對每個光學功能部10)切斷矽晶圓40，而獲得複數個SERS元件3。為了獲得SERS單元1，將以上述方式製造之SERS元件3安裝於操作基板2上即可。

再者，亦可代替上述奈米壓印法，藉由熱蝕刻或電子束描寫等而形成具有二維形狀之圖案之遮罩，藉由使用該遮罩之蝕刻，而於基板4上形成微細構造部7。於任一之情形時，均藉由蒸鍍法而於微細構造部7形成導電體層6，藉此可利用簡單之步驟且再現性良好地於導電體層6形成奈米級之間隙G，從而可實現SERS元件3之大量生產。

如以上所說明般，SERS元件3中，由基底部61與突出部62，與支柱11突出之方向垂直之方向之間隔d遞減之複數個間隙G，形成於構成光學功能部10之導電體層6。形成於該導電體層6之間隙G作為引起局部性的電場之增強之奈米間隙而較佳地發揮功能(間隙G之間隔d為20nm以下之部分尤佳地發揮功能)。因此，根據SERS元件3，可藉由較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大。

又，複數個支柱11係沿著基板4之正面4a而週期性地排列，故而可使表面增強拉曼散射之強度增大。

又，於自支柱11突出之方向觀察之情形時，間隙G係以包圍支柱11之方式而形成，且於基板4側之端部間隔d遞減，故而可使作為奈米間隙而較佳地發揮功能之間隙G增加。

又，藉由使間隙G之間隔連續性地遞減，可使間隙G作為奈米間隙而確實地發揮功能。

又，突出部62具有於基板4側之端部變細之形狀，故而可容易且確實地獲得與支柱11突出之方向垂直之方向之間隔d遞減之間隙G。

其次，對具有圖4及圖5所示之支柱11及導電體層6之SERS元件3之實施例進行說明。圖8係實施例1之SERS元件之光學功能部之SEM照片。實施例1中，作為導電體層，以膜厚成為30nm之方式而蒸鍍Au。圖9係實施例2之SERS元件之光學功能部之SEM照片。實施例2中，作為導電體層，以膜厚成為50nm之方式而蒸鍍Au。圖10係實施例3之SERS元件之光學功能部之SEM照片。實施例3中，作為導電體層，以膜厚成為100nm之方式而蒸鍍Au。圖11係實施例4之SERS元件之光學功能部之SEM照片。實施例4中，作為導電體層，以膜厚成為200nm之方式蒸鍍Au。再者，圖8~圖9係自相對於與基板之表面垂直之方向傾斜30。之方向拍攝光學功能部之SEM照片。

以如下方式製作實施例1~4之SERS元件。首先，使用將孔徑120nm及孔深度180nm之孔以孔間隔(相鄰之孔之中心線間之距離)360nm排列為正方格子狀之模具，將包含玻璃之基板上之樹脂利用奈米壓印法成形，製成微細構造部。於所製成之微細構造部中，支柱之直徑為 120nm，高度為150nm，支柱間距(相鄰之支柱之中心線間之距離)為360nm。

繼而，於所製成之微細構造部上利用電阻加熱真空蒸鍍法成膜Ti作為緩衝層。緩衝層之成膜條件為「膜厚：2nm，蒸鍍率：0.02nm/s，成膜時之真空度：2×10^-5torr，基板旋轉：無，基板溫度控制：無」。繼而，於緩衝層上層利用電阻加熱真空蒸鍍法成膜Au作為導電體層，獲得實施例1~4之SERS元件。導電體層之成膜條件為「膜厚：如上，蒸鍍率：0.02nm/s，成膜時之真空度：1.5×10^-5torr，基板旋轉：無，基板溫度控制：無」。

再者，由基底部與突出部而形成之間隙(與凸部突出之方向垂直之方向上之間隔遞減之間隙)易於在以下之條件下形成。第一，與濺鍍相比，電阻加熱蒸鍍或者電子束蒸鍍較佳。在電阻加熱蒸鍍或電子束蒸鍍中，由於蒸鍍源之加熱部分相對較小、指向性良好，因而蒸鍍物質會飛濺至基板，而難以附著於支柱之側面，故被認為容易因堆積於支柱之前端部之蒸鍍物而於支柱之底部產生影。另一方面，在濺鍍中，由於蒸鍍物亦會自相對較大之金靶面於支柱之側面方向飛濺，故被認為難以於支柱之底部產生間隙。第二，較佳於蒸鍍過程中使基板靜止。但是，實施量產時(將複數個晶圓放入蒸鍍裝置進行處理時)，不使晶圓自轉，而使晶圓相對於蒸鍍源維持固定之角度公轉，則膜厚穩定性變得良好。

如圖8所示，即便於實施例1(Au之膜厚30nm)中，亦於導電體層之突出部之根部產生環縫狀之間隙。而且，如圖9~圖11所示，若為實施例2(Au之膜厚50nm)、實施例3(Au之膜厚100nm)、實施例4(Au之膜厚200nm)，隨著Au之膜厚變大，而導電體層之突出部亦於橫向變厚，產生於突出部之根部之環縫狀之間隙亦變大。如此，導電體層之膜厚(即，導電體層之基底部之厚度)小於支柱之高度(實施例1~ 3)，又高於支柱之高度(實施例4)，均於導電體層之突出部之根部產生環縫狀之間隙。

其次，對圖3之光學功能部10之變化例進行說明。如圖12所示，於基底部61之厚度小於支柱11之高度之情形時，亦可不於支柱11之根部(即，由支持部8之正面8a與支柱11之側面而劃定之角部)，形成圖4所示之空間S。同樣地，如圖13所示，於基底部61之厚度大於支柱11之高度之情形時，亦可不於支柱11之根部，形成圖5所示之空間S。

其次，對具有圖12及圖13所示之支柱11及導電體層6之SERS元件3之實施例進行說明。圖14係實施例5之SERS元件之光學功能部之SEM照片。再者，圖14係自相對於與基板之表面垂直之方向傾斜30°之方向拍攝光學功能部之SEM照片。

以如下方式製成實施例5之SERS元件。首先，與上述實施例1~4同樣地，利用奈米壓印法成形包含玻璃之基板上之樹脂，製成微細構造部。於所製成之微細構造部中，支柱之直徑為120nm，高度為150nm，支柱間距(相鄰之支柱之中心線間之距離)為360nm。

繼而，於所製成之微細構造部上利用電阻加熱真空蒸鍍法成膜Ti作為緩衝層。緩衝層之成膜條件為「膜厚：2nm，蒸鍍率：0.02nm/s，成膜時之真空度：2×10^-5torr，基板旋轉：無，基板溫度控制：無」。繼而，於緩衝層上利用濺鍍成膜Au，如圖14(a)所示，獲得Au連續膜。Au連續膜之成膜條件為「膜厚：50nm，成膜時間：5分鐘，環境氣體：空氣，基板旋轉：無，基板溫度控制：無」。繼而，於Au連續膜上利用電阻加熱真空蒸鍍法成膜Au作為導電體層，如圖14(b)所示，獲得實施例5之SERS元件。導電體層之成膜條件為「膜厚：50nm，蒸鍍率：0.02nm/s，成膜時之真空度：1.5×10^-5torr，基板旋轉：無，基板溫度控制：無」。

如圖14(a)所示，利用濺鍍法成膜之Au連續膜成為以覆蓋微細構造部之表面整體之方式而連續之膜。然後，如圖14(b)所示，即便於Au連續膜上利用電阻加熱真空蒸鍍法成膜Au作為導電體層，亦於導電體層之突出部之根部產生環縫狀之間隙。

圖15係表示關於上述實施例2及實施例5之SERS元件之斯托克位移與訊號強度之關係之圖表。此處，將實施例2及實施例5之SERS元件浸漬於巰基苯甲酸乙醇溶液(1mM)2小時之後，利用乙醇沖洗，利用氮氣使之乾燥，將試樣配置於該SERS元件之光學功能部上。對於該試樣，利用波長785nm之激發光進行拉曼分光測定。其結果，如圖15所示，實施例2及實施例5之任一者中，均獲得巰基苯甲酸之SERS光譜得，訊號強度亦為相同程度。可知無論支柱11之根部(即，由支持部8之正面8a與支柱11之側面而劃定之角部)之空間S有無，均可謀求表面增強拉曼散射之強度之增大。

圖16係表示關於上述實施例2之SERS元件之斯托克位移與訊號強度之關係之圖表。此處，將4,4'聯吡啶水溶液(0.1μM)滴下至實施例2之SERS元件之光學功能部上，並利用覆蓋玻璃蓋上以使其不乾燥，將試樣配置於該光學功能部上。對該試樣，利用波長785nm之激發光進行拉曼分光測定。其結果，如圖16所示，獲得4,4'聯吡啶之SERS光譜。

圖17(a)係表示關於實施例2之表面增強拉曼散射元件之支柱間距與訊號強度之關係之圖表，圖17(b)係表示關於實施例5之表面增強拉曼散射元件之支柱間距與訊號強度之關係之圖表。該等圖表係關於圖15之情形時之斯托克位移1072cm^-1之波峰強度之結果。如圖17(a)、(b)所示，可知表面增強拉曼散射之強度依賴於支柱間距(相鄰之支柱之中心線間之距離)，為了謀求表面增強拉曼散射之強度之增大，而支柱間距為250nm~800nm較佳。即便支柱之直徑不同，亦大概附合該曲線。再者，圖17(a)、(b)之圖表中之「占空比」係指微細構造部之支柱寬度與支柱間之空間之比。

以上，對本發明之一實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。例如，支柱11之排列構造並不限定於二維之排列，亦可為一維之排列，且並不限定於正方格子狀之排列，亦可為三角格子狀之排列。又，支柱11之剖面形狀並不限定於圓形，亦可為橢圓、或者三角形或四角形等多角形。如此，SERS元件3及SERS單元1之各構成之材料及形狀不限定於上述材料及形狀，可應用各種材料及形狀。

此處，於著眼於相鄰之一對凸部(與支柱11對應者)之情形時，較之形成於一凸部之外表面之導電體層與形成於另一凸部之外表面之導電體層之間之距離，由基底部與突出部而形成之間隙之寬度變小。藉此，可容易且穩定地形成僅微細構造部之構造無法獲得之狹窄之間隙(作為奈米間隙而較佳地發揮功能之間隙)。

又，微細構造部7如上述實施形態般，例如既可隔著支持部8，而間接地形成於基板4之正面4a上，亦可直接地形成於基板4之正面4a上。又，導電體層6如上述實施例般，既可隔著用以使金屬相對於微細構造部7之密接性提高之緩衝金屬(Ti、Cr等)層等某些層，而間接地形成於微細構造部7上，亦可直接地形成於微細構造部7上。

又，如圖18所示，基底部61與突出部62亦可於間隙G之最深部分離。於該情形時，較基底部61之上表面更進入至基板側之突出部62之基板4側之端部一面向支柱11之直徑方向彎曲一面藉由基底部61與所形成之較佳之奈米間隙而使表面增強拉曼散射之強度增大。

[產業上之可利用性]