[發明專利]表面等離子體共振傳感器及該傳感器用芯片

有效

• 申請號: 200810082068.3
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101261227A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 西川武男;松下智彥;山下英之;蓮井亮介;藤田悟史;奧野雄太郎;青山茂
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01N21/41
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

1.一種表面等離子體共振傳感器，其包括：表面等離子體共振傳感器用芯片、向所述表面等離子體共振傳感器用芯片照射光的光源、以及接受由所述表面等離子體共振傳感器用芯片反射的光的光檢測器，所述表面等離子體共振傳感器的特征在于，

所述表面等離子體共振傳感器用芯片具有基板、和形成為覆蓋所述基板表面的至少一部分的金屬層，在所述金屬層的表面形成有多個凹部，

所述凹部內的內壁面具有至少一組對置的金屬層表面，在所述對置的金屬層表面產生局部存在的共振電場，

從所述光源射出并射入到所述傳感器用芯片的表面、并且在所述金屬層表面的包括所述凹部的區域反射的光，由所述光檢測器接受，由此測定所述傳感器用芯片上的反射率或者由所述光檢測器接受的光強度。

2.根據權利要求1所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，所述凹部在從與所述基板的主平面垂直的方向觀看時具有單方向較長的形狀，垂直地射入到所述傳感器用芯片的表面的光是直線偏振光的光，所述直線偏振光的光的偏振光面與所述凹部的長度方向正交。

3.根據權利要求1所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，所述凹部在從與所述基板的主平面垂直的方向觀看時具有單方向較長的形狀，垂直地射入到所述傳感器用芯片的表面的光是非直線偏振光的光，由所述光檢測器接受的光是在所述金屬層的表面反射的光中的、以與所述凹部的長度方向正交的偏振光面射入到所述金屬層上的直線偏振光成分。

4.根據權利要求1所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，所述凹部在所述金屬層的表面上以一定間距排列。

5.根據權利要求2所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，所述凹部的深度大于等于20nm且小于等于100nm，在與射入到所述金屬層的表面的光的偏振光面平行的方向上，所述凹部的寬度大于等于20nm且小于等于100nm。

6.根據權利要求1所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，彼此相鄰的所述凹部之間的間隔小于等于射入到所述金屬層的表面的光的波長的二分之一。

7.根據權利要求6所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，彼此相鄰的所述凹部之間的間隔小于等于400nm。

8.根據權利要求1所述的表面等離子體共振傳感器，其特征在于，使兩個波長以上的光向所述傳感器用芯片垂直射入，利用所述光檢測器測定所述傳感器用芯片所反射的各個波長的光的反射率或各個波長的光的光強度。

9.一種表面等離子體共振傳感器用芯片，其包括基板和形成為覆蓋所述基板表面的至少一部分的金屬層，在所述金屬層的表面接受光，所述表面等離子體共振傳感器用芯片的特征在于，

在所述金屬層的表面形成有多個凹部，所述凹部內的內壁面具有至少一組對置的金屬層表面，在所述對置的金屬層表面產生局部存在的共振電場。

10.根據權利要求9所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，所述基板的表面具有多個凹坑，所述金屬層形成于所述基板的表面上，以形成反映了設于所述基板表面上的凹坑的形狀的凹部。

11.根據權利要求10所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，所述金屬層在所述基板的凹坑內由膜厚大于等于40nm且小于等于100nm的金屬薄膜形成。

12.根據權利要求9所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，所述凹部的內壁面的傾斜角相對于所述基板的主平面大于等于75度且小于等于90度。

13.根據權利要求9所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，所述凹部的底面的中央部朝向所述凹部的開口側鼓起。

14.根據權利要求13所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，所述鼓起的高度大于等于所述凹部的深度的5％且小于等于其20％。

15.根據權利要求9所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，所述凹部形成相互平行的槽。

16.根據權利要求9所述的表面等離子體共振傳感器用芯片，其特征在于，將所述凹部沿兩個方向排列，而且將所述凹部配置成方格狀。