表面增强拉曼散射元件
阅读：287发布：2020-05-12
专利汇可以提供表面增强拉曼散射元件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且表面增强 拉曼散射 元件，具备： 基板 ，其具有主面；成形层，其具有以沿着基板的主面延伸的形式形成于主面上的 支撑 部以及形成于支撑部上的细微结构部；导电体层，其形成于细微结构部上并且构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部，并且关于在与基板的主面交叉的方向上的成形层的厚度，与在成形层中形成有细微结构部的细微结构区域的中央部分相比，细微结构区域的外缘部分相对更薄。，下面是表面增强拉曼散射元件专利的具体信息内容。
1.一种表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
具备：
基板，其具有主面；
成形层，其具有以沿着所述基板的所述主面延伸的形式形成于所述主面上的支撑部、以及形成于所述支撑部上的细微结构部；
导电体层，其形成于所述细微结构部上并且构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部，
关于在与所述基板的所述主面交叉的方向上的所述成形层的厚度，与在所述成形层中形成有所述细微结构部的细微结构区域的中央部分相比，所述细微结构区域的外缘部分相对更薄。
2.如权利要求1所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
所述细微结构部包含形成于所述支撑部上的多个凸部，
关于所述凸部的形成密度，与所述细微结构区域的所述外缘部分相比，所述细微结构区域的所述中央部分相对更小。
3.如权利要求1所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
关于在与所述基板的所述主面交叉的方向上的所述成形层的厚度，根据所述支撑部的厚度的梯度，与所述细微结构区域的所述中央部分相比，所述细微结构区域的所述外缘部分相对更薄。
4.如权利要求2所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
关于在与所述基板的所述主面交叉的方向上的所述成形层的厚度，根据所述支撑部的厚度的梯度，与所述细微结构区域的所述中央部分相比，所述细微结构区域的所述外缘部分相对更薄。
5.如权利要求1～4的任意一项所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
所述细微结构部遍及所述基板的所述主面的整体而形成。
6.如权利要求1～4的任意一项所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
进一步具备以沿着所述基板的所述主面至少包围所述支撑部的形式形成于所述基板的所述主面上的框部。
7.如权利要求6所述的表面增强拉曼散射元件，其特征在于：
所述框部距离所述基板的所述主面的高度低于所述细微结构部距离所述基板的所述主面的高度。
表面增强拉曼散射元件
技术领域
[0001] 本发明的一个方面涉及表面增强拉曼散射元件。
背景技术
[0002] 作为现有的表面增强拉曼散射元件，众所周知具备产生表面增强拉曼散射(SERS：Surface Enhanced Raman Scattering)的微小金属结构体(例如参照专利文献1以及非专利文献1)。在这样的表面增强拉曼散射元件中，成为拉曼光谱分析的对象的样品被接触于微小金属结构体，如果在该状态下激发光被照射于该样品则产生表面增强拉曼散射，例如发出被增强到108倍左右的拉曼散射光。
[0003] 作为上述微小金属结构体的一个例子，例如已知有按顺序层叠于硅基板上的含氟的石英玻璃膜以及通过蚀刻石英玻璃膜形成多个微小突起部之后，通过溅射法来成膜金属膜从而制造得到的微小金属结构体(例如参照专利文献2)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本专利特开2011-33518号公报
[0007] 专利文献2：日本专利特开2009-222507号公报
[0008] 非专利文献
[0009] 非专利文献1：“Q-SERSTM G1Substrate”，(互联网资料)，OPTO SICENCE,IN.[平成24年7月19日检索]，网页〈URL:http://www.optoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf〉
发明内容
[0010] 发明所要解决的技术问题
[0011] 然而，在上述专利文献2中在制造微小金属结构体时，通过蚀刻形成成为其根基的微小突起部，例如可以利用纳米压印法来形成微小突起部。在这种情况下，例如，在将用于纳米压印的复制模具(replica mold)从用于微小突起部的树脂层上脱膜时，会对有助于表面增强拉曼散射的微小突起部造成损伤，结果表面增强拉曼散射的特性可能变得不稳定。
[0012] 本发明的一个方面就是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于提供一种能够使表面增强拉曼散射的特性稳定的表面增强拉曼散射元件。
[0013] 解决技术问题的手段
[0014] 本发明的一个方面涉及表面增强拉曼散射元件。该表面增强拉曼散射元件具备：基板，其具有主面；成形层，其具有以沿着基板的主面延伸的形式形成于主面上的支撑部以及形成于支撑部上的细微结构部；导电体层，其形成于细微结构部上并且构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部，并且关于在与基板的主面交叉的方向上的成形层的厚度，与在成形层中形成有细微结构部的细微结构区域的中央部分相比，细微结构区域的外缘部分相对更薄。
[0015] 在该表面增强拉曼散射元件中，成形层具有细微结构部，导电体层形成于该细微结构部上，并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部。特别是在该表面增强拉曼散射元件中，成形层的厚度是以在形成了细微结构部的细微结构区域的中央部分相对较厚而在外缘部分较薄的形式构成的。因此，例如在为了通过纳米压印法形成成形层而将模具从成形层脱膜的时候，在细微结构区域的外缘部分细微结构部容易效仿复制模具的脱模，而且在细微结构区域的中央部分容易维持细微结构部的形状。因此，由于能够抑制在细微结构部上产生损伤，所以能够使表面增强拉曼散射的特性稳定。
[0016] 在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，细微结构部包含形成于支撑部上的多个凸部，凸部的形成密度能够做成在细微结构区域的中央部分比细微结构区域的外缘部分相对更小。在该情况下，例如能够通过纳米压印法，以其厚度在细微结构区域的外缘部分比中央部分相对更薄的方式从而容易并切实地形成成形层。
[0017] 还有，在此所谓凸部的形成密度是指，例如通过在成为基准的规定区域内被形成的凸部的体积的总和来规定的凸部形成密度。因此，此处的形成密度在形成于规定区域内的凸部的体积的总和大时变大，在形成于规定区域内的凸部的体积的总和小时变小。例如，如果成为形成密度的比较对象的凸部形状均匀则形成密度的大小对应于形成于规定区域内的凸部个数的大小。
[0018] 在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，关于在与基板的主面交叉的方向上的成形层的厚度，根据支撑部的厚度的梯度，与在细微结构区域的中央部分相比，细微结构区域的外缘部分相对更薄。在此情况下也可以以其厚度在细微结构区域的外缘部分比细微结构区域的中央部分相对更薄的形式从而容易且确实地形成成形层。
[0019] 在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，细微结构部能够遍及基板的主面的整体来形成。在此情况下，能够在基板的主面的整体上产生表面增强拉曼散射。
[0020] 在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，能够进一步具备以沿着基板的主面至少包围支撑部的形式形成于基板的主面上的框部。在此情况下，通过框部能够保护细微结构部并提高可靠性。
[0021] 在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，框部距离基板主面的高度可以做成低于细微结构部距离基板的主面的高度。在此情况下，能够将相对较薄的(低的)框部用作设定芯片化时的切割线的区域。
[0022] 发明效果
[0024] 图1是本实施方式所涉及的表面增强拉曼散射单元的平面图。
[0025] 图2是沿着图1的II-II线的截面图。
[0026] 图3是图2的区域AR的模式性的放大截面图。
[0027] 图4是表示图1所示的表面增强拉曼散射单元的制造方法的主要工序的图。
[0028] 图5是表示图3所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0029] 图6是表示图5所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0030] 图7是表示图3所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0031] 图8是表示图3所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0032] 图9是表示用于形成图8所示的成形层的模具的截面图。
[0033] 图10是表面增强拉曼散射单元的光学功能部的照片。
[0034] 符号说明
[0035] 1……SERS单元(表面增强拉曼散射单元)
[0036] 3……SERS元件(表面增强拉曼散射元件)
[0037] 4……基板
[0038] 4a……表面(主面)
[0039] 5……成形层
[0040] 5a……中央部分
[0041] 5b……外缘部分
[0042] 6……导电体层
[0043] 7……支撑部
[0044] 8……细微结构部
[0045] 9……框部
[0046] 10……光学功能部
[0047] 81……凸部
[0048] A5……细微结构区域
具体实施方式
[0049] 以下参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，在各个附图中对相同部分或者相当部分标注相同符号，并省略重复的说明。
[0050] 图1是本实施方式所涉及的表面增强拉曼散射单元的平面图，图2是沿着图1的II-II线的截面图。如图1、图2所示，本实施方式所涉及的SERS单元(表面增强拉曼散射单元)1具备处理基板2、被安装于处理基板2上的SERS元件(表面增强拉曼散射元件)3。处理基板2为矩形板状的载玻片(slide glass)、树脂基板、或者陶瓷基板等。SERS元件3以偏向于处理基板2的长边方向上的一个端部的状态被配置于处理基板2的表面2a。
[0051] SERS元件3具备被安装于处理基板2上的基板4、形成于基板4的表面(主面)4a上的成形层5、形成于成形层5上的导电体层6。基板4由硅或者玻璃等而被形成为矩形板状，并具有数百μm×数百μm～数十mm×数十mm左右的外形、以及100μm～2mm左右的厚度。基板4的背面4b由直接结合(direct bonding)、使用焊锡等金属的接合、共晶接合(eutectic bonding)、通过激光照射等进行的熔融接合、阳极接合、或者使用了树脂的接合而被固定于处理基板2的表面2a。
[0052] 图3是图2的区域AR的模式性的放大截面图。在图3中省略了导电体层6。如图3所示，成形层5具有形成于基板4的表面4a上的支撑部7、形成于支撑部7上的细微结构部8。支撑部7是以遍及基板4的表面4a的整体延伸的形式被形成的。支撑部7的厚度T7具有从支撑部7的中央部分7a朝着外缘部分7b渐渐变薄的梯度。换言之，支撑部7的厚度T7在外缘部分7b比中央部分7a相对更薄。支撑部7的厚度T7例如在中央部分7a为200nm左右，在外缘部分
7b为100nm左右。
7b为100nm左右。
[0053] 细微结构部8遍及基板4的表面4a的整体而形成于支撑部7上。细微结构8与支撑部7被一体地形成。成形层5包含形成了细微结构部8的细微结构区域A5。在此，由于细微结构部8是遍及基板4的表面4a的整体而被形成的，所以细微结构区域A5也成为遍及基板4的表面4a的整体而进行延伸的区域。另外，由于支撑部7也是遍及基板4的表面4a的整体而被形成的，所以细微结构区域A5的中央部分5a以及外缘部分5b分别与支撑部7的中央部分7a以及外缘部分7b一致。
[0054] 细微结构部8包含形成于支撑部7上的多个凸部81。凸部81被从支撑部7突出设置并与支撑部7一体地形成。凸部81在支撑部7上(即基板4的表面4a上)被排列成二维阵列状。支撑部7的表面7s露出于互相相邻的凸部81之间。凸部81例如呈圆柱状。另外，凸部81的配置能够做成矩阵配置或三角配置、或者蜂窝状配置等。另外，凸部81的形状并不限定于圆柱状，可以做成椭圆柱状或四方柱状或其他多角形柱状等的任意的柱状、或者任意的锥形状。
[0055] 凸部81的形成密度在细微结构区域A5的中央部分5a比细微结构区域A5的外缘部分5b相对更小。即，细微结构部8具有作为包含细微结构区域A5的中央部分5a的区域且凸部81的形成密度相对小的低密度区域8a、和作为以包含细微结构区域A5的外缘部分5b的形式包围低密度区域8a的区域且凸部81的形成密度相对大的高密度区域8b。
[0056] 在此，凸部81的形成密度是指例如由形成于成为基准的规定区域R内的凸部81的体积的总和来规定的形成密度。因此，在这里的形成密度在形成于规定区域R内的凸部81的体积的总和大的时候变大，在形成于规定区域R内的凸部的体积的总和小的时候变小。在此，由于成为形成密度的比较对象的凸部81形状是均匀的，所以形成密度的大小对应于形成于规定区域R内的凸部81的个数。
[0057] 凸部81例如是以120nm左右的柱径被形成的。低密度区域8a中凸部81的间距例如是450nm左右。另一方面，高密度区域8b中的凸部81的间距窄于低密度区域8a的间距，例如是250nm左右。凸部81的高度H81在低密度区域8a以及高密度区域8b中大致一定(形状均匀)，例如是180nm左右。即，细微结构部8的厚度T8在细微结构区域A5的整体上都大致一定。
[0058] 通过细微结构部8的厚度T8一定且支撑部7的厚度T7具有梯度，从而成形层5的整体厚度T5具有对应于支撑部7的厚度T7的梯度。更具体而言，根据支撑部7的厚度T7的梯度，成形层5的厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b比细微结构区域A5的中央部分5a相对更薄。换言之，根据支撑部7的厚度T7的梯度，成形层5的厚度T5具有从细微结构区域A5的中央部分5a朝着外缘部分5b渐渐变薄的梯度。
[0059] 如上所述的成形层5例如可以通过用纳米压印法来将被配置于基板4的表面4a上的树脂(丙烯酸系、氟系、环氧系、硅酮系、聚氨酯系、PET、聚碳酸酯或无机有机混合材料等)或者低熔点玻璃进行成形从而被一体地形成。
[0060] 导电体层6形成于细微结构部8上。导电体层6除了凸部81的表面之外还到达露出于凸部81之间的支撑部7的表面7s。因此，导电体层6具有如对应于成形层5的细微结构部8的细微结构。导电体层6例如具有数nm～数μm左右的厚度。
[0061] 这样的导电体层6例如可以通过将金属(Au、Ag、Al、Cu或者Pt等)等导电体蒸镀于上述由纳米压印法成形了的成形层5来形成。在SERS元件3中，通过细微结构部8以及形成于支撑部7的表面7a上的导电体层6构成了产生表面增强拉曼散射的光学功能部10。
[0062] 接着，就SERS单元1的使用方法进行说明。首先，准备SERS单元1。然后，使用移液管等来滴加溶液样品[或者是将粉体样品分散于水或者乙醇等的溶液中得到的混合物(以下相同)]，并将样品配置于光学功能部10上。另外，样品被配置于形成在支撑部7的表面7s以及细微结构部8的凸部81的表面上的导电体层6之上。另外，在滴加溶液的样品的时候，也可以预先为了形成样品槽而将由硅酮等构成的间隔装置(spacer)配置于处理基板2之上。
[0063] 接着，根据需要为了降低透镜效果而将玻璃盖载置于光学功能部10上(在使用间隔装置的情况下能够载置于间隔装置上)，并与溶液的样品紧密附着。接着，将SERS单元1设置于拉曼光谱分析装置，通过玻璃盖将激发光照射于被配置于光学功能部10上的样品。由此，在光学功能部10与样品的界面上产生表面增强拉曼散射，来自样品的拉曼散射光例如被增强至108的程度而被放出。因此，可以用拉曼光谱分析装置进行高灵敏度·高精度的拉曼光谱分析。
[0064] 另外，对于将样品配置到光学功能部10上的方法，除了上述方法之外还有以下方法。例如可以把持处理基板2并相对于作为溶液的样品浸渍SERS元件3提起，并鼓风干燥样品。另外，也可以将微量溶液样品滴加至光学功能部10上并使样品自然干燥。进一步，也可以直接将粉体样品分散于光学功能部10上。
[0065] 接着，参照图4针对SERS单元1的制造方法的一个例子进行说明。在该制造方中，首先如图4的(a)所示准备模具M。模具M具有与上述成形层5的细微结构部8相反的图案。更加具体而言，模具M具有形成了相对较大柱径的凸部M81的中央部分的高密度区域M8a和形成了相对较小柱径的凸部M82的外缘部分的低密度区域M8b。
[0066] 在模具M上，由互相相邻的凸部M81、M82规定的凹部M83是对应于成形层5上的凸部81。由于成形层5的凸部81的柱径D81为一定，因此模具M上的凹部M83的宽度也一定。因此，在形成了相对较大的凸部M81的模具M的高密度区域M8a，凹部M83彼此的间隔变宽并且凹部M83的体积的总和相对变小。相对于此，在形成了相对较小的凹部M82的模具M的低密度区域M8b，凹部M83彼此的间隔变窄并且凹部M83的体积的总和相对变大。
[0067] 另外，模具M既可以是纳米压印用的母模，也可以是使用该母模形成的复制模具(replica mold)。另外，模具M例如既可以是由PET、聚碳酸酯、PMMA、聚酰亚胺、硅酮等构成的薄膜模具，也可以不限定于薄膜模具而是石英模具或镍模具、硅模具等。
[0068] 接着，准备包含基板4的晶圆40，将纳米压印树脂50配置于其表面40a上。作为纳米压印树脂50例如可以使用UV固化性树脂(丙烯酸系、氟系、环氧系、硅酮系、聚氨酯系、PET、聚碳酸酯或无机有机混合材料等)或低熔点玻璃。
[0069] 接着，如图4的(b)所示，将模具M推到晶圆40上的纳米压印树脂50上并加压。由此，纳米压印树脂50被充填到模具M的各个凹部M83(也有没有完全充填的情况)。此时，在模具M的高密度区域M8a中，因为凹部M83的体积的总和相对较小，所以用少的树脂量就能够充填凹部M83。相对于此，在模具M的低密度区域M8b中，因为凹部M83的体积的总和相对较大，所以用于充填其凹部M83所需的树脂量相对增多。
[0070] 在这样的状况下，如果将模具M的图案转印到纳米压印树脂50从而形成成形层5，则如上所述在将模具M按压到纳米压印树脂50上的时候，由于对高密度区域M8a的凹部M83的充填只需相对较少的树脂量即可，而对低密度区域M8b的凹部M83的充填则需要相对较多的树脂量，所以在被用于支撑部7的形成的树脂量上以对应于各区域M8a、M8b的形式产生梯度，作为结果在支撑部7的厚度上设置如上所述的梯度。之后，例如通过UV照射等使纳米压印树脂50固化，如图4的(c)所示将模具M从成形层5脱模。
[0071] 这样如果对细微结构部8设定低密度区域8a和高密度区域8b，则由于用于形成高密度区域8b的凸部81所需的树脂量(用于充填模具M的低密度区域M8b的凹部M83的树脂量)多于用于形成低密度区域8a的凸部81所需的树脂量(用于充填模具M的高密度区域M8a的凹部M83的树脂量)，所以能够容易而且切实地形成在厚度上具有梯度的成形层5(支撑部7)。
[0072] 在此，图4(a)～(c)中所示的纳米压印工序既可以通过使用晶圆大小的模具M来以晶圆级一次性形成多个成形层5的形式实施，又可以通过重复使用小于晶圆的尺寸的模具M来依次形成多个成形层5(分布重复)。
[0073] 之后，将金属(Au、Ag、Al、Cu或者Pt等)等导电体蒸镀于成形层5(细微结构部8)上以形成导电体层6，从而构成光学功能部10。由此构成了SERS元件3。于是，按每个SERS元件3切割晶圆40，将被切割出来SERS元件3固定于处理基板2从而获得SERS单元1。
[0074] 如以上所说明的，在本实施方式所述的SERS元件3中，成形层5具有细微结构部8，在该细微结构部8上形成导电体层6，并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部10。特别的，在该SERS元件3中成形层5的厚度以在形成了细微结构部8的细微结构区域A5的中央部分5a相对较厚并且在外缘部分5b相对较薄而构成。
[0075] 为此，例如为了通过纳米压印法来形成成形层5而在将模具M从成形层5脱膜的时候，不仅在细微结构区域A5的外缘部分5b中细微结构部8容易效仿复制模具的脱模，而且在细微结构区域A5的中央部分5a中容易维持细微结构部8的形状。因此，能够抑制在细微结构部8(凸部81)上产生损伤，所以能够使表面增强拉曼散射的特性稳定。
[0076] 另外，在本实施方式所涉及的SERS元件3中，因为成形层5的厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b(在此是成形层5的外缘部分)中变得相对变薄，所以不仅能够将该外缘部分5b作为设定芯片化时的切割线的区域来利用，而且在为芯片化而切割时难以剥落。
[0077] 另外，在本实施方式所涉及的SERS元件3中，细微结构部8包含多个凸部81，凸部81的形成密度在细微结构区域A5的中央部分5a变得比外缘部分5b相对更小。像这样的成形层5例如能够通过使用了如上述的模具M的纳米压印法，以其厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b变得比中央部分5a相对更薄的形式来容易且确实地形成。这在支撑部7的厚度T7中设置如上所述的梯度的情况下也相同。
[0078] 另外，在本实施方式所涉及的SERS元件3中，成形层5具有沿着基板4的表面4a延伸的支撑部7，细微结构部8(凸部81)与其支撑部7被一体地构成。因此，由于细微结构部8的剥离(凸部81的倒塌或脱落)被抑制，因此可靠性提高。
[0080] 例如SERS元件3能够替代上述成形层5而具备如图5所示的成形层5A。在成形层5A上，支撑部7以及细微结构部8形成于基板4的表面4a的中央部分。因此，成形层5A的细微结构区域A5不是基板4的表面4a的整体而是只成为中央部分。
[0081] 在此情况下也由于细微结构部8的厚度T8为一定并且支撑部7的厚度T7具有梯度，所以成形层5A的整体厚度T5具有对应于支撑部7的厚度T7的梯度。更加具体而言，成形层5A的厚度T5通过支撑部7的厚度T7的梯度而在细微结构区域A5的外缘部分5b变得比细微结构区域A5的中央部分5a相对更薄。换而言之，成形层5A的厚度T5对应于支撑部7的厚度T7的梯度而具有从细微结构区域A5的中央部分5a朝着外缘部分5b渐渐变薄那样的梯度。
[0082] 进一步，成形层5A具有形成于基板4的表面4a上的框部9。框部9从支撑部7起连续并与支撑部7被一体地形成。框部9被配置于基板4的表面4a的外周部分，并且以沿着基板4的表面4a包围细微结构部8的支撑部7侧的一部分以及支撑部7的形式被形成为环状。框部9距离基板4的表面4a的高度H9低于细微结构部8距离基板4的表面4a的高度(支撑部7的厚度T7与细微结构部8的厚度T8相加的高度)。
[0083] 这样因为如果在基板4的外周部分设置框部9，则能够保护细微结构部8，所以可靠性提高。另外，既能够将框部9作为用于设置安装用的定位标记的空间来使用，又能够将框部9作为用于实施识别芯片的标记的空间来使用，还能够将框部9作为设定芯片化时的切割线的区域来利用。另外，即使在SERS元件3上产生碎屑也会滞留在框部9，并且能够回避包括细微结构部8的有效区域的损伤。
[0084] 另外，在成形层5A中，凸部81的形成密度在细微结构区域A5内为一定，但是由于能够将框部9看作为相对较大的单一的凸部，所以该框部9作为高密度区域8b发挥作用(即细微结构区域A5整体作为低密度区域5a发挥作用)。因此，与形成成形层5的情况相同，如果准备用于成形层5A的模具M将其推到纳米压印树脂50上并进行加压，则为了形成框部9而需要较多的树脂。其结果由于用于形成支撑部7的树脂的一部分被用于框部9的形成，所以能够在支撑部7上设置梯度。
[0085] 另外，在成形层5A中，还可以如图6所示将框部9的高度H9做得高于细微结构部8的高度(支撑部7的厚度T7与细微结构部8的厚度T8相加的厚度)，并且以框部9包围支撑部7以及细微结构部8的形式来制作。在此情况下，由框部9和支撑部7能形成凹部C，并且细微结构部8形成于该凹部C的底面(支撑部7的表面7s)。因此，细微结构部8能够被确实地保护。另外，通过较高地设定框部9，从而由于能够缓和因基板4与成形层5的热膨胀差引起的变形，所以能够防止由于温度循环等引起的成形层5的剥离等。
[0086] 另外，由于可以将溶液的样品留在该凹部C，所以能够提高附着到细微结构部8的(附着到细微结构部8上的导电体层6)样品的附着率。另外，因为可以将玻璃盖载置于框部9进行拉曼光谱分析，所以能够在防止溶液的挥发的同时保护细微结构部8(阻止杂质的混入)并进行该分析。另外，能够在不同的元件之间将配置的玻璃盖与细微结构部8的距离保持为一定，并且能够实现稳定的测量(能够抑制由于距离变动引起的测定偏差)。另外，因为通过配置平的玻璃盖能够抑制溶液样品的透镜效应，所以能够进行恰当的测量。
[0087] 在此，SERS元件3能够替代成形层5而具备如图7所示的成形层5B。成形层5B替代细微结构部8而具有细微结构部8B。因为细微结构部8B是遍及基板4的表面4a的整体而形成的，所以细微结构区域A5也成为遍及基板4的表面4a的整体延伸的区域。细微结构部8B具有从支撑部7突出设置的多个凸部81、82。
[0088] 凸部81与凸部82相比较具有较小的柱径，并且形成于细微结构区域A5的中央部分5a。凸部82形成于细微结构区域A5的外缘部分5b。相互相邻的凸部81之间的空间大于相互相邻的凸部82之间的空间。因此，凸部81的形成密度小于凸部82的形成密度。换而言之，细微结构部8B也与细微结构部8同样具有低密度区域8a和高密度区域8b，其中，低密度区域8a为包含细微结构区域A5的中央部分5a的区域，并且凸部81的形成密度相对较小；高密度区域8b是以包含细微结构区域A5的外缘部分5b的形式包围低密度区域8a的区域，并且凸部82的形成密度相对较大。
[0089] 另外，因为在成形层5B中，由于细微结构部8B的厚度T8为一定并且支撑部7的厚度T7具有梯度，所以成形层5B整体的厚度T5具有对应于支撑部7的厚度T7的梯度。更加具体而言，根据支撑部7的厚度T7的梯度，成形层5B的厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b变得比细微结构区域A5的中央部分5a相对更薄。换而言之，成形层5A的厚度T5对应于支撑部7的厚度T7的梯度而具有从细微结构区域A5的中央部分5a朝着外缘部分5b渐渐变薄的梯度。
[0090] 这样，也可以在细微结构部8B的低密度区域8a和高密度区域8b变更凸部的形状(柱径)。在此情况下也是，如果准备用于成形层5B的模型M并推到纳米压印树脂50上加压，则由于用于形成凸部82所需的树脂量大于用于形成凸部81的树脂量，所以能够在支撑部7上设置梯度。
[0091] 在此，在上述实施方式中是以将成形层5做成包含具有凸部81的形成密度互相不同的低密度区域8a以及高密度区域8b的细微结构部8的层，并在通过纳米压印法来形成成形层5的时候，由该凸部81的形成密度的大小引起(由于所需树脂量的大小)而在成形层5的厚度T5上(支撑部7的厚度T7)设置梯度，但是在成形层5的厚度T5上设置梯度的方法并不限定于此。
[0092] 即，即使是如图8所示包含凸部81的形成密度一样的细微结构部8C的成形层5C，如果如图9所示预先对用于其形成的模具M的支撑部M7的厚度TM7设置对应的梯度，则也能够用同样的纳米压印法对成形层5C的厚度T5(即对支撑部7的厚度T7)设置从细微结构区域A5的中央部分5a朝着外缘部分5b渐渐变薄的梯度。
[0093] 进一步而言，SERS元件3中的成形层只要在形成了细微结构部8的细微结构区域A5的外缘部分5b中比中央部分5a相对更薄即可，可以是从中央部分5a朝着外缘部分5b阶段性地(例如2个阶段和3个阶段等)变薄的形态，也可以不是用纳米压印法形成的形态。
[0094] 另外，在成形层5中是将细微结构部8中的凸部81的形成密度做成高密度和低密度2个阶段，但是凸部81的形成密度只要在细微结构区域A5的中央部分5a比外缘部分5b相对更小即可，也可以设置3个阶段以上的形成密度差。
[0095] 另外，导电体层6并不限定于被直接形成于成形层5(细微结构部8)上的导电体层，也可以是通过用于提高金属相对于成形层5(细微结构部8)的紧密附着性的缓冲金属(Ti、Cr等)层等某些层而被间接地形成于成形层5(细微结构部8)上的导电体层。
[0096] 进一步，上述SERS元件3的各个构成材料以及形状并不限定于上述材料以及形状，可以适用各种各样的材料以及形状。
[0097] 图10中所示的光学功能部是在具有以规定间距(中心线之间距离360nm)周期性排列的多个柱脚(pillar)(直径120nm，高度180nm)的纳米压印树脂制的细微结构部上，作为导电体层蒸镀Au至膜厚成为50nm的光学功能部。
[0098] 产业上的利用可能性
[0099] 根据本发明的一个方面，能够提供一种能够稳定表面增强拉曼散射的特性的表面增强拉曼散射元件。
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