自己組織化と表面増強ラマン散乱を用いた高感度分析システムの開発

利用自组装和表面增强拉曼散射开发高灵敏度分析系统

• 批准号: 08J01309
• 负责人: 平井 悠司
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01309/
• 关键词: 自己組織化; 表面増強ラマン散乱; 高分子微細構造; ハニカム状多孔質膜; ピラー構造化膜; ハニカム状多孔膜

本年度は本研究計画の最終年度であったため研究結果をまとめ、論文として発表するために、実際にラマン散乱が増強される部位を特定し、その増強メカニズムについて考察を行った。まず暗視野顕微鏡で作製した微細構造表面のどこの部位においてプラズモンが強く発生しているかを確認した。その結果、これまでラマン散乱が増強されていると推定していたピラー構造先端の銀微細間隙において、プラズモン吸収に由来する特徴的な着色が起こり、実際にこの部分で電場が強く増強されていることが明らかとなった。また、ピラー構造先端の銀の厚みを変えてラマン散乱を測定し、その銀厚みとラマン散乱の増強度合いを比較したところ、ピラー構造先端の銀の厚みがプラズモンが強く発生する膜厚のときにラマン散乱も強く増強されており、この部分がラマン散乱の増強サイトであることが示唆された。よって、この結果をまとめて論文として執筆し、今後提出する予定である。また、昨年度の研究中に発見した自己組織化ハニカム状多孔質膜を半導体加工時のマスクとして利用した、簡便、安価に機能性表面を有する半導体表面の加工法を、学術雑誌であるMacromolecular Symposiaで発表した。また、上記加工法を用いて作製することができる、蓮の葉のような超撥水と、蛾の目のような無反射特性を有するシリコン微細突起構造についても論文にまとめ、学術雑誌Journal of Materials Chemistryで発表した。

今年是该研究项目的最后一年，因此为了总结研究结果并将其作为论文呈现，我们确定了实际上增强了拉曼散射的地点，并讨论了增强的机制。首先，我们确认了在黑暗场显微镜制造的显微结构表面上强烈产生的等离子。结果，据揭示了由等离子体吸收引起的特征性着色，在柱结构的尖端的细银间隙中发生，以前估计会增强，并且在该区域中，电场实际上得到了强烈增强。此外，通过改变柱结构尖端的银的厚度，并将银的强度与拉曼散射进行比较来测量拉曼散射。当柱结构尖端的银厚度是产生等离子的膜厚度时，拉曼散射也得到了强烈的增强，这表明这部分是拉曼散射的增强的位置。因此，我们计划将这些结果作为论文进行编译，并在将来提交。此外，学术杂志大分子研讨会发表了一种简单且廉价的方法，该方法是使用功能表面与功能表面进行处理的方法，该方法使用了去年在研究中发现的自我组装蜂窝状的多孔膜，作为半导体处理的掩膜。此外，本文总结了微硅发突结构，该结构可以使用上述加工方法产生，该方法具有超水的特性，例如莲花叶和诸如飞蛾的眼睛之类的抗反射特性，并在《学术材料杂志》杂志上呈现。

项目成果

銀微細間隙を有する銀蒸着ピラー構造化膜を用いた表面増強ラマン散乱測定

使用具有银微间隙的银沉积柱结构薄膜进行表面增强拉曼散射测量

• 发表时间: 2010
• 作者: Yuji Hirai;Hiroshi Yabu;Yasutaka Matsuo;Kuniharu Ijiro;Masatsugu Shimomura;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司
• 通讯作者: 平井悠司

Wettability Patterning of The Silicon Nanospike-Array Structures Prepared by Using Self-Organized Polymer Structures as Etching Masks

使用自组织聚合物结构作为蚀刻掩模制备硅纳米钉阵列结构的润湿性图案

• 发表时间: 2010
• 作者: Yuji Hirai;Hiroshi Yabu;Yasutaka Matsuo;Kuniharu Ijiro;Masatsugu Shimomura;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;Yuji Hirai
• 通讯作者: Yuji Hirai

Silicon Nano-Structures Prepared by using Self-Organized Polymer Structures for Dry Etching Masks and Their Surface Properties

自组织聚合物结构制备的干法刻蚀掩模硅纳米结构及其表面性能

• 发表时间: 2009
• 作者: Yuji Hirai;Hiroshi Yabu;Yasutaka Matsuo;Kuniharu Ijiro;Masatsugu Shimomura;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;平井悠司;平井悠司;Yuji Hirai;Yuji Hirai;Yuji Hirai
• 通讯作者: Yuji Hirai

銀-高分子ハイブリッドピラー構造を用いた表面増強ラマン散乱測定

使用银聚合物混合柱结构的表面增强拉曼散射测量

• 发表时间: 2009
• 作者: Yuji Hirai;Hiroshi Yabu;Yasutaka Matsuo;Kuniharu Ijiro;Masatsugu Shimomura;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;平井悠司;平井悠司;Yuji Hirai;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司;平井悠司
• 通讯作者: 平井悠司

自己組織化微細構造を用いた超撥水-超親水パターン化表面の作製

使用自组装微结构制造超疏水-超亲水图案表面

• 发表时间: 2010
• 作者: Yuji Hirai;Hiroshi Yabu;Yasutaka Matsuo;Kuniharu Ijiro;Masatsugu Shimomura;Yuji Hirai;Yuji Hirai;平井悠司
• 通讯作者: 平井悠司