可視光領域における高感度屈折率センシングを指向したブラズモニック結晶構造の検討及び光学特性評価

摘要

プラズモニック結晶(Plasmonic Crystal: PC)は，金属ナ ノ構造が周期的に配列した構造を有する光学デバイスであ る(Fig.1).PCは金属ナノ構造の表面において局在表面プラ ズモン共鳴(Localized Sunace Plasmon Resonance ： LSPR)と呼ばれる自由電子の集団的な振動と光波の共鳴に起因す る特定波長光の吸収•増強電場誘起といった光学特性を示すこの特性はLSPRによる電子振動状態によって定ま るため，周囲の屈折率変化をプラズモンの振動特性変化に 起因するPCの吸収ピーク波長シフトとして観察でき，蛋白 質等種々の物質が付着することで生じる屈折率変化を色素 等特定の標識剤を用いることなく測定可能な非標識センサ としての応用が進められている(2). PCは，金属ナノ構造の 材料•サイズ•形状を変化させることによってLSPR由来 の吸収ピーク波長の制御•センサ性能の向上が可能である. この特徴を利用しPCは，紫外光〜赤外光領域で広く研究• 応用が進められている.特にAuを用いた場合，Auが高い 化学的安定性を有し，可視光〜赤外光の領域でLSPR由来の吸収ピークが観察可能であるといった点からプラズモン 材料として研究が進められている.