【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22TU0103

利用課題名 / Title

表面増強ラマン散乱を利用した超高感度バイオケミカルセンサーチップの開発 / Development of highly sensitive surface enhanced Raman scattering (SERS) substrates

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials

キーワード / Keywords

表面増強ラマン散乱,プラズモニクス材料,スパッタリング/Sputtering

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

内野 俊

所属名 / Affiliation

東北工業大学大学 工学部電気電子工学科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

松本行示, 邉見政浩

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TU-160：自動搬送 芝浦スパッタ装置（加熱型）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

表面増強ラマン散乱（SERS）は、金属粒子表面に吸着した分子のラマン散乱強度が局在表面プラズモン共鳴によって10¹¹倍以上にも増強する現象で、単一分子を高感度かつ迅速に検出できる技術として近年注目されている。そこで、我々は感染症やガンなどの診断や食品検査を簡便に検査することができるバイオケミカルセンサーチップを作製することを目的として表面増強ラマン散乱基板の作製を行った。

実験 / Experimental

自動搬送芝浦スパッタ装置を用いて、マイカ基板上に膜厚70 nmの銀薄膜を室温および300℃で堆積した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 1に300℃でマイカ基板上に堆積した銀薄膜（膜厚70 nm）のSEM画像を示す。Fig. 1(a)は、最初に堆積した試料の結果である。成膜温度が低かったため、多結晶になった。Fig. 1(b)は、同じ条件で2回目に堆積した試料の結果である。基板温度が設定どおりの300℃になったため、単結晶膜になり、ナノホールが形成されていた。以上の結果を踏まえ、ステージ温度をあらかじめ300℃に設定して予行演習を行った後に本番の成膜を行うことにした。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 SEM images of silver thin films in (a) the first batch, (b) the second batch.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. [1] 衡彦君, 斉藤紫音, 平井龍太朗, 吹留博一, 佐藤昭, 尾辻泰一,内野俊, “ナノホール構造を持つAg/マイカ基板の表面増強ラマン散乱”, 第83回応用物理学秋季学術講演会, 2022年9月21日.
2. [2]T. Uchino, Y. Heng, R. Kumagai, S. Kasai, H. Fukidome, A. Satou, and T. Otsuji, “Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates for enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using monolayer graphene”, The 13th Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference (RPGR 2022), Nov 16^th, 2022.
3. [3] 衡彦君, 斉藤紫音, 平井龍太朗, 熊谷龍馬, 葛西重信,吹留博一, 佐藤昭, 尾辻泰一,内野俊, “表面増強ラマン散乱(SERS)を用いた高感度バイオケミカルセンサー”, 70回応用物理学春季学術講演会, 2023年3月16日.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件