【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23HK0047
利用課題名 / Title
プラズモニックバイオセンサーに関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
CVD,スパッタリング/ Sputtering,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,電子線リソグラフィ/ EB lithography,電子顕微鏡/ Electronic microscope,フォトニクス/ Photonics,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
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)
龍崎 奏
所属名 / Affiliation
北海道大学大学院理学研究院化学部門
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
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
HK-601：超高精度電子ビーム描画装置(100kV)
HK-610：コンパクトスパッタ装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
金属ナノ構造体のプラズモン共鳴を利用したバイオセンサーの開発、および金属ナノ構造体のプラズモニック特性を明らかにする。
実験 / Experimental
電子線描画でナノパターンを作製した後、スパッタにより金属を蒸着。最後にリフトオフすることで、金属ナノ構造体を作製。金属ナノ構造体のプラズモニック特性については各種分光法で評価。
結果と考察 / Results and Discussion
本研究では、プラズモニックAuナノブロック構造とテトラフェニルポルフィリンテトラスルホン酸（TPPS）薄膜におけるプラズモン-励起子系のプラズモニック特性と電気電導特性の評価を行った。この系における消光スペクトルから、プラズモニックAuナブロック構造とTPPSが強結合を起こしていることが明らかとなった。さらに、この系における導電性の評価を行なった結果、暗状態にも関わらず強結合系では導電性の向上を示唆する結果が得られた。さらに、上枝ポラリトン準位の光電流は下枝ポラリトン準位の光電流とは異なり、それぞれの準位で光電流特性が異なることが明らかとなった。 さらに、プラズモニックAuナブロック構造を隣接させたAuナノギャップ構造を有する表面増強ラマン分光（SERS）基板を作製し、このSERS基板と機械学習を組み合わせることで、核酸分子の識別が行えることが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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.
- 秋田壮吾，武内浩輝, 今枝佳祐, 龍﨑奏, 上野貢生, 第71回応用物理学会春季学術講演会, "プラズモン-ポルフィリン強結合系の電気伝導特性". 2024年3月
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