專利名稱：等離子體傳感器及其制造方法、和向等離子體傳感器中插入樣品的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如能夠用于病毒等檢測的利用了表面等離子體共振的等離子體傳感器(plasmon sensor)及其制造方法、和向等離子體傳感器中插入樣品的方法。
背景技術：
圖觀是例如能夠用于病毒檢測等的專利文獻1公開的等離子體傳感器100的剖視圖。等離子體傳感器100具有棱鏡101、在棱鏡101的下面配置的表面平坦的金屬層 102、在金屬層102的下面配置的表面平坦的具有規(guī)定介電常數(shù)的絕緣層103、在絕緣層103 的下面固定的配位體104。在金屬層102和絕緣層103的界面存在作為電子的疏密波的表面等離子體波。在棱鏡101側上方配置光源105，以全反射條件從光源105向棱鏡101入射P偏振的光。此時，在金屬層102和絕緣層103的表面產(chǎn)生衰逝波(evanescent wave)。在金屬層102全反射之后的光在檢波部106被接收，檢測光的強度。在此，當衰逝波和表面等離子體波的波數(shù)一致的波數(shù)匹配條件得到滿足時，從光源105提供的光的能量被用于表面等離子體波的激勵，反射光的強度減少。波數(shù)匹配條件依賴于來自光源的光的入射角。因此，當改變入射角并由檢波部106檢測出反射光強度時， 在某入射角處反射光的強度減少。作為反射光的強度最小的角度的共振角，依賴于絕緣層103的介電常數(shù)。作為樣品中的被測量物質的分析物和配位體104特異結合從而生成的特異結合物在絕緣層103的下面構成時，絕緣層103的介電常數(shù)變化，伴隨于此共振角變化。因此，通過監(jiān)視共振角的變化，能夠檢測分析物和配位體104的特異結合反應的結合強度和結合速度等。由于等離子體傳感器100具備能夠提供P偏振光的光源105和在金屬層102的上面配置的棱鏡101，因此尺寸較大，較為復雜。專利文獻1 JP特開2005-181296號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的等離子體傳感器具有第1金屬層和第2金屬層，該第2金屬層具有與第 1金屬層的下面對置的上面。在第1金屬層的上面被供給電磁波。在第1和第2金屬層之間設置中空區(qū)域，該中空區(qū)域構成為以含有媒介的樣品進行填充。該等離子體傳感器具有小型且簡易的構造。


圖1是本發(fā)明的實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖2是表示實施方式1中的等離子體傳感器的配位體與分析物的特異性結合的示意圖。
圖3A是實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖;3B是實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖4A是實施方式1中的等離子體傳感器的電磁場仿真解析模型的示意圖。圖4B是實施方式1中的等離子體傳感器的電磁場仿真解析模型的示意圖。圖5是表示實施方式1中的等離子體傳感器的電磁仿真的解析結果。圖6是實施方式1中的等離子體傳感器的電磁仿真解析模型的示意圖。圖7表示實施方式1中的等離子體傳感器的仿真解析的結果。圖8表示實施方式1中的等離子體傳感器的仿真解析結果。圖9A表示實施方式1中的等離子體傳感器的仿真解析結果。圖9B表示實施方式1中的等離子體傳感器的仿真解析結果。圖IOA是表示實施方式1中的等離子體傳感器的制造工序的剖視圖。圖IOB是表示實施方式1中的等離子體傳感器的制造工序的剖視圖。圖IOC是表示實施方式1中的等離子體傳感器的制造工序的剖視圖。圖IlA是實施方式1中的等離子體傳感器的分解立體圖。圖IlB是實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖12A是實施方式1中的其他等離子體傳感器的立體圖。圖12B是圖12A所示的等離子體傳感器的剖視圖。圖13A是實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖13B是實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖14A是實施方式1中的等離子體傳感器的部分立體圖。圖14B是實施方式1中的等離子體傳感器的部分立體圖。圖15是實施方式1中的等離子體傳感器的剖視圖。圖16是實施方式1中的另外的等離子體傳感器的立體圖。圖17表示實施方式1中的等離子體傳感器的仿真解析結果。圖18是本發(fā)明的實施方式2中的等離子體傳感器的剖視圖。圖19是本發(fā)明的實施方式3中的等離子體傳感器的立體圖。圖20A是實施方式3中的等離子體傳感器的側視圖。圖20B是實施方式3中的等離子體傳感器的俯視圖。圖21是實施方式3中的其他等離子體傳感器側視圖。圖22是實施方式3中的另外的等離子體傳感器側視圖。圖23是本發(fā)明的實施方式4中的等離子體傳感器的分解立體圖。圖M是說明實施方式4中的等離子體傳感器裝置的使用方法的側視圖。圖25是本發(fā)明的實施方式5中的等離子體傳感器的示意圖。圖沈是本發(fā)明的實施方式6中的等離子體傳感器1006剖視圖。圖27表示實施方式6中的等離子體傳感器的解析模型的電磁場仿真的解析結果。圖觀是現(xiàn)有的等離子體傳感器的剖視圖。
具體實施例方式(實施方式1)
圖1是本發(fā)明的實施方式1中的等離子體傳感器1的剖視圖。等離子體傳感器1 具有金屬層2、和隔著中空區(qū)域4與金屬層2對置地配置在金屬層2的下方的金屬層3。金屬層2、3由金、銀等的金屬構成。在使用等離子體傳感器1時能夠在中空區(qū)域4中填充樣品(sample)62，實質上由金屬層2、3夾持。樣品62含有分析物(target analyte)8、檢體 (other analyte)9、媒介61。媒介61由氣體或液體、凝膠等流體組成，用來運送分析物8、 檢體9。由于金屬層2大致具有IOOn m以下的厚度，因此無法以單體維持其形狀。金屬層 2的上面2A固定在保持部5的下面5B，其形狀被保持。金屬層3固定并保持在保持部6的上面6A。從金屬層2的上面2A入射電磁波91。在電磁波91為可見光的情況下，在金屬層 2由金構成時優(yōu)選具有35nm 45nm范圍內的膜厚。對于該范圍以外的膜厚，由表面等離子體共振引起的電磁波91的反射吸收量較少。在金屬層3由金構成時，優(yōu)選具有IOOnm以上的膜厚。對于低于IOOnm的膜厚，入射的電磁波91 (可見光)透過金屬層3，由表面等離子體共振引起的電磁波91的反射吸收
量變小。等離子體傳感器1也可以具有保持金屬層2、3柱或壁，使得金屬層2、3之間的距離維持恒定。通過該構造，等離子體傳感器1能夠實現(xiàn)中空區(qū)域4。在金屬層2的上面2A的上方也就是針對金屬層2在與金屬層3相反的方向配置電磁波源92。電磁波源92從金屬層2的上面2A上方向金屬層2提供電磁波91。以下，說明等離子體傳感器1的動作。在實施方式1中，電磁波91是光，電磁波源 92是光源。作為光源的電磁波源92不具備偏振片等的使光的偏振波一致的裝置。與圖觀所示的現(xiàn)有的等離子體傳感器100不同，本發(fā)明的等離子體傳感器1不僅由P偏振的光能夠激勵表面等離子體共振，由S偏振的光也能夠激勵表面等離子體共振。從金屬層2的上方向上面2A提供的電磁波91透過金屬層2供給至中空區(qū)域4然后到達金屬層3的上面3A。由電磁波91在金屬層2的中空區(qū)域4 一側的下面2B產(chǎn)生表面等離子體，在金屬層3的中空區(qū)域4 一側的下面:3B產(chǎn)生表面等離子體。在供給至中空區(qū)域4的電磁波91的波數(shù)與在金屬層2的下面2B產(chǎn)生的表面等離子體的波數(shù)相一致的情況下，在金屬層2的下面2B激勵出表面等離子體共振。在電磁波91和在金屬層3的上面3A 產(chǎn)生的表面等離子體的波數(shù)相一致的情況下，在金屬層3的上面3A激勵出表面等離子體共振。通過調整金屬層2的形狀主要厚度、金屬層3的形狀主要厚度、金屬層2、3之間的距離、金屬層2的介電常數(shù)、金屬層3的介電常數(shù)、處于金屬層2、3之間的媒介61的介電常數(shù)、媒介61的介電常數(shù)的分布的至少一個，能夠控制產(chǎn)生表面等離子體共振的頻率。在金屬層2的上面2A的上方配置檢測光等的電磁波93的檢測部94。在等離子體傳感器1接受從電磁波源92提供的電磁波91時，其接收由等離子體傳感器1反射或者輻射的光等的電磁波93。在實施方式1中，金屬層2的厚度大致為IOOnm以下。在金屬層2比IOOnm厚的情況下，由于電磁波(光)中的表面等離子體共振產(chǎn)生波長分量不會透過金屬層2，因此在金屬層2的下面2B和金屬層3的上面3A不會激勵出表面等離子體共振。
由于金屬層2大致具有IOOnm以下的厚度，因此其單體無法維持形狀。保持部5 固定在金屬層2的上面2A，以保持金屬層2的形狀。由于保持部5需要將電磁波91高效地供給至金屬層2，因此由難以使電磁波91衰減的材質形成。在實施方式2中，由于電磁波 91是光，因此由使光高效地透過的玻璃或透明塑料等的透明材料形成。保持部5的厚度優(yōu)選在機械強度能夠允許的范圍內盡量的小。金屬層3具有大致IOOnm以上的厚度。在金屬層3的厚度低于IOOnm的情況下， 有時通過金屬層2供給至中空區(qū)域4的電磁波的一部分通過金屬層3從而泄漏至中空區(qū)域 4的外側。也就是說，由于本來應該用于表面等離子體共振的激勵的電磁波能量的一部分泄漏至中空區(qū)域4的外部，所以等離子體傳感器1的靈敏度下降。因此，通過使金屬層2比金屬層3薄，能夠提高等離子體傳感器1的靈敏度。通過這種構造，能夠將從電磁波源92供給的光即電磁波91封入中空區(qū)域4從而激勵表面等離子體共振，并且表面等離子體與電磁波91結合從而激勵表面等離子體偏振子(polariton)，由此所供給的電磁波91被吸收，該頻率的成分不會作為電磁波93被輻射， 該成分的其他成分作為電磁波93被輻射。金屬層3的下面;3B固定在保持部6的上面6A，以保持其形狀。為了提高等離子體傳感器1的靈敏度，優(yōu)選不讓所供給的光等的電磁波91透過金屬層3。因此，優(yōu)選保持部6由截斷光等的電磁波91的材料形成。例如，保持部6由具有 IOOnm以上厚度的金屬或半導體形成。優(yōu)選保持部6的厚度大于保持部5的厚度。由此，能夠提高等離子體傳感器1自身的機械強度，能夠防止在使用等離子體傳感器1時出現(xiàn)形狀變形等從而傳感特性變化。在等離子體傳感器1中，在作為金屬層2的中空區(qū)域4 一側的下面2B配置多個配位體(Iigand) 7。也可以在作為金屬層3的中空區(qū)域4 一側的上面3A配置與配位體7同樣的配位體77。或者，在等離子體傳感器1中，也可以在金屬層2的下面2B不配置配位體 7,而僅在金屬層2的下面2B和金屬層3的上面3A之中的金屬層3的上面3A配置配位體 77。當含有分析物8的樣品62接觸配位體7時，配位體7和分析物8進行特異性結合。 圖2是表示配位體7和分析物8的特異性結合的示意圖。樣品62含有作為非特異性檢體的檢體9和作為檢體的分析物8。作為抗體的配位體7與非特異性檢體9不進行特異性結合，僅與分析物8選擇性地引起特異性結合。圖3A和圖;3B是表示等離子體傳感器1的動作的剖視圖。如圖3A所示，當在填充了真空或空氣的中空區(qū)域4中填充含有檢體9和分析物8的樣品62時，中空區(qū)域4的狀態(tài)特別是介電常數(shù)發(fā)生變化。由此，等離子體傳感器1產(chǎn)生表面等離子體共振的頻率即共振頻率發(fā)生變化。接下來，如圖;3B所示，當在金屬層2的下面2B配置的配位體7和分析物8進行特異性結合時，由于金屬層2的下面2B附近的有機物的厚度和介電常數(shù)變化，因此金屬層2、 3之間的媒介61的介電常數(shù)以及介電常數(shù)的分布發(fā)生變化。這樣，隨著配位體7和分析物 8的特異性結合的進行，等離子體傳感器1的共振頻率發(fā)生變化。因此，通過檢測共振頻率的變化，能夠檢測配位體7和分析物8的特異性結合的狀態(tài)、具體而言能夠檢測特異性結合的強度、結合速度等。
以下，利用電磁場仿真說明由于配位體7和分析物8的特異性結合從而等離子體傳感器1產(chǎn)生表面等離子體共振的頻率的變化。圖4A和圖4B分別是等離子體傳感器1的電磁場仿真的解析模型501、502的示意圖。在圖4A所示的解析模型501中，金屬層2由銀構成，具有30nm的厚度。金屬層3 由銀構成，并且具有130nm的厚度。金屬層2、3之間的距離為160nm，在中空區(qū)域4中填充介電常數(shù)為1的空氣。金屬層2的上面2A的上方和金屬層3的下面;3B的下方以空氣填充。 在解析模型501中，金屬層2、3和中空區(qū)域4無限地延伸。在圖4B所示的解析模型502中，在圖4A所示的解析模型501中的金屬層2的下面2B配置分析物8。分析物8的厚度為lOnm，介電常數(shù)為3. O。分析物8與金屬層3的上面3A之間的距離為150nm，在中空區(qū)域4中填充介電常數(shù)為1. O的空氣。金屬層2的上面 2A的上方和金屬層3的下面;3B的下方以空氣填充。在解析模型502中，金屬層2、3和中空區(qū)域4無限延伸。構成金屬層2、3的銀的介電函數(shù)能夠對“Handbook of OpticalConstants of Sol ids" (Pal ik, Edward D. in 1998)中記載的折射率的實驗數(shù)據(jù)進行變換來制作。在圖4A 和圖4B所示的解析模型501、502中，為簡單地進行仿真解析，沒有將配位體7模型化。從相對于解析模型501、502的金屬層2的上面2A的法線方向501N45度的仰角AN 提供電磁波591，以-45度的仰角檢測從金屬層2的上面2A輻射出的電磁波593，由此進行電磁場仿真解析。圖5表示電磁場仿真的結果。在圖5中，橫軸表示電磁波591的波長，縱軸表示電磁波593功率相對于電磁波591的功率的比即反射率。圖5表示解析模型501、502各自的反射率 R501、R502。如圖5所示，反射率R501的值在電磁波591的波長為340nm附近急劇地局部性地變小。在反射率變小的電磁波的波長即共振波長L501附近，供給至中空區(qū)域4的電磁波的波數(shù)與在金屬層2的下面2B產(chǎn)生的表面等離子體的波數(shù)相一致，在金屬層2的下面2B激勵出表面等離子體共振。同樣，在共振波長L501附近，由于供給至中空區(qū)域4的電磁波591 的波數(shù)與在金屬層3的上面3A產(chǎn)生的表面等離子體的波數(shù)相一致，因此在金屬層3的上面 3A激勵出表面等離子體共振。此外，如圖5所示，圖4B所示的解析模型502的反射率R502的值局部性變小的共振波長L502，比解析模型501的共振波長L501長約70nm。由于圖4B所示的解析模型502 的金屬層2的下面2B中附加的分析物8的介電常數(shù)的值，在金屬層2的下面2B激勵出的表面等離子體共振發(fā)生的共振頻率變低，其結果共振波長變長約70nm。這樣，圖5所示的仿真解析的結果表示，在金屬層2的下面2B激勵出表面等離子體共振。此外，通過檢測共振頻率(共振波長)的變化，能夠檢測金屬層2的下面2B附近的媒介狀態(tài)的變化。在等離子體傳感器1中，不僅能檢測共振頻率的變化，還能檢測反射率的變化，同時使用這兩個指標能夠檢測金屬層2的下面2B附近的媒介狀態(tài)的變化，能夠發(fā)揮出較高的檢測能力。中空區(qū)域4的媒介的狀態(tài)是指，在中空區(qū)域4的一部分或者全部中填充的物質的狀態(tài)、例如該物質自身的組成或物質在中空區(qū)域4中的分布。在等離子體傳感器1中，含有分析物8的樣品62的媒介61既可以是氣體也可以是液體，不過含有氣體的媒介61的氣體樣品63能夠容易插入中空區(qū)域4。也可以對氣體的樣品62進行壓縮然后插入中空區(qū)域4。由此，能夠增加樣品62中的分析物8的濃度，能夠使配位體7和分析物8的特異性結合高速化，且能夠提高等離子體傳感器1的靈敏度。也可以將等離子體傳感器1設置在冷藏庫等的食品管理庫內，用于食品的狀態(tài)管理。例如在自動檢測食品的腐敗并通知給管理者的系統(tǒng)中能夠應用等離子體傳感器1。具體而言，從設置在管理庫中的等離子體傳感器1的金屬層2的上面2A的上方，使用由發(fā)光二極管等的發(fā)光元件構成的電磁波源92向金屬層2始終或以一定間隔供給作為電磁波91 的光。使用由光電二極管等受光元件構成的檢測部94來檢測從等離子體傳感器1輻射出的作為電磁波93的光，計算并監(jiān)視反射率。在反射率的值處于規(guī)定范圍以外時，該系統(tǒng)自動地向使用者進行通知，使用者無需直接地逐個確認就能夠掌握食品的狀態(tài)變化。在該情況下，通過將保管庫內的氣體進行壓縮并插入中間區(qū)域4中，能夠提高等離子體傳感器1的靈敏度。此外，通過將人吐出的氣息注入中空區(qū)域4中，從而能夠將等離子體傳感器1用作肺癌傳感器。進而，在加濕機、空氣清潔機、甚至空調機的空氣吸引口附近配置等離子體傳感器1，可以用于室內的病毒檢驗。此外，在這種情況下，將吸入的空氣流入為了加濕而準備的水分的一部分中、或者除濕之后吸收的水分的一部分中，然后與該水分一起注入等離子體傳感器1的中空區(qū)域4中，能夠獲得同樣的效果。另外，為了檢驗洗衣機的水槽是否發(fā)霉，也可以在水槽內配置等離子體傳感器1。在圖1所示的等離子體傳感器1中，配位體7被配置在金屬層2的下面2B。實施方式1中的等離子體傳感器1不需要具備配位體7 (77)。在金屬層2的下面2B或金屬層3 的上面3A沒有配置配位體7的等離子體傳感器1的中空區(qū)域4中插入任意的氣體，能夠檢測共振頻率的變化、共振波長的變化，或者通過測量共振頻率的絶対值從而能夠檢測所要檢測的氣體的有無。由此，能夠省略將配位體7 (77)配置在金屬層2、3的表面的工序，可實現(xiàn)等離子體傳感器制造效率的提高。也可以代替配位體7(77)將與想要檢測的氣體進行化學反應的物質配置在金屬層2的下面2B或金屬層3的上面3A。在該等離子體傳感器中，根據(jù)共振頻率的變化或共振波長的變化，能夠檢測金屬層2的下面2B或金屬層3的上面3A的化學性的變化。圖6是等離子體傳感器1的其他的電磁仿真模型503的示意圖。在圖6中，對與圖4A及圖4B所示的解析模型501、502相同的部分附于相同的參照序號。在模型503中， 在金屬層2的下面2B不配置配位體7，在金屬層3的上面3A配置配位體77。在圖6所示的解析模型503中，在金屬層3的上面3A配置的分析物8的厚度為 lOnm，介電常數(shù)為3.0。中空區(qū)域4的厚度為150nm，介電常數(shù)為1.0。從相對于解析模型503的金屬層2的上面2A的法線方向501N45度的仰角AN提供電磁波591，以-45度的仰角檢測從金屬層2的上面2A輻射出的電磁波593，由此進行電磁場仿真解析。圖7表示圖4A和圖6示出的解析模型501、503的電磁場仿真的結果。在圖7中， 橫軸表示電磁波591的波長，縱軸表示電磁波593的功率相對于電磁波591的功率的比即反射率。圖5表示解析模型501、503各自的反射率1 501、1 503。如圖7所示，在金屬層3的上面3A附著分析物8的情況下也產(chǎn)生共振波長的變化。這表示在金屬層3的上面3A中也發(fā)生了表面等離子體共振。因此，可以在金屬層2的下面 2B不配置配位體7。而在金屬層3的上面3A配置配位體77，由此能夠提高等離子體傳感器 1的設計自由度。等離子體傳感器1也可以具備在金屬層2的下面2B配置的配位體7、和在金屬層 3的上面3A的配置的配位體77。由此，一并利用在金屬層2的下面2B和金屬層3的上面 3A所產(chǎn)生的表面等離子體共振，能夠實現(xiàn)靈敏度更高的等離子體傳感器1。圖8是表示圖4A示出的解析模型501中的中空區(qū)域4的介電常數(shù)為2. 0的解析模型504、解析模型501的解析結果。在圖8中，橫軸表示電磁波591的波長，縱軸表示電磁波593的功率相對于電磁波591的功率的比即反射率。解析模型504具有反射率R504。如圖5及圖7、圖8所示，即便在中空區(qū)域4為真空或空氣的情況下，也就是沒有以具有高介電常數(shù)的固體電介質填充的情況下，也發(fā)生表面等離子體共振。對于等離子體傳感器1，在金屬層2、3之間設置的中空區(qū)域4沒有以固體電介質填充。由此，通過將含有分析物8的樣品62注入中空區(qū)域4，從而能夠使配位體7 (77)與分析物8接觸。此外，如圖8所示，當使中空區(qū)域4的媒介61為空氣或真空從而將介電常數(shù)設定得較低時，能夠使表面等離子體共振的共振波長變短。也就是說，為了獲得相同的共振頻率，以空氣或真空來填充中空區(qū)域4的傳感器1，與具有填充了任意電介質的中空區(qū)域的等離子體傳感器相比，能夠增大金屬層2、3之間的間隔。故而，像本申請的等離子體傳感器1那樣，以介電常數(shù)大概為1的空氣或真空、或者介電常數(shù)小的氣體填充中空區(qū)域4，由此與將固體電介質等填充在金屬層2、3之間的等離子體傳感器相比，能夠使金屬層2、3之間的間隔展寬。因此，由于能夠增大中空區(qū)域4的厚度，因此能夠將含有分析物8的樣品62容易地插入中空區(qū)域4中。此外，在共振頻率中，金屬層2、3之間的電磁場強度也可以按照高次模式分布。也就是說，在金屬層2、3之間產(chǎn)生的電磁場強度可以在多個位置局部性地變大。圖9A和圖9B 表示將圖4A示出的解析模型501中的中空區(qū)域4的厚度設定為10 μ m的解析模型505的電磁場仿真結果。圖9A示出的模型的共振波長為^83nm，圖9A表示中空區(qū)域4的電場強度的分布。 在圖9A中，為了進行說明，并未示出中空區(qū)域4的所有區(qū)域中的電場分布，僅示出了一部分的區(qū)域95中的電場分布。在圖9A中，在金屬層2、3之間存在的電場強度，在從金屬層2向金屬層3的位置反復周期性局部的變化，在金屬層2、3的附近的區(qū)域電場強度較小。在圖9A中，金屬層2、3 之間的多個也就是5個區(qū)域處電場強度局部性較大，電磁場強度以高于基本模式的高次模式進行分布。金屬層2、3之間的電磁場強度以高次模式進行分布，由此能夠使金屬層2、3的間隔展寬，能夠容易將含有分析物8的樣品62插入中空區(qū)域4中。在圖9A所示的解析模型505中，中空區(qū)域4的介電常數(shù)為1。圖9B表示解析模型 505、解析模型505的中空區(qū)域的介電常數(shù)為1. 2的解析模型506的電磁場仿真的結果即反射率 R505、R506。如圖9B所示，解析模型505、506都是以多個共振波長發(fā)生表面等離子體共振。此外，通過改變中空區(qū)域4的媒介狀態(tài)即介電常數(shù)，從而共振波長發(fā)生變化。這樣，在使中空區(qū)域4變厚的情況下，在金屬層2、3之間產(chǎn)生高次模式的電磁場強度分布，表面等離子體共振以高次的頻率發(fā)生。等離子體傳感器1利用以高次模式的頻率發(fā)生的表面等離子體共振，也能夠檢測中空區(qū)域4的媒介61的狀態(tài)的時間性變化。由此，因為金屬層2、3之間的間隔變寬，所以容易將含有分析物8的樣品62插入中空區(qū)域4中。接下來，說明在等離子體傳感器1中導出高次模式的次數(shù)的方法。如果在不含有分析物8的折射率為η的樣品62配置在中空區(qū)域4中之前的金屬層2、3之間的電磁場強度以m次模式，則利用1以上的整數(shù)a讓式1成立。(1/2) X λ Xm = (1/2) X (λ/n) X (m+a) (式 1)在式1中，λ是在中空區(qū)域4中配置媒介61之前，從金屬層2的上面2Α的上方供給的電磁波91在中空區(qū)域4中的波長。式1的左邊表示在媒介61配置在中空區(qū)域4中之前的金屬層2、3之間的距離。也就是說，由于在媒介61配置在中空區(qū)域4中之前，在金屬層2、3之間發(fā)生m次模式的電磁場強度分布，因此由式1的左邊表示金屬層2、3之間的距離。式1的右邊表示在媒介61配置在中空區(qū)域4中之后的金屬層2、3之間的距離。 也就是說，若將具有折射率η的媒介61配置在中空區(qū)域4中，則電磁波91在中空區(qū)域4中的波長λ被縮短至1/η。因此，較之在金屬層2、3配置媒介61之前，會產(chǎn)生更多的電磁場強度的波腹和波節(jié)。在此時的電磁場強度分布為(m+a)次模式的情況下，金屬層2、3之間的距離由式1的右邊表示。由于式1的左邊和右邊都是表示金屬層2、3之間的距離，因此二者是相等的。整數(shù)a是表示在金屬層2、3之間由于有無媒介61 (不含有分析物8的樣品 62)而變化的電磁場強度分布的模式的次數(shù)的差。根據(jù)式1高次模式的次數(shù)m、折射率η、整數(shù)a滿足式2。m = a/(n-l) (式 2)等離子體傳感器1的共振波長的變化能夠通過使用者的目測來檢測，也就是能夠檢測由于來自等離子體傳感器1的反射光的顏色由此共振波長的變化。為了判斷樣品62 是否含有分析物8，需要僅在不含有分析物8的樣品62即媒介61配置在中空區(qū)域4中的情況下來自等離子體傳感器1的反射光的顏色不變化，而僅在含有分析物8的樣品62配置在中空區(qū)域4中的情況下反射光的顏色發(fā)生變化。也就是說，需要防止來自等離子體傳感器1 的反射光的顏色因不含有分析物8的樣品62即媒介61是否配置在中空區(qū)域4中而變化。例如，按照以下方式求出不含有分析物8的樣品62即媒介61為水的情況下次數(shù)m。水的折射率η為1.3334。若將整數(shù)a設定為1，則根據(jù)式2得出 m= 2 . 9 9 9 4 — 3 ο所謂可見光帶是人的眼睛能看到的光的波長帶，其范圍是380nm以上750nm以下的波長。在此，例如按照在可見光帶的藍色的450 495nm的波長帶內的頻率fb處，使等離子體傳感器1引起表面等離子體共振的方式來設計等離子體傳感器1。按照在中空區(qū)域4中沒有配置水的狀態(tài)也就是配置了空氣的狀態(tài)下，在中空區(qū)域 4中在頻率fb處發(fā)生3次模式(因為上述的計算結果為m—3)的電磁場分布的方式，來決定金屬層2、3之間的距離。等離子體傳感器1大致在頻率fb處發(fā)生表面等離子體共振。如果包括可見光帶整個的頻率成分的白色光入射至金屬層2的上面2A，則在上面2A反射之后輻射至上方的反射光中，入射的白色光之中的藍色光尤其衰減。接下來，在將不含有分析物的樣品62即僅媒介61的水配置在中空區(qū)域4中時，在金屬層2、3之間在頻率fb中大致發(fā)生4次模式(m+ a = 2. 9 99 4 + 1— 4)的電磁場分布。也就是說，即便將不含有分析物8的樣品62 (媒介61)配置在中空區(qū)域4中，由于等離子體傳感器1在頻率fb 處產(chǎn)生表面等離子體共振，因此向金屬層2的上方反射的光的顏色一般不會變化。由此，能夠防止因不含有分析物8的樣品62 (僅是媒介61)是否配置在中空區(qū)域4中，導致等離子體傳感器1的共振波長出現(xiàn)較大的偏差。此外，在上述的條件中，雖然m近似為3，但是由于所導出的m為整數(shù)的情況是及其少的，因此將導出的m的值四舍五入之后得到的整數(shù)值設定為整數(shù)m。此外，也可以按照如下方式來設計金屬層2、3之間的距離，S卩在從不含有分析物 8的樣品62即媒介61尚未配置在中空區(qū)域4中的狀態(tài)，向僅媒介61配置在中空區(qū)域4中的狀態(tài)變化時，發(fā)生表面等離子體共振的波長僅在波長帶A (380nm以上450nm以下)、波長帶 B (450nm以上495nm以下)、波長帶C^495nm以上570nm以下)、波長帶D(570nm以上590nm 以下)、波長帶E(590nm以上620nm以下)、波長帶F(620nm以上750nm以下)的某個給定的波長帶內變化。具體而言，就是與上述同樣地設定在金屬層2、3之間發(fā)生的電磁場分布模式的次數(shù)。波長帶A(380nm以上450nm以下)是相當于可見光帶的紫色的波長帶，波長帶 B (450nm以上495nm以下)是相當于可見光帶的藍色的波長帶，波長帶C (495nm以上570nm 以下)是相當于可見光帶的綠色的波長帶，波長帶D(570nm以上590nm以下)是相當于可見光帶的黃色的波長帶，波長帶E(590nm以上620nm以下)是相當于可見光帶的橙色的波長帶，波長帶F(620nm以上750nm以下)是相當于可見光帶的紅色的波長帶。反射光的波長在這些的波長帶之中的一個波長帶內變化，由此能夠防止因不含有分析物8的樣品62的有無從而來自等離子體傳感器1的反射光的顏色出現(xiàn)較大變化，使用者通過人眼觀察就能夠簡單地檢測出有無分析物8，能夠實現(xiàn)可檢測抗原抗體反應的等離子體傳感器1。此外，也可以在金屬層2、3之間的大致所有的區(qū)域(也包括未設置配位體7的區(qū)域)中設置中空區(qū)域4。此外，也可以在金屬層2、3之間除了支撐金屬層2、3的柱和壁以外的區(qū)域(包括未設置配位體7的區(qū)域)中設置中空區(qū)域4。此外、還可以在金屬層2的下面2B和金屬層3的上面3A涂布防止腐蝕用涂覆層。在該情況下，也可以在金屬層2、3之間的防止腐蝕用涂覆層以外的區(qū)域(不包括在防止腐蝕用涂覆劑未與金屬層2或金屬層3 接觸的表面上配置的配位體7的區(qū)域)中設置中空區(qū)域4。能插入樣品62的區(qū)域是中空區(qū)域4，中空區(qū)域4確保在金屬層2、3之間的一部分區(qū)域中。金屬層2、3之間的間隔L基于產(chǎn)生表面等離子體共振的頻率F可由以下的式3表不。L = NXC/(2XF) Xcos θ (式 3)在式3中。N為Ν>0的整數(shù)，C為金屬層2、3之間的有效的光速，θ是在中空區(qū)域4中電磁波相對于與金屬層2、3的面2Β，3Α垂直的法線的入射角度。此外，由于式3中尚未考慮金屬層2、3的復折射率，因此含有誤差。在金屬層2、3之間存在中空區(qū)域4以外的媒介(例如，上述的柱和壁等)的情況下，式3的C值是將這些媒介考慮在內的值。透過金屬層2侵入中空區(qū)域4中的電磁波在金屬層3的上面3A被反射，如圖9B 所示那樣在中空區(qū)域4中發(fā)生電磁場的強度的標準分布(standing distribution)。將在中空區(qū)域4中發(fā)生的標準分布的電磁場的一部分作為能量源，來產(chǎn)生表面等離子體共振。此外，也可以按照如下方式來設計等離子體傳感器1，即通過使中空區(qū)域4的媒介61的狀態(tài)隨著時間變化，由此共振波長從可見光帶以外的波長帶也就是不可見光帶向可見光帶變化，或者從可見光帶向不可見光帶變化。例如，如果因配位體7和分析物8的特異性結合而中空區(qū)域4的媒介的狀態(tài)發(fā)生變化，共振波長從不可見光帶變化至可見光帶，則人眼能夠檢測的可見光帶的一部分顏色的光因表面等離子體共振而難以從等離子體傳感器1反射或輻射。其結果能夠通過人眼檢測配位體7和分析物8的特異性結合等，能夠實現(xiàn)不具備復雜且大規(guī)模的裝置的簡單的離子體傳感器1。此外，在上述內容中，供給至等離子體傳感器1的電磁波至少包括可見光帶的一部分波長。具體而言，考慮使作為白色光的太陽光或照明的光照射至等離子體傳感器1，并通過人的視覺來檢測其反射波或輻射波的結構。由此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體7 和分析物8的特異性結合等。此外，如果向等離子體傳感器1供給電磁波角度(例如，入射至金屬層2的電磁波的入射角度)變化，則共振波長也變化。因此，可以設計出如下的等離子體傳感器1，在手持等離子體傳感器ι并且使太陽光照射至該等離子體傳感器1的金屬層2 —側，來檢測配位體7和分析物8的特異性結合的情況下，在引起特異性結合之前的狀態(tài)中，即便使向等離子體傳感器1供給電磁波的角度在可能的范圍內變化，共振波長也收斂在不可見光帶的區(qū)域內，或者，收斂在可見光帶的同一色的波長帶域內。由此，能夠實現(xiàn)即便向等離子體傳感器 1供給電磁波的角度在可能的范圍內變化，但反射光的顏色不變化的等離子體傳感器。此外，為了設計出在引起特異性結合之前的狀態(tài)中即便向等離子體傳感器1供給電磁波的角度在可能的范圍內變化但共振波長也會收斂在不可見光帶的區(qū)域內、或者收斂在可見光帶的同一色的波長帶域內的等離子體傳感器1，可通過調整保持部5、6的材質、金屬層2、3的厚度或材質、金屬層2、3之間的距離等來進行設計。此外，在上述內容中，使等離子體傳感器1的共振波長從不可見光帶向可見光帶變化、或者從可見光帶向不可見光帶變化。也可以按照在圖觀所示的現(xiàn)有的等離子體傳感器100中引起這種變化的方式來設計等離子體傳感器100。具體而言構成為使具有圖觀所示的棱鏡101的現(xiàn)有的等離子體傳感器100的共振波長在配位體與分析物的特異性結合前后從不可見光帶向可見光帶變化、或者從可見光帶向不可見光帶變化。此外，在使用局部存在等離子體的傳感器中也可以應用同樣的想法。由此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體與分析物的特異性結合等。此外，也可以按照如下方式來設計本發(fā)明中的等離子體傳感器1，即通過使中空區(qū)域4中的媒介61的狀態(tài)隨著時間變化，產(chǎn)生表面等離子體共振的波長從不可見光帶向 450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域變化、或者從450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域向不可見光帶變化。在此，450nm以上570nm以下的波長的電磁波由藍色的光(波長450nm以上低于495nm)和綠色的光(波長495nm以上570nm以下)構成，620nm以上750nm以下的波長的
電磁波相當于紅色的光。在人眼的視網(wǎng)膜中心部密集分布錐體細胞由吸收紅光的錐體、吸收綠光錐體、和吸收藍光錐體的三種錐體構成。因此，人能夠感覺到的光僅僅是紅、藍、綠的三色。這樣，通過利用人眼的靈敏度極高的藍、綠、紅的光，能夠實現(xiàn)使用人的視覺就能夠容易進行檢測的等離子體傳感器。例如，如果因配位體7與分析物8的特異性結合從而中空區(qū)域4的媒介狀態(tài)發(fā)生變化，共振波長從不可見光帶向450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域變化，則人的視覺靈敏度最高的藍色或綠色或紅色之中的一種顏色的光由于表面等離子體共振而難以從等離子體傳感器1進行反射或輻射。其結果能夠通過人眼高靈敏度地檢測配位體7與分析物8的特異性結合等。此外，在這種情況下，如果向等離子體傳感器1供給電磁波時的角度(例如，入射至金屬層2的電磁波的入射角度)變化，則共振波長也發(fā)生變化。因此，也可以按照如下方式設計等離子體傳感器1，即在手持等離子體傳感器1并且使太陽光照射至該等離子體傳感器1的金屬層2 —側來檢測配位體7和分析物8的特異性結合的情況下，在引起特異性結合之前的狀態(tài)中，即便使向等離子體傳感器1供給電磁波的角度在可能的范圍內變化，共振波長也收斂在不可見光帶的區(qū)域內，或者收斂在可見光帶的同一色的波長帶域內。由此， 能夠實現(xiàn)即便向等離子體傳感器1供給電磁波的角度在可能的范圍內變化，但反射光的顏色不變化的等離子體傳感器。此外，在上述內容中，供給至等離子體傳感器1的電磁波至少包括藍色、綠色、紅色的光的波長。由此，如上述那樣，能夠通過人眼檢測配位體7與分析物8的特異性結合等。此外，在上述中，使等離子體傳感器1的共振波長從不可見光帶變化至450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域、或者從450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域變化至不可見光帶。也可以將這種變化應用于現(xiàn)有的等離子體傳感器 100中。具體而言可以構成為使具有圖觀所示的棱鏡101的現(xiàn)有的等離子體傳感器100 的共振波長在配位體與分析物的特異性結合的前后從不可見光帶變化至450nm以上570nm 以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域、或者從450nm以上570nm以下或620nm以上750nm 以下的區(qū)域變化至不可見光帶。此外，在使用局部存在等離子體的傳感器中也可以應用這種變化。由此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體與分析物的特異性結合等。進而，還可以按照使中空區(qū)域4中的媒介61狀態(tài)隨著時間變化由此表面等離子體共振發(fā)生的波長從450nm以上低于495nm的區(qū)域變化至495nm以上580nm以下的區(qū)域的方式，來設計等離子體傳感器1。波長為450nm以上低于495nm的區(qū)域的電磁波相當于可見光線(人眼能看見的波長的光)之中的藍色的光，波長為495nm以上570nm以下的區(qū)域的電磁波相當于可見光線之中的綠色的光。作為具體的一例，假定在從等離子體傳感器1的金屬層2的上面2A的上方投射包括多個可見光線的太陽光或照明光時，由人眼檢測來自該等離子體傳感器1的反射光或輻射光。由于在該等離子體傳感器1的中空區(qū)域4的媒介變化前，在相當于藍光的450nm以上低于495nm的波長發(fā)生表面等離子體共振，因此在包括多個可見光線的太陽光或照明光中僅相當于共振波長的藍光變弱的電磁波(光)，被等離子體傳感器1反射或輻射。并且， 人可識別這種電磁波(光)。接下來，由于在等離子體傳感器1的中空區(qū)域4的媒介61變化之后，在相當于綠光的495nm以上580nm以下的波長處發(fā)生表面等離子體共振，因此在包括多個可見光線的太陽光或照明光中僅相當于共振波長的綠光變弱的電磁波(光)被等離子體傳感器1反射或輻射。并且，人可識別這種電磁波(光)。由于人眼對藍光、綠光具有較高的靈敏度，因此容易識別出因中空區(qū)域4的媒介變化共振波長從藍光的區(qū)域變化至綠光的區(qū)域。故而，能夠實現(xiàn)不使用受光部這種的設備僅憑人的視覺就能夠進行檢測的等離子體傳感器。此外，在上述中，雖然示出了作為電磁波使用太陽光、照明光的例子，但并不限于此，只要至少包括藍光和綠光即可。進而，由于上述中所使用的藍光和綠光的波長區(qū)域相鄰，因此能夠減小由中空區(qū)域4的媒介變化引起的共振波長的變化量，從而能夠實現(xiàn)即便針對分析物8等的介電常數(shù)低的情況也能夠使用的等離子體傳感器。此外，在上述中，盡管例示了使本發(fā)明的等離子體傳感器1的共振波長從450nm以上低于495nm的區(qū)域變化至495nm以上580nm以下的區(qū)域，但是這種設計思想的適用范圍并不限定于本發(fā)明的等離子體傳感器1，也可以將這種思想應用于現(xiàn)有的等離子體傳感器 100等。具體而言，可以使圖觀所示具有棱鏡101的現(xiàn)有的等離子體傳感器100的共振波長在配位體與分析物的特異性結合前后從450nm以上低于495nm的區(qū)域變化至495nm以上 580nm以下的區(qū)域。此外，在使用局部存在等離子體的傳感器中也可以應用同樣的想法。由此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體與分析物的特異性結合等。此外，可以按照使中空區(qū)域4的媒介61的狀態(tài)隨時間變化由此發(fā)生表面等離子體共振的波長從波長帶A(380nm以上450nm以下)、波長帶W450nm以上495nm以下)、波長帶以495歷以上570nm以下)、波長帶D(570nm以上590nm以下)、波長帶E(590nm以上 620nm以下)、波長帶F(620nm以上750nm以下)之中的任意的波長帶變化至其他波長帶的方式，來設計本發(fā)明所涉及的等離子體傳感器1(具體而言，可以設計等離子體傳感器1的金屬層2與金屬層3之間間隔、金屬層2的厚度等)。在中空區(qū)域4的媒介狀態(tài)隨著時間變化時(具體而言，在中空區(qū)域4中配位體與分析物進行特異性結合時)，由于在特異性結合前共振波長處于波長帶A F之中的一個帶域內，而在特異性結合之后移動至其他帶域內， 因此能夠通過人眼簡單地檢測配位體與分析物的特異性結合等。此外，在上述中，使本發(fā)明的等離子體傳感器1的共振波長從波長帶A(380nm以上450nm以下)、波長帶W450nm以上495nm以下)、波長帶C^495nm以上570nm以下)、波長帶D(570nm以上590nm以下)、波長帶E (590nm以上620nm以下)、波長帶F(620nm以上 750nm以下)的任意的波長帶變化至其他波長帶。也可以將這種變化應用于現(xiàn)有的等離子體傳感器100。具體而言，可以使圖觀所示的具有棱鏡101的現(xiàn)有的等離子體傳感器100 的共振波長在配位體與分析物的特異性結合前后從波長帶A(380nm以上450nm以下)、波長帶W450nm以上495nm以下)、波長帶以495歷以上570nm以下)、波長帶D(570nm以上 590nm以下)、波長帶E (590nm以上620nm以下)、波長帶F (620nm以上750nm以下)的任意的波長帶變化至其他的波長帶。此外，在使用局部存在等離子體的傳感器中也可以應用同樣的變化。由此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體與分析物的特異性結合等。
進而，也可以構成為通過使中空區(qū)域4中的媒介61的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從不可見光帶變化至波長帶A (380nm以上450nm以下)、波長帶 B (450nm以上495nm以下)、波長帶C 095nm以上570nm以下)、波長帶D (570nm以上590nm 以下)、波長帶E(590nm以上620nm以下)、波長帶F(620nm以上750nm以下)的任意的波長帶，或者從波長帶A、波長帶B、波長帶C、波長帶D、波長帶E、波長帶F的任意的波長帶變化至不可見光帶。在中空區(qū)域4中的媒介61的狀態(tài)隨著時間變化時(具體而言，在中空區(qū)域4中配位體與分析物進行特異性結合時)，在變化前后的至少一方的狀態(tài)中，波長帶A、波長帶B、波長帶C、波長帶D、波長帶E、波長帶F的任意的波長帶的反射光(來自等離子體傳感器1的反射光)因表面等離子體共振而衰減。因此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體與分析物的特異性結合等。此外，在上述中，使等離子體傳感器1的共振波長從不可見光帶變化至波長帶A、 波長帶B、波長帶C、波長帶D、波長帶E、波長帶F的任意的波長帶、或者從波長帶A、波長帶 B、波長帶C、波長帶D、波長帶E、波長帶F的任意的波長帶變化至不可見光帶。這種設計思想的應用范圍并不僅限于等離子體傳感器1，也可以應用于現(xiàn)有的等離子體傳感器100。具體而言，可以使圖觀所示的具有棱鏡101的現(xiàn)有的等離子體傳感器100的共振波長在配位體與分析物的特異性結合的前后從不可見光帶變化至波長帶A、波長帶B、波長帶C、波長帶 D、波長帶E、波長帶F的任意的波長帶、或者從波長帶A、波長帶B、波長帶C、波長帶D、波長帶E、波長帶F的任意的波長帶變化至不可見光帶。此外，也可以按照在使用局部存在等離子體的等離子體傳感器中引起上述的反射光波長的變化的方式來設計該傳感器。由此，能夠通過人眼簡單地檢測配位體7與分析物8的特異性結合。此外，在人以手持方式使用等離子體傳感器時，在圖觀所示的現(xiàn)有的等離子體傳感器中，人手會觸碰發(fā)生表面等離子體共振的部位也就是配置了配位體104的部位，由此共振頻率發(fā)生變化。但是，在實施方式1中的等離子體傳感器1中，由于發(fā)生表面等離子體共振的部位是金屬層2的與中空區(qū)域4面對的下面2B和金屬層3的與中空區(qū)域4面對的上面3A，因此難以直接用手觸碰，從而即便手持來進行使用則共振頻率也很難變化。此外，通過電磁場仿真確認了即便使圖3A和圖:3B所示的金屬層2的上面2A的周圍的媒介狀態(tài)變化但共振頻率也不會出現(xiàn)大的變化。同樣，通過電磁場仿真確認了即便使金屬層3的下面;3B的周圍的媒介狀態(tài)變化但共振頻率也不會出現(xiàn)大的變化。接下來，說明實施方式1中的等離子體傳感器1的制造方法。圖IOA至圖IOC是表示等離子體傳感器1的制造方法的剖視圖。在圖IOA所示的保持部5的面5B上，如圖IOB所示那樣通過濺射法或蒸鍍法等形成金屬層2。由于共振頻率因金屬層2的厚度、材質而變化，因此按照預先決定的所希望的共振頻率選擇最合適的金屬厚度、材質。此外，為了使其發(fā)生表面等離子體共振，從圖1所示的金屬層2的面2A的上方供給的電磁波需要通過金屬層2提供給中空區(qū)域4，因此，基于此來選擇金屬層2的厚度和材質等、以及保持部5的厚度和材質等。接下來，如圖IOC所示，通過物理方法或化學方法在金屬層2的面2B固定配位體 7。此外，如圖IOB所示，通過濺鍍法、蒸鍍法等在保持部6的面6A上形成金屬層3。 然后，如圖IOC所示，在金屬層3的面3A配置配位體7。
接下來，說明等離子體傳感器1的制造方法。圖IlA和圖IlB分別是說明等離子體傳感器1的制造方法的分解立體圖和剖視圖。通過上述的步驟形成的金屬層2、3由作為間隔保持部的壁10使其相互隔開一定距離進行保持。壁10的實現(xiàn)，可以通過蝕刻法對金屬或電介質等進行加工，或者也可以在掩膜后通過蒸鍍法等來形成。此外，為了提高金屬層2與壁10的結合性、以及金屬層3與壁10的結合性，可以由相同材質來實現(xiàn)金屬層2、3和壁10。此外，為了提高金屬層2與壁10的結合性、以及金屬層3與壁10的結合性，還可以在金屬層2與壁10之間、以及金屬層3與壁 10之間設置結合層。圖12A和圖12B分別是說明根據(jù)實施方式1的其他的等離子體傳感器1001的制造方法的分解立體圖和剖視圖。在圖12A和圖12B中，對于與圖IlA和圖IlB所示的等離子體傳感器1相同的部分附于相同的參照序號。等離子體傳感器1001中代替壁10具備作為間隔保持部的多個柱11。由柱11使金屬層2、3相互隔開一定距離進行保持。柱11的實現(xiàn)，可以通過蝕刻法對金屬或電介質等進行加工，或者也可以在掩膜后通過蒸鍍法等來形成。此外，為了提高金屬層2與柱11的結合性、以及金屬層3與柱11的結合性，可以由相同材質來實現(xiàn)金屬層2、3和柱11。此外，為了提高金屬層2與柱11的結合性、以及金屬層3與柱11的結合性，還可以在金屬層2與柱11之間、以及金屬層3與柱 11之間設置結合層。間隔保持部(壁10、柱11)可以至少由2層構成。這些層之中的一層與金屬層2、 3之中的至少一個金屬層的材質相同，并且這一層的厚度比其他層的厚度薄。在間隔保持部由3層以上構成時，這一層以外的層的總厚度相當于其他層的厚度。這樣設計的優(yōu)點以下說明。例如，說明實現(xiàn)圖12B所示的構造的方法。在保持部5的下面5B形成掩膜，該掩膜僅在形成柱11的部位空出孔，通過蒸鍍鈦形成柱11的由鈦構成的層511。層511相當于上述的其他層。接下來，在除去掩膜之后，在保持部5的尚未形成層511的區(qū)域、和層511 的至少下面蒸鍍金。由此，在層511的下面形成柱11的由金構成的層611。層611由與金屬層2相同的材質構成，相當于上述的這一層。在保持部5的下面5B在尚未形成柱11的層511的區(qū)域所形成的金層為金屬層2。較之柱11的鈦的層511的厚度，柱11的金的層 611的厚度被設計得較薄。此外，較之柱11的層511，柱11的層611的導電率被設計得較高。再有，較之柱11的層611，柱11的層511的硬度被設計得較高。在保持部6的上面6A蒸鍍金，形成由金構成的金屬層3。這樣，金屬層3由與金屬層2及柱11的層611中使用的金屬相同的金屬構成。接下來，通過使柱11的層611的下面與金屬層3的上面3A接合，將柱11固定于金屬層3。由于柱11的層611和金屬層3 由相同的金屬實現(xiàn)，因此相互能夠牢固地接合，能夠提高等離子體傳感器1的機械強度。再有，由于柱11的占有很大比例的層511的鈦，比層611的金硬度高，因此柱11較為牢固，能夠提高等離子體傳感器1的機械強度。此外，由于較之金屬層2、金屬層3以及柱11的層 611，柱11的層511不需要那么高的導電率，因此與導電率高的價格較貴的柱11的層611 相比，在層511中可以使用比層611廉價的金屬。由于層511占有柱11的較大的比例，因此能夠實現(xiàn)廉價的等離子體傳感器1。再有，由于也可以在通過蒸鍍形成金屬層2的同時形成柱11的層611，因此還能夠提高生產(chǎn)性，并且因為能夠使用與金屬層3相同的金屬形成柱11的層611，所以也能夠提高柱11和金屬層3的結合性。此外，也可以在保持部6的上面6A蒸鍍鈦從而形成鈦層之后，在鈦層的上面蒸鍍金，來形成金屬層3。在此，較之在保持部6的上面6A所形成的鈦層的厚度，在鈦層的上面所形成的金層的厚度被設計得較薄，從而能夠容易實現(xiàn)廉價的等離子體傳感器1001。此外， 在上述中，在層511中使用鈦，在層611和金屬層2、3中使用金，但是在層611和金屬層2、 3的金屬材質相同的情況下，也能夠實現(xiàn)同樣的效果。再有，可以將上述的圖12B所示的柱11的構成應用于圖IlB所示的壁10中，也能
夠獲得與上述同樣的有益效果。也可以在通過蒸鍍金形成金屬層2之后，在金屬層2的下面2B固定配位體7。此外，還可以在通過蒸鍍金形成了金屬層3之后，在金屬層3的上面3A固定配位體7。然后， 可以使柱11的層611的下面與金屬層3的上面3A接合從而實現(xiàn)等離子體傳感器1。在使柱11的端面所形成的金的層與金屬層2接合時，事前清除接合面的污物(配位體等)，從而能夠使這些金的層接合。作為其他的方法，還可以在將配位體7固定在金屬層2或金屬層 3的面之前，將柱11的層611的下面與金屬層3接合，然后，通過毛細管現(xiàn)象將含有配位體 7的液體注入中空區(qū)域4中，在金屬層2或金屬層3的表面固定配位體7。此外，作為間隔保持部的壁10或柱11的端部，可以在插入金屬層2、3之中的至少一方中的狀態(tài)下進行固定，以實現(xiàn)等離子體傳感器1。如圖12A所示，柱11的上面(端部) 或下面(端部)的至少一方插入金屬層2、3的至少一方來進行固定。在圖12A中，柱11的上面插入金屬層2中。為了容易將柱11的端部(上面)插入金屬層2中，既可以使柱11的端部變得尖銳，也可以在金屬層2的下面2B設置柱11的端部容易插入的導入孔。通過將柱11插入金屬層2中來將柱11固定于金屬層2，可免除事先除去在柱11的端部與金屬層 2接觸的區(qū)域所附著的配位體的工作。例如，在柱11的端部所形成的金的層與金屬層2的金的層接合時，如果事先不清除接合面的污物(配位體等)，那么兩個金層將難以接合。由此，能夠簡化制造工藝，能夠實現(xiàn)廉價的等離子體傳感器1001。此外，壁10或柱11的高度考慮想要使其發(fā)生表面等離子體共振的共振頻率等來決定。再有，從一個壁10到其他的壁10的距離、或者從某一個柱11到其他的柱11的距離，可以設定得大于共振波長。由此，能夠避免由于多個壁10或多個柱11的構造而激勵出不必要的表面等離子體共振，從而使得等離子體傳感器1的靈敏度下降。此外，也可以構成為在壁10與金屬層2接合的面、以及壁10與金屬層3接合的面不固定配位體7。由此，能夠提高壁10與金屬層2的緊固性、壁10與金屬層3的緊固性。此外，配位體7也可以固定在金屬層2的一個側全面、以及金屬層3的一個側全面。由此，不需要形成固定配位體7的區(qū)域、和不固定配位體7的區(qū)域的兩種區(qū)域，可提高制造效率。再有，在圖IOA至圖IOC中，盡管將配位體7固定在金屬層2、3的雙方，但只要配置在金屬層2、3之中的至少一方即可。如果構成為僅在其中一方配置配位體7，則能夠提高制造効率。此外，作為在金屬層2、3上配置配位體7的方法，例如可以采用如下方法，首先在金屬層2、3的表面形成自組織膜(SAM)，然后在SAM上附著配位體7。SAM優(yōu)選采用具有硫化基或硫醇基的有機物。將該有機物溶在乙醇等的溶媒中來制作溶液。將進行過UV臭氧清洗的金屬層2、3浸漬在該溶液中數(shù)小時。然后，將金屬層2、3從該溶液中取出，使用在該溶液的制作時采用的溶媒進行清洗，并進行純水清洗。通過以上步驟，能夠在金屬層2、3的表面上形成SAM。接下來，在制作中空區(qū)域4之后，與SAM同樣地將配位體溶于乙醇等的溶媒中來制作配位體溶液。利用毛細管現(xiàn)象將該配位體溶液注入中空區(qū)域4中。由此，配位體7能夠與在金屬層2、3的表面上共有結合的SAM進行共有結合，能夠使配位體附著。接下來，為了除去中空區(qū)域4中殘余的溶液，例如由外部進行加熱來使溶液蒸發(fā)。 或者，使用旋轉機通過離心力來排出內部的溶液。在使用旋轉機時，由于能夠使用配位體溶液的溶媒清洗金屬層2、3，并進行純水清洗，因此能夠將沒有與SAM共有結合的配位體清洗出來。此外，在圖11A、圖11B、圖12A、圖12B中，為了方便并未記載配位體7。再有，壁10、柱11可以由與金屬層2、3相同的材質構成。由此，能夠提高壁10或柱11與金屬層2、3之間的緊固性。此外，為了提高保持部5與金屬層2的緊固性、以及保持部6與金屬層3的緊固性， 可以在保持部5與金屬層2之間、以及保持部6與金屬層3之間配置鈦等的提高兩者緊固性的物質。由此，在將壁10、柱11壓接于金屬層2、3時，能夠防止金屬層2從保持部5剝離、或者金屬層3從保持部6剝離。以下示出了上述的具體的方法。(步驟1)例如為了在由玻璃構成的保持部5的下面5B形成壁10或者柱11，采用電子束蒸鍍(EB蒸鍍)形成第1膜。在進行該EB蒸鍍之前，在保持部5的下面5B的形成壁10或柱 11的部分以外實施掩膜，使得發(fā)生等離子體共振的區(qū)域不會被第1膜所覆蓋。第1膜是由金(Au)和鈦(Ti)的兩個層所構成。通過在保持部5的下面5B形成鈦層之后，在鈦層的表面形成金層，從而能夠形成第1膜。鈦層用作緊固層，用于提高構成保持部5的玻璃與構成壁10或柱11的金之間的緊固力。接下來，在除去掩膜之后，通過EB蒸鍍在保持部5及第1膜的表面形成金層。由此在除去了掩膜之后的區(qū)域形成金屬層2。另外，此時盡管在壁10或柱11的表面也形成金層，但由于構成壁10或柱11的第1膜的表面也被金層所覆蓋，因此金彼此間形成金屬接合，能夠具有非常高的緊固性。此外，在形成第1膜之后并未馬上形成金屬層2的情況下，由于大氣中的碳覆蓋在第1膜表面，因此在金屬層2成膜之際有時與在第1膜上方所形成的金層之間緊固性會變弱。為此，例如在進行金屬層2的成膜之前，可以通過等離子處理從第1膜表面及保持部5 表面除去碳。另一方面，例如在由玻璃構成的保持部6的上面6A通過EB蒸鍍形成金屬層3。金屬層3與第1膜同樣地由金和鈦的兩個層構成，在保持部6的上面6A形成鈦層之后，在鈦層的表面形成金層從而能夠形成金屬層3。鈦層用作緊固層，用來提高與構成保持部6和金屬層3的金之間的緊固力。鈦層還用作用來提高構成保持部5的玻璃、與形成壁10或柱 11的金之間的緊固力的緊固層。
通過以上步驟，完成具有壁10或柱11的保持部5、6。此外，在保持部6上形成壁10或柱11時，保持部5的下面5B的金屬層2可以僅由金的薄膜形成。由于作為緊固層的鈦層的鈦的導電率比金低，因此成為表面等離子體共振時的損耗。為此，不形成鈦層還能夠提高等離子體傳感器1的靈敏度。在將柱11與金屬層2接合時金屬層2的金的層有可能剝離。為此，優(yōu)選壁10或柱11通過蒸鍍等形成在金屬層2。由于在金屬層2的形成壁10或柱11的面，難以引起表面等離子體共振，因此易于在該面形成鈦層。(步驟2)保持部5的壁10或柱11的表面與保持部6的金屬層3的表面之間通過金-金接合進行接合。由于壁10以及柱11的表面與金屬層3的表面都是金，因此通過金屬接合能夠以非常高的緊固性進行接合。此外，在金-金接合之前，優(yōu)選例如對壁10或柱11的表面及金屬層3的表面進行等離子處理，以除去覆蓋在壁10或柱11和金屬層3的表面的碳。通過以上步驟，保持部5、6，基于壁10或柱11的表面與金屬層3的表面之間的金屬接合彼此被固定保持，能夠實現(xiàn)圖IlB或圖12B所示的構造。在使用通過圖IOA至圖12B所示的工序制造出的等離子體傳感器1、1001的基礎上，需要改變金屬層2、3之間的中空區(qū)域4的媒介的狀態(tài)。為了改變中空區(qū)域4的媒介的狀態(tài)，需要將含有分析物等的樣品(氣體或液體等) 插入中空區(qū)域4中。為此，等離子體傳感器1具備圖IlA所示的兩個樣品插入部12。為了經(jīng)由一個樣品插入部12向中空區(qū)域4中插入樣品，可以從另一個樣品插入部 12吸引中空區(qū)域4的媒介。此外，也可以對樣品加熱使其膨脹，利用該膨脹力從一個樣品插入部12插入樣
P
ΡΠ O再有，還可以利用使用壓電陶瓷等實現(xiàn)的小型泵，從一個樣品插入部12插入樣
P
ΡΠ O此外，在樣品是液體的情況下，可以使金屬層2、3的面2B、3A不垂直于重力的方向，從而使等離子體傳感器1傾斜的狀態(tài)下進行振動，從一個樣品插入部12插入樣品。再有，還可以使樣品特別是分析物離子化之后，從外部施加磁場或電場，從一個樣品插入部12插入樣品。圖13A是表示從外部向等離子體傳感器1提供電場來使用的方法的剖視圖。在下面2B配置了配位體7的金屬層2被固定在保持部5。在與金屬層2對置的位置所配置的金屬層3的上面3A配置配位體7，并且金屬層3被固定在保持部6。由交流電源21在金屬層2、3之間施加交流電壓印加。在金屬層2、3之間的中空區(qū)域4中，填充含有分析物8和非特異性結合檢體9的樣品62。至少分析物8在負極側或正極側被離子化。例如，分析物8在負極側被離子化，在對金屬層2施加正電壓、對金屬層3施加負電壓時，分析物8被拖拽至金屬層2，容易與固定在金屬層2的配位體7發(fā)生特異性結合。接下來，經(jīng)過了從交流電源21供給的交流電壓的極性發(fā)生變化的期間、也就是交流電壓的周期的一半的期間后，對金屬層2施加負電壓、對金屬層3施加正電壓，分析物8被拖拽至金屬層3，容易與固定在金屬層3的配位體7發(fā)生特異性結合。由此，能夠有效地使固定在金屬層2、3的配位體7與樣品62中的分析物8結合。此外，交流電源的周期在考慮金屬層2、3之間的分析物8的可移動速度的情況下進行設定。此外，在僅在金屬層2、3的其中一方配置配位體7的情況下，也可以在金屬層2、3 之間施加直流電壓。由此，能夠簡化電源的結構。圖1 是表示從外部對等離子體傳感器1提供電場來進行使用的其他方法的剖視圖。在圖13B中，電極22插入并固定在中空區(qū)域4中。在電極22與金屬層2之間連接直流電源23，在電極22與金屬層3之間連接直流電源M。由于配位體7在正極側被離子化，因此在負極側被離子化的分析物8被拖拽至對電極22施加負電壓的金屬層2、3。并且，能夠有效地進行配位體7與分析物8的特異性結合。此夕卜，在圖13A、圖13B中，為了方便而沒有記載壁10及柱11。實際上用來保持金屬層2、3的柱11或壁10也可以保持電極22。作為其他的結構，可在金屬層2的下面2B的周圍的區(qū)域即附近區(qū)域502B和金屬層3的上面3A的周圍的區(qū)域即附近區(qū)域503A之中的至少一個區(qū)域配置配位體7。還可以構成為在與金屬層2、3沒有被壁10、柱11等的間隔保持部固定而處于分離的狀態(tài)下，使配位體7與分析物8接觸，然后由間隔保持部固定金屬層2、3，使得彼此配置在規(guī)定的位置。 通過這種步驟來實現(xiàn)等離子體傳感器1，能夠容易使配位體7與分析物8接觸。圖14A是保持部6、金屬層3、柱11被一體化之后的部件13的立體圖。圖14B是保持部5、金屬層2被一體化之后的部件14的立體圖。這樣，在等離子體傳感器1中，最初， 處于在第1部件13與第2部件14分離的狀態(tài)。首先，使在圖14A的金屬層3的上面3A配置的配位體7與含有分析物8的樣品接觸。另外，使在圖14B的金屬層2的面2B所配置的配位體7與含有分析物的樣品接觸。然后，經(jīng)由柱11固定圖14A所示的部件13和圖14B所示的部件14，組裝成圖12B 所示的等離子體傳感器1001。其后，由配置在圖12B的保持部5上方的光源向金屬層2供給光，并使用在保持部 5的上方所配置的受光部對其反射光或輻射光進行接收，通過測量所接收的光量的變化，來檢測配位體與分析物的特異性結合的狀態(tài)。具體而言，當由于配位體與分析物進行特異性結合從而中空區(qū)域4中的產(chǎn)生媒介變化(介電常數(shù)的值變化、以及介電常數(shù)的分布變化)時，由于共振頻率發(fā)生變化，因此從等離子體傳感器1反射或者輻射的光的量發(fā)生變化。故而，通過測量從等離子體傳感器1 反射或者輻射的光的量，能夠檢測配位體7與分析物8的特異性結合的狀態(tài)。如果通過以上方法實現(xiàn)等離子體傳感器1，則能夠容易進行配位體7與分析物8的接觸。此外，雖然在圖14A和圖14B中部件13具有柱11，但并不限于此，部件14也可以具備柱11，還可以具備第1部件13以及第2部件14的雙方。此外，所謂樣品插入部12是被金屬層2、3夾持的區(qū)域以外的區(qū)域與中空區(qū)域4相面對的部分，是能夠將樣品插入中空區(qū)域4中的部分。
此外，樣品既可以是含有分析物的氣體或液體等的流體，也可以是不含有分析物的氣體或液體等的流體。在等離子體傳感器1不具有配位體7的情況下，樣品可以是不含有分析物8的氣體或液體等的流體。再有，附近區(qū)域502B是金屬層2的中空區(qū)域4 一側的面2B附近的區(qū)域，由于該區(qū)域的媒介的變化從而共振頻率發(fā)生變化。具體而言，附近區(qū)域502B是金屬層2的面2B上。 在金屬層2的面2B被電介質的薄膜覆蓋的情況下，附近區(qū)域502B是該薄膜的表面。此外，附近區(qū)域503A是金屬層3的中空區(qū)域4 一側的面3A附近的區(qū)域，由于該區(qū)域的媒介的變化從而共振頻率發(fā)生變化。具體而言，附近區(qū)域503A是金屬層3的面3A。在金屬層3的面3A被電介質的薄膜覆蓋的情況下，附近區(qū)域503A是該薄膜的表面。金屬層2與金屬層3分離的狀態(tài)是指，金屬層2、3各自能夠自由移動的狀態(tài)，而不是通過柱11或壁10等的間隔保持部金屬層2、3彼此被固定的狀態(tài)。圖15是等離子體傳感器1的剖視圖。在金屬層2、3能分離的結構中，附近區(qū)域 502B具有配置配位體7的范圍17、和未配置配位體7的范圍18。再有，附近區(qū)域503A具有與范圍17對置且配置了配位體7的范圍19、和與范圍18對置且未配置配位體7的范圍 20。從金屬層2、3分離的狀態(tài)，經(jīng)由柱11或壁10等的間隔保持部使金屬層2、3相互固定時，有時金屬層2、3之間的間隔出現(xiàn)偏差。由于當金屬層2、3的間隔出現(xiàn)偏差時，共振波長會出現(xiàn)偏差，因此在使用等離子體傳感器1時，需要在最初按照各個產(chǎn)品導出共振波長。如果采用上述結構，即便金屬層2、3的間隔存在偏差，在向范圍17所對置的保持部5的區(qū)域或范圍17所對置的金屬層2的區(qū)域供給光的情況下、和在向范圍18所對置的保持部5的區(qū)域或范圍18所對置的金屬層2的區(qū)域供給光的情況下，通過比較反射光或輻射光的量，能夠檢測有無配位體與分析物的特異性結合。由此，能夠實現(xiàn)精度高的等離子體傳感器1。在圖15中，在保持部5的下面5B配置金屬層2，在金屬層2的下面2B配置用于防止金屬層2腐蝕的保護層15。在保護層15的下面15B的范圍17固定配位體7。另一方面，在保護層15的下面15B的范圍18固定配位體7。此外，在保持部6的上面6A配置金屬層3，在金屬層3的上面3A配置用于防止金屬層3腐蝕的保護層16。并且，在保護層16的上面16A的范圍19固定配位體7。范圍19 與范圍17大致對置。另一方面，在保護層16的上面16A的范圍20不固定配位體7。范圍 20與第2范圍18大致對置。從光源601向與范圍17對置的金屬層2的上面2A的上方區(qū)域617供給作為電磁波的光，由受光部602接收此時的反射光或輻射光。同樣，從光源603向與范圍18對置的金屬層2的上面2A的上方區(qū)域618供給作為光的電磁波，由受光部604接收此時的反射光或輻射光?？梢越惶娴叵騾^(qū)域617、618供給光。由此，能夠防止向區(qū)域617供給光時的反射光或輻射光、和向區(qū)域618供給光時的反射光或輻射光分別進入受光部604、602。此外，也可以從光源601僅向區(qū)域617供給光，在配位體7與分析物8的特異性結合充分進行之后，停止從光源601供給光，接下來，從光源603僅向區(qū)域618供給光。由此， 如上述那樣能夠防止向區(qū)域617供給光時的反射光或輻射光、和向區(qū)域618供給光時的反射光或輻射光分別進入受光部604、602，并且能夠在時間上不間斷地測量特異性結合的情況。此外，在進行了特異性結合之后，能夠基于僅對區(qū)域618供給光時的反射光或輻射光導出參考值。此外，范圍17、18相對于共振波長具有足夠大的尺寸。例如，范圍17、18的一邊是共振波長的2倍以上的范圍。通過采用這種結構，能夠提高在范圍17、19產(chǎn)生的表面等離子體共振和在范圍18、20產(chǎn)生的表面等離子體共振之間的隔離性。此外，在金屬層2、3是能分離的結構的情況下，由于在使配位體7與分析物8接觸之后，通過組合金屬層2與金屬層3從而使金屬層2相對于金屬層3固定，因此在該組合作業(yè)中也進行著配位體7與分析物8的特異性結合。因此，為了盡量延遲該組合作業(yè)中的配位體7與分析物8的特異性結合，可以從外部供給磁場或電場，使得在該組合作業(yè)中配位體 7與分析物8難以結合。例如，在圖15中，在分析物8在負極側被離子化的情況下，在將金屬層2、3固定在規(guī)定位置的作業(yè)完成之前，從外部施加電場或磁場使得范圍18、20 —側成為正極側、范圍 17、19 一側成為負極側。在該情況下，不是像圖13A和圖1 所示那樣對金屬層2、3直接施加電壓，而是從外部施加該電場或磁場。由此，事先將分析物8拖拽至范圍18、20 —側，在組合金屬層2、3作業(yè)中能夠抑制配位體7與分析物8進行特異性結合。在圖14A和圖14B所示的構造中，也可以在附近區(qū)域502B、503A中制作出未配置配位體7的區(qū)域。在組裝金屬層2、3之前的狀態(tài)中，可以從外部施加電場或磁場，將分析物拖拽至未配置該配位體的區(qū)域。圖16是基于實施方式1的另外的等離子體傳感器1002的立體圖。在圖16中對于與圖ι所示的等離子體傳感器1相同部分附于相同的參照序號。在圖16所示的等離子體傳感器1002中，設置有貫通金屬層3和保持部6的貫通孔25。貫通孔25例如用于將含有分析物8的樣品插入中空區(qū)域4中，能夠容易地將樣品插入中空區(qū)域4中。圖17表示等離子體傳感器1002的解析模型的電磁場仿真解析結果。在該解析模型中，在圖4A所示的解析模型的金屬層3中以300nm間隔周期地設置多個150nmX150nm 的貫通孔25。如圖17所示，在金屬層3中設置多個貫通孔25時的共振波長與不設置貫通孔25 時的共振波長大致相同，金屬層3有無貫通孔25不會對表面等離子體共振帶來大的影響。(實施方式2)圖18是實施方式2中的等離子體傳感器1003的剖視圖。在圖18中，對于與圖1 所示的等離子體傳感器1相同的部分附于相同的參照序號。圖18的等離子體傳感器1003 在圖1的等離子體傳感器1基礎上還具備固定保持部6的位置可變平臺26。位置可變平臺 26是至少能夠在上下方向移動的調整機構，可改變金屬層2、3的間隔。說明等離子體傳感器1003的動作。按照能夠使含有分析物8的樣品進入中空區(qū)域 4中的程度，使位置可變平臺沈移動從而使金屬層2、3分離之后，使等離子體傳感器1003 全體與樣品接觸。由此，能夠容易使樣品進入中空區(qū)域4中。此時，也可以如上述那樣從外部施加電場、磁場、熱、振動等，使得樣品更加容易進入中空區(qū)域4中。其后，使位置可變平臺沈移動，將金屬層3固定在發(fā)生表面等離子體共振的位置。
然后，與實施方式1所示的等離子體傳感器1同樣，由金屬層2的上方供給電磁波，檢測其反射波或輻射波，以測量配位體7與分析物8的特異性結合的狀態(tài)。圖18所示的等離子體傳感器1003通過改變位置可變平臺沈的位置能夠調整共振波長。例如，在因配位體7與分析物8的特異性結合中空區(qū)域4的媒介狀態(tài)發(fā)生變化時， 如果調整位置可變平臺沈的位置從而將共振波長控制在一定值，則對于位置可變平臺沈的位置變化，可根據(jù)位置變化的速度來監(jiān)視特異性結合的情況。在僅使用一個波長的光進行檢測時，無法跟蹤并監(jiān)視到在該光的波長以外的位置處的結合情況。為此，實施方式2的等離子體傳感器1003能夠以多個波長的光產(chǎn)生等離子體共振。在圖18所示的等離子體傳感器1003中，雖然將配位體7僅配置在金屬層2，但是還可以像實施方式1所示那樣，也配置在金屬層3。此外，也可以將實施方式1所示的在金屬層3中設置貫通孔25等的變形應用于圖 18的等離子體傳感器。(實施方式3)圖19、圖20A和圖20B分別是實施方式3所涉及的等離子體傳感器27的分解立體圖、側視圖、俯視圖。等離子體傳感器27具有金屬層觀、29 ；使金屬層觀、29空出一定間隔進行保持的間隔保持部37A、37B ；用于保持金屬層觀的形狀的保持部31 ；以及用于保持金屬層四的形狀的保持部32。等離子體傳感器27具有中空區(qū)域30，該中空區(qū)域30由除去間隔保持部37A、37B的金屬層28、四之間的區(qū)域構成。金屬層觀、29、間隔保持部37A、 37B、保持部31、32、中空區(qū)域30，是分別與實施方式中的金屬層2、3、間隔保持部(壁10、柱 11)、保持部5、6、中空區(qū)域4相同的結構。金屬層28的下面28B與金屬層四的上面29A對置，在金屬層28的下面28B與金屬層四的上面29A之間設置中空區(qū)域30。在保持部31的下面31B固定金屬層四。在保持部32的上面32A固定金屬層四。等離子體傳感器27具有在保持部31的上面31A所配置的樹脂部33、在保持部32的下面32B配置的樹脂部34、 在樹脂部33中設置的窗口 35、用于將含有分析物的樣品插入中空區(qū)域30中的樣品插入部 36。在金屬層28的中空區(qū)域30 —側與金屬層四的中空區(qū)域30 —側的至少一方配置配位體 607。保持部31為了使入射的電磁波高效地透過，例如由200 μ m厚度的低損耗的薄膜光學玻璃構成。因此，圖19、圖20A、圖20B所示的等離子體傳感器27也具有與圖IlA至圖 12B所示的等離子體傳感器同樣的功能。保持部31為了使從樹脂部33的上方經(jīng)由窗口 35入射的電磁波高效地透過，例如由厚度200 μ m左右的薄的低損耗的光學玻璃構成。此時，由于光學玻璃如上述那樣較薄， 因此保持部31的端部較銳利。為此，如圖20B所示，樹脂部33的端部配置在保持部31的端部的外側，使得使用等離子體傳感器27的用戶在觸碰保持部31的端部時不會受傷。由此，能夠實現(xiàn)用戶可安全使用的等離子體傳感器27。同樣，樹脂部34的端部配置在保持部32的端部的外側，能夠獲得同樣的效果。再有，由于樹脂部33、34發(fā)揮加固板的功能，即便用戶用手指夾著等離子體傳感器27進行使用，等離子體傳感器27也不容易損壞。此外，如圖20A和圖20B所示，也可以預先規(guī)定用戶手持等離子體傳感器27的區(qū)域55。在這種情況下，間隔保持部37B可以配置在樹脂部33的區(qū)域55與樹脂部34的區(qū)域55之間。由此，即便用戶用手指夾持等離子體傳感器27，由于間隔保持部37B中空區(qū)域30的尺寸也難以變化。因此，能夠實現(xiàn)即便用戶用手指夾著等離子體傳感器27進行使用而表面等離子體共振的共振頻率也不容易變化的等離子體傳感器27。此外，等離子體傳感器27也可以不具備間隔保持部37B，在這種情況下，將獲得與實施方式1、實施方式2相同的效果。用戶在使用等離子體傳感器27時可從設置在樹脂部33的窗口 35上方入射電磁波。例如，使太陽光入射至窗口 35，用戶可以根據(jù)此時來自窗口 35的反射光的顏色直觀地觀測有無配位體與分析物的特異性結合。用戶從樣品插入部36將分析物插入中空區(qū)域30中。在此，例如在入射的電磁波是可見光的情況下，由于金屬層觀、29的間隔為300nm 1. Omm左右非常窄，因此樣品插入部36附近處的金屬層觀、29的間隔也非常窄。故而因含有分析物的液體即樣品的附著力和表面張力通過毛細管現(xiàn)象樣品可進入中空區(qū)域30中。其結果用戶能夠容易將分析物注入中空區(qū)域30中。樣品插入部36附近處的金屬層觀、29的間隔，選擇樣品可通過毛細管現(xiàn)象浸入中空區(qū)域4中的這種尺寸。此外，雖然樣品插入部36設置在等離子體傳感器27 的端部，但也可以與圖16所示的等離子體傳感器同樣，樣品通過貫通金屬層3、樹脂部34、 保持部32的貫通孔浸入中空區(qū)域30中。圖21是實施方式3中其他等離子體傳感器1004的剖視圖。在圖21中，對于與圖 19、圖20A、圖20B所示的等離子體傳感器27相同的部分附于相同的參照序號。代替圖19 及圖20A、圖20B所示的樹脂部33、34，等離子體傳感器1004具備樹脂部38、39，不配備間隔保持部37B。樹脂部38與圖20A所示的樹脂部33同樣設置在保持部31的上面31A，并形成使保持部31的上面31A露出的窗口 35。樹脂部39與圖20A所示的樹脂部34同樣設置在保持部32的下面32B。樹脂部38、39在與樣品插入部36相反方向的端部周邊具有用于用戶以手指保持的區(qū)域陽。在區(qū)域陽中，樹脂部38、39隔著與中空區(qū)域30連接的中空區(qū)域56相對置。也就是說，在區(qū)域55中，在樹脂部38、39之間并未設置保持部31、32、間隔保持部37A和金屬層觀、29，可動樹脂部38、39直接與中空區(qū)域56面對。并且，用戶以手指用力夾持區(qū)域55或者放松，能夠改變中空區(qū)域56的容積。由此， 能夠輔助含有分析物的樣品從樣品插入部36通過毛細管現(xiàn)象插入中空區(qū)域56中，并且通過逐步地改變中空區(qū)域56的容積使得分析物在中空區(qū)域56中被攪拌，因此，能夠提高分析物與配位體的反應速度。此外，在圖21的等離子體傳感器1004中，盡管在可動樹脂部38、39之間的區(qū)域55 中，沒有形成保持部31、32、間隔保持部37A、金屬層觀、29，但是并不限于此。即便構成在可動樹脂部38、39之間的區(qū)域55的一部分中形成保持部31、32、間隔保持部37A、金屬層28、 四之中的至少一個，也可獲得與上述同樣的效果。如果在實施方式3所涉及的等離子體傳感器27、1004的配位體607中采用例如流感的抗體，則能夠在自己家中簡單地檢查用戶是否感染了流感。在這種情況下，用戶可提取被驗者的鼻粘膜等的體液，并將其溶于溶液中制作樣品，通過在該樣品中浸入實施方式3 所涉及的等離子體傳感器27、1004的樣品插入部36，根據(jù)毛細管現(xiàn)象在中空區(qū)域56中插入樣品，使得配位體與樣品接觸。
27
此外，對于圖19 圖21所示的等離子體傳感器27、1004的樣品插入部36的位置， 并不限定于圖20 圖21示出的那樣，可以考慮用戶的使用方法將其配置在合適的位置即可。伴隨于此，對于間隔保持部37A、37B的形狀、配置位置也進行最優(yōu)化即可。具體而言， 由于圖12A和圖12B所示的等離子體傳感器1001中，由于柱11以外的金屬層2、3之間的中空區(qū)域4在金屬層2、3所有的端部區(qū)域沒有被柱11所遮擋，而是被解放了出來，因此金屬層2、3所有的的端部區(qū)域能夠用作樣品插入部36。此外，通過樣品插入部36的形狀能夠防止樣品插入部36因樣品中的雜質而堵塞。 圖22是實施方式3中的另外的等離子體傳感器1005的剖視圖。在圖22中，對于與圖1所示的等離子體傳感器1相同的部分附于相同的參照符號。在等離子體傳感器1005中，保持部5、6分別具有向端部的樣品插入部46逐漸變薄的錐形部665、666。利用毛細管現(xiàn)象從樣品插入部46向中空區(qū)域4中注入樣品時，有時尺寸比樣品插入部46大的樣品中雜質會堵塞樣品插入部46的一部分，使得樣品向中空區(qū)域4中的插入效率下降。但是，通過在樣品插入部46附近設置的錐形部665、666，能夠降低雜質滯留在樣品插入部46的附近，能夠減輕樣品向中空區(qū)域4中的插入効率下降。(實施方式4)圖23是實施方式4所涉及的等離子體傳感器40的分解立體圖。等離子體傳感器 40具有保持部44、在保持部44的上面44A配置的金屬層41、在金屬層41的上面41A配置的間隔保持部47、在間隔保持部47的上面47A配置的金屬層42、在金屬層42的上面42A 配置的保持部45。在除去間隔保持部47的金屬層41、42之間的區(qū)域設有中空區(qū)域43。等離子體傳感器40還具備用于向中空區(qū)域43中插入樣品的樣品插入部46。在金屬層41的與中空區(qū)域43面對的上面41A、和金屬層42的與中空區(qū)域43面對的下面4 之中的至少一方，配置配位體607。保持部44、45、金屬層41、42、間隔保持部47，由與圖19所示的保持部32、31、金屬層四、28、間隔保持部37A相同的材質構成。在等離子體傳感器40中，保持部44的形狀尺寸比保持部45大，或者金屬層41的形狀尺寸比金屬層42大。保持部44為了使入射的電磁波高效的透過，由例如200 μ m厚度的低損耗的薄膜光學玻璃構成。因此，圖23所示的等離子體傳感器40也具有與圖19所示的等離子體傳感器27同樣的功能。說明等離子體傳感器40的使用方法。圖M是表示等離子體傳感器40的使用方法的側視圖。光源50向保持部44供給作為電磁波的一種的光50M。受光部51對來自等離子體傳感器40的反射光51M進行接收并檢波。金屬層41或保持部44的尺寸設計得大于金屬層42或保持部45。并且，在不與金屬層42、保持部45對置的金屬層41、保持部44的部分即傳感器固定部M1，等離子體傳感器40被樹脂部48、49夾持固定。根據(jù)該構造，與夾持保持部44、45來保持等離子體傳感器40的情況相比，能夠防止金屬層41、42之間的間隔發(fā)生變化，能夠降低表面等離子體共振的共振波長發(fā)生變化。在等離子體傳感器40被樹脂部48、49固定的狀態(tài)下，插入含有分析物的液體狀樣品的樣品插入部46配置在等離子體傳感器40的下端部周邊。如圖M所示，在等離子體傳感器40被樹脂部48、49固定的狀態(tài)下，在等離子體傳感器40的下方配置在位置可變平臺57上設置的容器58。在容器58中填充含有分析物的液體狀樣品59。從樣品插入部46注入的樣品59，在等離子體傳感器40的中空區(qū)域43中移動然后從樣品插入部46的相反側的區(qū)域546排出。這樣，由于保持部44的與光源50及受光部 51對置的面44B不會被樣品59污染，入射至保持部44的電磁波也不會被樣品59遮擋，因此能夠維持良好的測量環(huán)境。等離子體傳感器40也可以由樹脂部48、樹脂部49固定，將填充了含有分析物的樣品的容器58搭載在位置可變平臺57。通過使位置可變平臺57上下移動，從而將樣品插入部46浸入樣品59中，通過毛細管現(xiàn)象向中空區(qū)域43中注入樣品59。等離子體傳感器40能夠在被樹脂部48、49固定的情況下注入分析物，能夠始終向相同的位置提供從光源50入射的光，能夠以受光部51觀測相同位置的反射特性。故而，實施方式4所涉及的等離子體傳感器40能夠連續(xù)且高精度地測量分析物與配位體的反應速度和共振波長的變化。此外，在圖M中，也可以代替容器58使用將含有分析物的樣品59滴出幾滴的滑動玻璃。為了提高在金屬層41或金屬層41配置的配位體607與樣品中的分析物的反應速度，可以使配置等離子體傳感器40及容器58的空間的大氣壓隨著時間變動，從而促進在中空區(qū)域43中所注入的樣品攪拌。因大氣壓樣品的表面被擠壓，利用該力通過毛細管現(xiàn)象向中空區(qū)域43中注入樣品59，由此如果使大氣壓隨著時間變動，則中空區(qū)域43內的樣品也伴隨與此進行移動，可促進攪拌。為了提高配位體607與樣品59中的分析物的反應速度，也可以使樣品59的溫度上升從而使液體的樣品出現(xiàn)對流。此外，對樣品59施加頻率與從光源50放射的電磁波不同的電場或磁場，由此能夠在樣品59中產(chǎn)生流動。此外，在圖23及圖M中，在保持部44的端部及金屬層41的端部固定樹脂部48、 49，但并不限于此。也可以將保持部45或金屬層42的尺寸設計得大于保持部44或金屬層 41，在保持部45的端部及金屬層42的端部的至少一方固定樹脂部48、49，也可以獲得與上述同樣的效果。此外，在圖M中，通過使位置可變平臺57上下移動，將樣品插入部46浸入在樣品 59中，但并不限于此，使樹脂部48、49上下動作也可以獲得同樣的效果。此外，也可以在圖M的區(qū)域546處配置吸收樣品59的吸收部件。由此，因為中空區(qū)域43的樣品59被吸收部件吸收上來，因此可提高中空區(qū)域43中的樣品59的移動速度。 由此，提高了配位體與分析物的反應速度。此外，還可以通過以下的方法在金屬層41的面41A或者金屬層42的面42B配置配位體607。在利用毛細管現(xiàn)象將含有配位體的樣品從樣品插入部46注入中空區(qū)域43中之后，使含有配位體的樣品干燥。由此，能夠在金屬層41的面41A的周圍的附近區(qū)域M1A、 和金屬層42的面42B的周圍的附近區(qū)域M2B之中的至少一方，配置配位體607。通過該方法，能夠在組裝等離子體傳感器40之后進行配位體607的固定作業(yè)。在圖IlA和圖IlB所示的等離子體傳感器1中，在通過金-金接合使壁10與金屬層3結合的情況下，能夠提高壁10與金屬層3的結合強度。在這種情況下，例如在以金-金接合使壁10與金屬層3結合之前，在將配位體7固定在金屬層2、3的面2B、3A上的情況下，有時配位體7進入壁10與金屬層3之間，從而壁10與金屬層3的結合性下降。但是，與等離子體傳感器40同樣， 通過在組裝等離子體傳感器1之后將配位體7固定在面2B、3A上，能夠防止壁10與金屬層 3的結合性下降。(實施方式5)圖25是實施方式5所涉及的金屬層2 (3)的立體圖。在圖25中，對于與圖1所示的等離子體傳感器1相同的部分附于相同的參照序號。在圖25所示的金屬層2(3)的面 2A(3B)上以矩陣狀配置配位體7。配位體7之間的間距寬度P，比經(jīng)由保持部供給至金屬層2的電磁波的波長大且小于 200 μ m。圖28所示的現(xiàn)有的等離子體傳感器100需要棱鏡101，為此，以某個角度傾斜向金屬層102入射光。因此，圖觀的現(xiàn)有的等離子體傳感器100在金屬層102的表面附近傳播等離子體。故而，如果將配位體104以矩陣狀配置在金屬層102的表面的情況下，各配位體之間的間距寬度還需要以等離子體的傳播范圍以上進行分離，那么無法以窄間距寬度高密度地配置配位體104。如果以等離子體的傳播范圍內的間距寬度來配置配位體104，則彼此引起干擾，不能期待高精度的測量結果。故而，在圖觀所示的現(xiàn)有的等離子體傳感器100 中，即便以矩陣狀配置配位體，也要以大于200 μ m的間距寬度來配置各配位體。相對于此，本發(fā)明的實施方式1 5的等離子體傳感器由于能夠使電磁波垂直地入射至金屬層2 (3)，因此等離子體不會傳播。故而，即便按照窄間距甚至是從外部入射的電磁波的1個波長尺寸來將配位體7配置成矩陣狀，也不會出現(xiàn)相互干擾，能夠得到高精度的測量結果。其結果，能夠增加每單位面積的配位體數(shù)量，能夠進行數(shù)量多且種類多的探測。此外，不僅是實施方式1 4的金屬層2、觀、41，在金屬層3、29、42也能夠同樣地以矩陣狀配置配位體53，由此能夠謀求傳感靈敏度的提高。在這種情況下，也可以按照在金屬層2、28、41上配置的配位體與在金屬層3、四、42配置的配位體上下對置的方式進行配置。由此，能夠提高等離子體傳感器的傳感靈敏度。在檢測從實施方式5的等離子體傳感器反射的電磁波時，可以使用CCD照相機。由此，能夠一次性且高精度地檢測從配置成矩陣狀的各配位體附近的金屬層2、28、41反射出的電磁波，在配位體以窄的間距寬度配置成矩陣狀的本結構中，也能夠高靈敏度且簡便地進行檢測。此外，以矩陣狀配置的配位體7也可以由多種的配位體構成。由此，能夠實現(xiàn)以一個等離子體傳感器1可檢測樣品中的多個分析物的等離子體傳感器。(實施方式6)圖沈是本發(fā)明的實施方式6的等離子體傳感器1006的剖視圖。在圖沈中，對于與圖1所示的實施方式1中的等離子體傳感器1相同的部分附于相同的參照序號。在實施方式6中的等離子體傳感器1006中，配位體7沒有配置在與中空區(qū)域4面對的金屬層2的面2B。具體而言，等離子體傳感器1006具有在保持部5的下面5B配置的金屬層2、和與金屬層2的下面2B對置在金屬層2的下方配置的金屬層3。在金屬層2、3之間的至少一部分設置中空區(qū)域4。從金屬層2的上面2A的上方向金屬層2提供電磁波。并且，從實施方式6的等離子體傳感器1006的樣品插入部46插入樣品與配位體的混合液，在中空區(qū)域4中填充樣品與配位體的混合液。
樣品與配位體的混合既可以在插入等離子體傳感器1中之前在等離子體傳感器1 的外部進行，也可以將樣品和配位體分別以不同的定時注入中空區(qū)域4中，在中空區(qū)域4中進行混合。在樣品中存在分析物時，通過使樣品與配位體混合，樣品中的分析物與配位體發(fā)生特異性結合，在特異性結合之后，變化至與分析物及配位體單獨存在時的介電常數(shù)不同的介電常數(shù)。這是由于分析物及配位體單獨存在時的分子構造與分析物和配位體進行特異性結合之后的分子構造不同。由此，在樣品中存在分析物時和不存在時，等離子體傳感器 1006的共振波長不同。故而，能夠以在等離子體傳感器1006的金屬層2或金屬層3的表面沒有配置配位體7的結構，實現(xiàn)能檢測有無配位體與分析物的特異性結合的傳感器1006。 因此，根據(jù)實施方式6所涉及的等離子體傳感器1006的結構能夠避開在等離子體傳感器1 中配置配位體7的費事的工序，能夠實現(xiàn)生產(chǎn)效率高的等離子體傳感器1006。此外，圖27是表示等離子體傳感器1006的解析模型的電磁場仿真的解析結果。對在中空區(qū)域4內存在配位體與分析物的特異性結合之后的分子構造(設定介電常數(shù)為1. 1、 厚度為IOOnm的層進行模型化)時的共振波長的變化進行說明，具體而言對特異性結合后的分子構造在中空區(qū)域4內的存在位置與共振波長的關系進行說明。其解析模型具有以下的條件。金屬層2 材料厚度45nm的金層金屬層3 材料厚度300nm的金層金屬層2、3的間隔1μπι(空氣層)光的入射角與金屬層2的面2Α垂直的方向此外，本申請中使用的仿真解析結果都是將CST制的MW-Studio用作解析工具。圖27所示的反射率Ρ5是在中空區(qū)域4中不存在配位體與分析物的特異性結合后的分子構造時的反射率，共振波長為705. 4nm。反射率PI、P2分別是在金屬層2的面2B、 金屬層3的面;3B存在該分子構造時的反射率，共振波長為707. lnm。反射率P3、P4分別是將該分子構造配置在與中空區(qū)域4面對的金屬層2、3的面2B、3A時、將其配置在金屬層2、 3的中間位置時的反射率，等離子體傳感器1006的共振波長為710. 4nm。這樣，即便在金屬層2、3的面2B、3A以外存在配位體與分析物的特異性結合后的分子構造，等離子體傳感器 1006的共振波長也發(fā)生變化。也就是說，即便在金屬層2、3的表面不配置配位體，而是在等離子體傳感器1的外部將混合樣品與配位體之后的混合液注入中空區(qū)域4中，等離子體傳感器1006也能夠確認有無配位體與分析物的特異性結合。此外，在實施方式6的等離子體傳感器1006中，不將配位體7配置在金屬層2、3 的面2B、3A，也就是在中空區(qū)域4的內壁不配置配位體7。配位體7也可以配置在金屬層2 或金屬層3的表面。也就是說，在實施方式1中的圖1的等離子體傳感器1的中空區(qū)域4 中配置樣品與配位體7的混合液。在這種情況下，與樣品中存在的配位體7不引起特異性結合的分析物，與配置在金屬層2或金屬層3的表面的配位體7進行特異性結合，由此共振波長發(fā)生變化，能夠進一步提高可檢測有無特異性結合的傳感器的靈敏度。此外，在這種情況下，相對于分析物可以減少在中空區(qū)域4的外部與樣品混合時使用的配位體7的量。由此，能夠在樣品與配位體7的混合液中殘留分析物，能夠在插入中空區(qū)域4之后使其與配置在金屬層2或金屬層3的表面的配位體7進行特異性結合。
此外，雖然在實施方式1至5中保持部5被配置在金屬層2的上方，但是并不限于此，也可以配置在金屬層2的下方。在保持部5被配置在下方的情況下，配位體7配置在保持部5的下面。由于如果保持部5的介電常數(shù)變高，則可以將共振波長設定得較長，因此能夠進一步降低從金屬層2的上方供給的電磁波的頻率，也能夠降低電磁波源的成本。此外，雖然在實施方式1至5中，金屬層2、保持部5、金屬層3、保持部6以平坦的形狀示出，但并不限于此，即便是帶有凸凹的形狀也可獲得同樣的效果。由此，即便在制造過程中發(fā)生微細的凸凹，也可以作為等離子體傳感器無問題地發(fā)揮功能。在上述的說明中，主要說明了作為電磁波使用光的情況，但即便使用具有光以外的波長的電磁波，也可以獲得同樣的效果。在實施方式1至5中，表示“上面”、“下面”、“上方”、“下方”等的方向的用語表示依賴于等離子體傳感器的構成部件的相對位置關系的相對的方向，并不表示鉛直方向等的絕對方向。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性由于本發(fā)明中的等離子體傳感器具有小型且簡易的構造，因此能夠應用于小型且低成本的生物傳感器等。符號說明
2金屬層(第1金屬層)
3金屬層(第2金屬層)
4中空區(qū)域
5保持部(第1保持部)
6保持部(第2保持部)
7配位體
8分析物
10壁(間隔保持部)
11柱(間隔保持部)
12樣品插入部
22電極
25貫通孔
26位置可變平臺(調整機構)
28金屬層(第1金屬層)
29金屬層(第2金屬層)
30中空區(qū)域
31保持部(第1保持部)
32保持部(第2保持部)
37間隔保持部
41金屬層(第1金屬層)
42金屬層(第2金屬層)
43中空區(qū)域
44保持部
32
45保持部
46樣品插入部
47間隔保持部
665錐形部
666錐形部
權利要求
1.一種等離子體傳感器，其具備第1金屬層，具有上面和下面，該上面構成為被供給電磁波；和第2金屬層，具有與所述第1金屬層的所述下面對置的上面，在所述第1金屬層和所述第2金屬層之間設置中空區(qū)域，該中空區(qū)域構成為以含有媒介的樣品填充。
2.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中，所述等離子體傳感器還具備多個配位體，該多個配位體設置在所述第1金屬層的所述下面的周邊的第1附近區(qū)域、和所述第2金屬層的所述上面的周圍的第2附近區(qū)域之中的至少一個區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的等離子體傳感器，其中， 在所述中空區(qū)域中插入所述樣品與所述多個配位體的混合液。
4.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 所述第2金屬層具有至少一個以上的孔。
5.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中，在發(fā)生表面等離子體共振的頻率處，所述第1金屬層和所述第2金屬層之間的電磁場強度按照高次模式分布。
6.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 使所述中空區(qū)域中的所述媒介的狀態(tài)隨著時間變化。
7.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，通過使所述中空區(qū)域中的所述媒介的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從不可見光帶變化至可見光帶，或者從可見光帶變化至不可見光帶。
8.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，通過使所述中空區(qū)域中的所述媒介的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從不可見光帶變化至450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域，或者從 450nm以上570nm以下或620nm以上750nm以下的區(qū)域變化至不可見光帶。
9.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，通過使所述中空區(qū)域中的所述媒介的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從450nm以上低于495nm的區(qū)域變化至495nm以上580nm以下的區(qū)域。
10.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，在所述第1附近區(qū)域和所述第2附近區(qū)域之中的至少一個區(qū)域，所述多個配位體以間距寬度被配置成矩陣狀，所述間距寬度大于所述電磁波的波長小于200 μ m。
11.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中， 不含有分析物的樣品具有折射率n，所述第1金屬層和所述第2金屬層空出規(guī)定間隔進行配置，使得在不含有分析物的所述樣品配置在所述中空區(qū)域中之前，在所述第1金屬層和所述第2金屬層之間發(fā)生m次模式的電磁場強度的分布，對于1以上的整數(shù)a滿足以下關系m = a/(n-l)。
12.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，在從不含有分析物的樣品未配置在所述中空區(qū)域中的狀態(tài)變化至不含有分析物的樣品被配置在所述中空區(qū)域中的狀態(tài)時，發(fā)生表面等離子體共振的波長在規(guī)定的波長帶內變化，所述規(guī)定的波長帶是380nm以上450nm以下的波長帶、或者450nm以上495nm以下的波長帶、或者495nm以上570nm以下的波長帶、或者570nm以上590nm以下的波長帶、或者 590nm以上620nm以下的波長帶、或者620nm以上750nm以下的波長帶。
13.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，通過使所述中空區(qū)域的所述媒介的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從380nm以上450nm以下的波長帶、450nm以上495nm以下的波長帶、495nm以上570nm以下的波長帶、570nm以上590nm以下的波長帶、590nm以上620nm以下的波長帶、620nm以上 750nm以下的波長帶之中的一個波長帶變化至其他的波長帶。
14.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，通過使所述中空區(qū)域的媒介的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從不可見光帶變化至380nm以上450nm以下的波長帶、450nm以上495nm以下的波長帶、495nm 以上570nm以下的波長帶、570nm以上590nm以下的波長帶、590nm以上620nm以下的波長帶、620nm以上750nm以下的波長帶之中的一個波長帶。
15.根據(jù)權利要求6所述的等離子體傳感器，其中，通過使所述中空區(qū)域的媒介的狀態(tài)隨著時間變化，發(fā)生表面等離子體共振的波長從 380nm以上450nm以下的波長帶、450nm以上495nm以下η波長帶、495nm以上570nm以下的波長帶、570nm以上590nm以下的波長帶、590nm以上620nm以下的波長帶、620nm以上750nm 以下的波長帶之中的一個波長帶變化至不可見光帶。
16.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 所述第1金屬層與所述第2金屬層是能分離的。
17.根據(jù)權利要求16所述的等離子體傳感器，其中，所述等離子體傳感器還具備多個配位體，所述多個配位體設置在所述第1金屬層的所述下面的周邊的第1附近區(qū)域和所述第2金屬層的所述上面的周圍的第2附近區(qū)域之中的至少一個區(qū)域，在所述第1金屬層與所述第2金屬層分離的狀態(tài)下使所述多個配位體與分析物接觸， 之后，所述第1金屬層被相對所述第2金屬層固定。
18.根據(jù)權利要求17所述的等離子體傳感器，其中， 所述第1附近區(qū)域具有第1范圍，配置了所述多個配位體；和第2范圍，未配置所述多個配位體， 所述第2附近區(qū)域具有第3范圍，與所述第1范圍對置并且配置了所述多個配位體；和第4范圍，與所述第2范圍對置并且未配置所述多個配位體。
19.根據(jù)權利要求16所述的等離子體傳感器，其中， 能使所述第1金屬層至所述第2金屬層的距離變化。
20.根據(jù)權利要求19所述的等離子體傳感器，其中，所述等離子體傳感器還具備能夠改變所述第1金屬層至所述第2金屬層的距離的調整機構。
21.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中，所述等離子體傳感器還具備樣品插入部，所述樣品插入部用于將含有所述分析物的樣品插入所述中空區(qū)域中。
22.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 所述第1金屬層的厚度比所述第2金屬層的厚度薄。
23.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中，所述等離子體傳感器還具備以所述第1金屬層和所述第2金屬層之間的至少一部分成為所述中空區(qū)域的方式設置的間隔保持部，所述間隔保持部的一部分或全部的材質與所述第1金屬層和所述第2金屬層之中的至少一方的材質相同。
24.根據(jù)權利要求23所述的等離子體傳感器，其中， 所述間隔保持部具有第1層和第2層，所述第1層與所述第1金屬層和所述第2金屬層之中的至少一方的材質相同，并且， 所述第1層的厚度比所述第2層的厚度薄。
25.根據(jù)權利要求23所述的等離子體傳感器，其中，所述間隔保持部的端部以插入所述第1金屬層和所述第2金屬層之中的至少一方的狀態(tài)被固定。
26.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 利用毛細管現(xiàn)象將所述樣品插入所述中空區(qū)域中。
27.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 所述等離子體傳感器還具備第1保持部，用于保持所述第1金屬層；和第2保持部，用于保持所述第2金屬層，僅所述第1保持部和所述第2保持部的任意一方構成傳感器固定部。
28.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 在所述中空區(qū)域中作為所述樣品配置被壓縮的氣體。
29.根據(jù)權利要求1所述的等離子體傳感器，其中， 所述等離子體傳感器還具備第1保持部，設置在所述第1金屬層的上方；和第2保持部，設置在所述第2金屬層的下方，在所述第1保持部和所述第2保持部的至少一方的端部設置錐形部。
30.一種向等離子體傳感器中插入樣品的方法，其包括如下步驟準備等離子體傳感器，該等離子體傳感器具備第1金屬層和第2金屬層，所述第1金屬層具有構成為被供給電磁波的上面和下面，所述第2金屬層具有與所述第1金屬層的所述下面對置的上面，在所述第1金屬層和所述第2金屬層之間設置中空區(qū)域；和利用毛細管現(xiàn)象將樣品插入所述中空區(qū)域中。
31.一種等離子體傳感器的制造方法，其包括如下步驟準備等離子體傳感器，該等離子體傳感器具備第1金屬層和第2金屬層，所述第1金屬層具有構成為被供給電磁波的上面和下面，所述第2金屬層具有與所述第1金屬層的所述下面對置的上面，在所述第1金屬層和所述第2金屬層之間設置中空區(qū)域； 利用毛細管現(xiàn)象將配位體插入所述中空區(qū)域中；和在將配位體插入所述中空區(qū)域中的步驟之后，使所述配位體干燥從而在所述第1金屬層的所述上面的周圍的第1附近區(qū)域和所述第2金屬層的所述下面的周圍的第2附近區(qū)域之中的至少一個區(qū)域中配置配位體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體傳感器，具備第1金屬層、和具有與第1金屬層的下面對置的上面的第2金屬層。向第1金屬層的上面供給電磁波。在第1和第2金屬層之間設有中空區(qū)域，該中空區(qū)域構成為以含有媒介的樣品進行填充。這種等離子體傳感器具有小型且簡易的構造。
文檔編號G01N21/27GK102405403SQ20108001748
公開日2012年4月4日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權日2009年4月21日
發(fā)明者加賀田博司, 田村昌也 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社