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空隙配置構(gòu)造體以及使用其的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種空隙配置構(gòu)造體，其被用于以下方法，即通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)通過所述空隙配置構(gòu)造體而散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，所述空隙配置構(gòu)造體具有：第1主面、與所述第1主面對(duì)置的第2主面、以及在與所述第1主面以及所述第2主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部，所述第1主面上的所述空隙部的開孔面積比所述第2主面上的所述空隙部的開孔面積小。
【專利說明】空隙配置構(gòu)造體以及使用其的測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被用于被測定物的測定的空隙配置構(gòu)造體以及使用其的測定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，為了分析物質(zhì)的特性，使用以下測定方法:將被測定物保持在空隙配置構(gòu)造體，對(duì)保持有該被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，解析其透射光譜等來檢測被測定物的特性。具體來講，例如舉例有:對(duì)附著在金屬網(wǎng)眼上的蛋白質(zhì)等被測定物照射太赫茲波，并解析透射光譜的手法。
[0003]作為這種使用了電磁波的透射光譜的解析手法的現(xiàn)有技術(shù)，例如，在專利文獻(xiàn)
I(特開2007-010366號(hào)公報(bào))中，公開了一種向保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體(例如，網(wǎng)限狀的導(dǎo)體板)照射電磁波，對(duì)透過了空隙配置構(gòu)造體的電磁波進(jìn)行測定，基于測定值的頻率特性根據(jù)被測定物的存在而變化，來檢測被測定物的特性的方法。
[0004]另外，根據(jù)圖18(b)等的記載，專利文獻(xiàn)I中公開的空隙配置構(gòu)造體假定空隙部的開口面積的表面與里面基本相同，形成空隙部的內(nèi)壁面與空隙配置構(gòu)造體的主面所成的角度為大致90度。
[0005]在這種情況下，若被測定物的量少，則頻率特性的變化極小，檢測變得困難。因此，依然希望提供用于實(shí)現(xiàn)測定靈敏度更優(yōu)良的測定的測定設(shè)備。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-010366號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種用于實(shí)現(xiàn)測定靈敏度比以往更加優(yōu)良的測定的空隙配置構(gòu)造體以及使用其的測定方法。
[0010]-解決課題的手段-
[0011]本發(fā)明如下。
[0012](I) 一種空隙配置構(gòu)造體，其被用于以下方法，即通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，其特征在于，
[0013]所述空隙配置構(gòu)造體具有--第I主面、與所述第I主面對(duì)置的第2主面、以及在與所述第I主面以及所述第2主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部，
[0014]所述第I主面上的所述空隙部的開孔面積比所述第2主面上的所述空隙部的開孔面積小。
[0015](2)根據(jù)上述⑴的空隙配置構(gòu)造體，所述空隙配置構(gòu)造體的第I主面與所述空隙部的至少一個(gè)內(nèi)壁所成的角度為銳角。
[0016](3)根據(jù)上述(I)或者(2)的空隙配置構(gòu)造體，所述第2主面上的所述空隙部的開孔面積相對(duì)于所述第I主面上的所述空隙部的開孔面積的比率為1.02?2.5。
[0017](4)根據(jù)上述(I)?(3)的任意一個(gè)的空隙配置構(gòu)造體，所述第I主面上的所述空隙部的開孔是所述被測定物不能通過的大小，所述第2主面上的所述空隙部的開孔是所述被測定物能夠通過的大小。
[0018](5)根據(jù)上述(I)?(4)的任意一個(gè)的空隙配置構(gòu)造體，所述空隙部的內(nèi)壁具有凹部。
[0019](6) 一種測定方法，通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，
[0020]該測定方法使用上述(I)的空隙配置構(gòu)造體。
[0021](7) 一種測定方法，通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，
[0022]該測定方法使用上述(2)的空隙配置構(gòu)造體，在該空隙配置構(gòu)造體的所述第I主面的附近保持所述被測定物。
[0023](8) 一種測定方法，通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，
[0024]該測定方法使用上述(2)的空隙配置構(gòu)造體，在該空隙配置構(gòu)造體的所述第2主面的附近保持所述被測定物。
[0025](9) 一種測定方法，使用上述(4)的空隙配置構(gòu)造體，通過使所述被測定物從所述空隙配置構(gòu)造體的所述第2主面?zhèn)认蛩龅贗主面的方向移動(dòng)，從而將所述被測定物保持在所述空隙配置構(gòu)造體的至少一部分的所述空隙部。
[0026]-發(fā)明效果-
[0027]本發(fā)明的空隙配置構(gòu)造體具有空隙部，該空隙配置構(gòu)造體的第I主面上的空隙部的開孔面積比第2主面上的相同空隙部的開孔面積小。因此，在空隙配置構(gòu)造體的第I主面與空隙部的內(nèi)壁相接的部分附近，電磁場集中。其結(jié)果，由于空隙配置構(gòu)造體的第I主面與空隙部的內(nèi)壁相接的部分附近的被測定物的有無所導(dǎo)致的檢測電磁波的頻率特性的變化變大，因此測定靈敏度提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是用于對(duì)本發(fā)明的測定方法的概要進(jìn)行說明的示意圖。
[0029]圖2是用于對(duì)本發(fā)明中使用的空隙配置構(gòu)造體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意圖。
[0030]圖3是圖2的P-P’剖面處的示意剖視圖。
[0031]圖4是表示實(shí)施例1中的空隙配置構(gòu)造體的設(shè)置狀態(tài)的示意圖。
[0032]圖5是表示通過實(shí)施例1得到的透射光譜的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]首先，使用圖1對(duì)本發(fā)明的測定方法的一例的示意進(jìn)行說明。圖1是示意性地表示用于本發(fā)明的測定方法的測定裝置的一例的整體結(jié)構(gòu)的圖。該測定裝置對(duì)通過將從激光器
2(例如，短脈沖激光)照射的激光照射于半導(dǎo)體材料而產(chǎn)生的電磁波(例如，具有20GHz?120THz頻率的太赫茲波)脈沖加以利用。
[0034]在圖1的結(jié)構(gòu)中，通過半透半反鏡20將從激光器2出射的激光分支為2個(gè)路徑。一方面，照射到電磁波產(chǎn)生側(cè)的光傳導(dǎo)元件71，另一方面，通過使用多個(gè)反射鏡21 (同樣功能的部件省略付與編號(hào))，經(jīng)由時(shí)間延遲工作臺(tái)26，照射到接收側(cè)的光傳導(dǎo)元件72。作為光傳導(dǎo)元件71、72，能夠使用在LT-GaAs (低溫生長GaAs)形成具備間隙部的偶極天線(diploeantenna)的一般性部件。此外，作為激光器2，能夠使用光纖型激光器、使用了鈦寶石等固體的激光器等。進(jìn)一步地，在電磁波的產(chǎn)生、檢測中，也可以在沒有天線的情況下使用半導(dǎo)體表面，或者使用ZnTe結(jié)晶的各種電光學(xué)結(jié)晶。這里，通過電源3，對(duì)作為產(chǎn)生側(cè)的光傳導(dǎo)元件71的間隙部施加適當(dāng)?shù)钠秒妷骸?br> [0035]產(chǎn)生出的電磁波通過拋物面反射鏡22成為平行波束，并通過拋物面反射鏡23，照射到空隙配置構(gòu)造體I。透過了空隙配置構(gòu)造體I的太赫茲波通過拋物面反射鏡24、25，被光傳導(dǎo)兀件72接收。被光傳導(dǎo)兀件72接收的電磁波信號(hào)在通過放大器(amplifier) 6而被增幅之后，通過鎖相放大器(lock-1n amplifier)4而被獲取為時(shí)間波形。然后，在通過包含計(jì)算單元的PC (個(gè)人計(jì)算機(jī))5，進(jìn)行了傅立葉變換等信號(hào)處理之后，計(jì)算空隙配置構(gòu)造體I的透過率光譜等。為了被鎖相放大器4獲取，則通過振蕩器8的信號(hào)，對(duì)施加在產(chǎn)生側(cè)的光傳導(dǎo)元件71的間隙的來自電源3的偏置電壓進(jìn)行調(diào)制(振幅5V?30V)。由此，通過進(jìn)行同步檢波，能夠使S/N比提高。
[0036]以上所說明的測定方法是一般被稱為太赫茲時(shí)間區(qū)域分光法(THz-TDS)的方法。另外，除了 THz-TDS，也可以使用傅立葉變換紅外分光法(FT-1R)。
[0037]在圖1中，表示散射透射的情況，即對(duì)電磁波的透過率進(jìn)行測定的情況。在本發(fā)明中，所謂“散射”，是指包含作為前方散射的一方式的透射、作為后方散射的一方式的反射等的廣義的概念，優(yōu)選是透射、反射。更優(yōu)選是O次方向的透射、O次方向的反射。
[0038]另外，一般來講，在將衍射光柵的光柵間隔設(shè)為S，將入射角設(shè)為i，將衍射角設(shè)為Θ，將波長設(shè)為λ時(shí)，通過衍射光柵而被衍射的光譜可以表示為
[0039]s (sin i_sin θ ) = η λ...(I)
[0040]上述“O次方向”的O次是指上述式⑴的η為O的情況。由于s以及λ不能為O,因此η = O成立的只能是sin 1-sin θ = O的情況。因此,上述“O次方向”是指入射角與衍射角相等時(shí)，也就是說電磁波的行進(jìn)方向不變的方向。
[0041]本發(fā)明中使用的電磁波只要是根據(jù)空隙配置構(gòu)造體的結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生散射的電磁波即可，并不被特別限定，能夠使用電波、紅外線、可見光線、紫外線、X射線、伽馬射線等任意一個(gè)，其頻率也不被特別限定，但優(yōu)選是IGHz?ΙΡΗζ，更優(yōu)選是具有20GHz?200THz頻率的太赫茲波。
[0042]電磁波能夠使用例如，具有規(guī)定的極化方向的直線偏振光的電磁波(直線極化)、無偏振光的電磁波(無極化)。作為直線偏振光的電磁波，舉例有例如:以短脈沖激光器為光源，通過ZnTe等電光學(xué)結(jié)晶的光整流效應(yīng)而產(chǎn)生的太赫茲波、從半導(dǎo)體激光器出射的可見光、從光傳導(dǎo)天線放射的電磁波等。作為無偏振光的電磁波，舉例有:從高壓水銀燈、陶瓷燈放射的紅外光等。
[0043]在本發(fā)明中，所謂對(duì)被測定物的有無或者量進(jìn)行測定，是指進(jìn)行作為被測定物的化合物的定量，舉例有例如:對(duì)溶液中等的微量被測定物的含有量進(jìn)行測定的情況、進(jìn)行被測定物的鑒定的情況等。
[0044](空隙配置構(gòu)造體)
[0045]本發(fā)明的空隙配置構(gòu)造體的特征在于具有:第I主面；與第I主面對(duì)置的第2主面、以及在與第I主面以及第2主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部，
[0046]所述第I主面中的所述空隙部的開孔面積比所述第2主面中的所述空隙部的開孔面積小。
[0047]例如，多個(gè)該空隙部被周期性地配置在空隙配置構(gòu)造體的主面上的至少一個(gè)方向。但是，空隙部可以全部被周期性地配置，也可以在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，一部分的空隙部被周期性地配置，其他的空隙部被非周期性地配置。
[0048]空隙配置構(gòu)造體優(yōu)選是準(zhǔn)周期構(gòu)造體、周期構(gòu)造體。所謂準(zhǔn)周期構(gòu)造體，是指雖然不具有并排對(duì)稱性但是排列上保持秩序性的構(gòu)造體。作為準(zhǔn)周期構(gòu)造體，例如，作為一維準(zhǔn)周期構(gòu)造體舉例有斐波那契結(jié)構(gòu)、作為二維準(zhǔn)周期構(gòu)造體舉例有Penrose結(jié)構(gòu)。所謂周期構(gòu)造體，是指具有以并排對(duì)稱性為代表的各種空間對(duì)稱性的構(gòu)造體，根據(jù)其對(duì)稱的維度，分類為一維周期構(gòu)造體、二維周期構(gòu)造體、三維周期構(gòu)造體。一維周期構(gòu)造體舉例有例如，線柵結(jié)構(gòu)、一維衍射光柵等。二維周期構(gòu)造體舉例有例如，網(wǎng)孔過濾器、二維衍射光柵等。在這些周期構(gòu)造體中，二維周期構(gòu)造體被適當(dāng)?shù)厥褂谩?br> [0049]作為二維周期構(gòu)造體，舉例有例如，圖2所示的空隙部以一定的間隔配置為矩陣狀的板狀構(gòu)造體(柵格狀構(gòu)造體)。圖2(a)所示的空隙配置構(gòu)造體I從其主面1a側(cè)來看，是正方形的空隙部11在與該正方形的各邊平行的2個(gè)排列方向(圖中的縱向和橫向)上以相等的間隔被設(shè)置的板狀構(gòu)造體。
[0050]空隙配置構(gòu)造體的第I主面與空隙部的至少一個(gè)內(nèi)壁所成的角度優(yōu)選是銳角。這里，所謂“至少一個(gè)內(nèi)壁”，是指構(gòu)成空隙部的內(nèi)壁的面中的一個(gè)。因此，不僅存在空隙配置構(gòu)造體的第I主面與內(nèi)壁相交的部分是尖的的情況，在該部分也可以形成R(曲面)。另外，通過形成R，能夠抑制該部分的破損等，能夠使空隙配置構(gòu)造體的強(qiáng)度提高。
[0051]作為這種特定的剖面處的空隙部的剖面形狀，雖然并不特別限定，但舉例有例如:梯形、大致梯形的形狀。若設(shè)為其它的表現(xiàn)，則例如舉例有，從空隙配置構(gòu)造體的第I主面?zhèn)?開孔面積小的一側(cè))向第2主面?zhèn)?開孔面積大的一側(cè))，上述空隙部變寬的形狀。另夕卜，空隙配置構(gòu)造體的第I主面與空隙部的至少一個(gè)內(nèi)壁所成的角度例如能夠通過觀察與空隙構(gòu)造體的主面垂直的剖面來確認(rèn)。
[0052]針對(duì)圖2所示的本發(fā)明的空隙配置構(gòu)造體的一個(gè)例子，在圖3中表示圖2的P-P’剖面處的示意剖視圖。如圖3所示，空隙部的剖面形狀幾乎為梯形。這里，空隙配置構(gòu)造體I的第I主面(圖3的上側(cè))的空隙部11的孔尺寸dl比第2主面(圖的下側(cè))的空隙部
11的孔尺寸d2小。也就是說，空隙配置構(gòu)造體I的第I主面1al上的空隙部11的開孔面積比空隙配置構(gòu)造體I的第2主面10a2上的相同空隙部11的開孔面積小。
[0053]第2主面上的空隙部的開孔面積相對(duì)于第I主面上的空隙部的開孔面積的比率(開孔面積比率)優(yōu)選為1.02?2.5。由于若該開孔面積比率變大，則需要縮小第I主面的開孔，因此空隙配置構(gòu)造體整體的電磁波的透過率降低。由于透過率的降低導(dǎo)致測定精度的降低，因此為了將透過率的降低率的變化量抑制在大約10%以下，需要將上述開孔面積比率設(shè)為2.5以下。另外，該關(guān)系例如是對(duì)于第I主面的孔尺寸為1.8 μ m、第2主面的孔尺寸為1.8μπι(比率為1:1)的空隙配置構(gòu)造體，在將從第2主面?zhèn)鹊姆ň€方向照射電磁波時(shí)的透過率光譜中的最大透過率設(shè)為初始值(100% )時(shí)，分析下述空隙配置構(gòu)造體的同樣的最大透過率相對(duì)于上述初始值的比率)與此時(shí)的開孔面積比率之間的關(guān)系而得到的，其中，該空隙配置構(gòu)造體使第I主面的孔尺寸在1.3?1.8 μ m的范圍變化，使第2主面的孔尺寸在1.8?2.3μπι的范圍。此外，若開孔面積比率小于1.02，則測定靈敏度的提高很小(誤差范圍內(nèi))，不能達(dá)到本發(fā)明的效果。
[0054]此外，優(yōu)選第I主面上的空隙部的開孔是被測定物不能通過的大小，第2主面上的空隙部的開孔是被測定物能夠通過的大小。在該情況下，通過使被測定物從空隙配置構(gòu)造體的第2主面?zhèn)认虻贗主面的方向移動(dòng)(例如，使其流動(dòng))，能夠?qū)⒈粶y定物保持在空隙配置構(gòu)造體的至少一部分的空隙部，能夠在空隙部內(nèi)穩(wěn)定地捕捉被測定物并進(jìn)行測定。
[0055]此外，在圖3所示的與空隙配置構(gòu)造體I的第I主面1al垂直的剖面(Ρ_Ρ’剖面)，空隙配置構(gòu)造體I的第I主面1al與空隙部11的內(nèi)壁Ila所成的角度Ψ為銳角。
[0056]在空隙配置構(gòu)造體I的空隙部11的形狀如此的情況下，在空隙配置構(gòu)造體I的第I主面1al與空隙部11的內(nèi)壁Ila相接的部分附近，能夠使照射的電磁波的電磁場的局部增大。其結(jié)果，由于空隙配置構(gòu)造體的第I主面與空隙部的內(nèi)壁相接的部分附近的被測定物的有無所導(dǎo)致的檢測電磁波的頻率特性的變化變大，因此能夠使測定靈敏度提高。也就是說，即使在被測定物的量少的情況下，也能夠進(jìn)行高靈敏度的測定。
[0057]其中，由于在將被測定物保持在開孔面積大的第2主面附近的情況下，成為在電磁場的漏磁大的區(qū)域進(jìn)行測定，因此得到另一優(yōu)點(diǎn)，即也能夠測定更大的被測定物。
[0058]優(yōu)選空隙部11的內(nèi)壁Ila具有凹部。換言之，優(yōu)選內(nèi)壁Ila構(gòu)成為向空隙部11的外側(cè)描繪鼓起的曲線。由此，更容易在空隙部11內(nèi)捕捉被測定物。
[0059]空隙配置構(gòu)造體的空隙部的尺寸、配置、空隙配置構(gòu)造體的厚度等并未被特別限制，根據(jù)測定方法、空隙配置構(gòu)造體的材質(zhì)特性、使用的電磁波的頻率等而被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。
[0060]例如，在如圖2(a)所示那樣，有規(guī)則地縱橫配置有空隙部的空隙配置構(gòu)造體I中，圖2(b)中由d所示的空隙部的孔尺寸(電磁波被照射一側(cè)的開孔部的尺寸)優(yōu)選為用于測定的電磁波的波長的十分之一以上、10倍以下。這樣，散射的電磁波的強(qiáng)度變得更強(qiáng)，更容易檢測信號(hào)。具體的孔尺寸優(yōu)選為0.15?150μπι，從測定靈敏度提高的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選孔尺寸為0.9?9μπι。
[0061]此外，空隙部的被照射電磁波一側(cè)的開孔面積優(yōu)選為0.0225?22500 μ m2，更優(yōu)選為 0.81 ?81 μ m2。
[0062]此外，在如圖2(a)所示那樣，有規(guī)則地縱橫配置有空隙部的空隙配置構(gòu)造體I中，圖2(b)中由s所示的空隙部的柵格間隔(間距)優(yōu)選為用于測定的電磁波的波長的十分之一以上、10倍以下。這樣，更容易產(chǎn)生散射。具體的柵格間隔優(yōu)選為0.15?150 μ m，從測定靈敏度提高的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選柵格間隔為1.3?13μπι。
[0063]此外，空隙配置構(gòu)造體的厚度優(yōu)選為用于測定的電磁波的波長的5倍以下。這樣，散射的電磁波的強(qiáng)度變得更強(qiáng)，更容易檢測信號(hào)。
[0064]這里，雖然根據(jù)被測定物的介電常數(shù)、形狀，照射的電磁波的最佳波長(得到高測定靈敏度的波長)有所不同，但例如在被測定物是平板狀的試料的情況下，一般若介電常數(shù)相同，則存在被測定物的厚度越薄，照射的電磁波的最佳波長越短的趨勢，據(jù)此，縮小電磁波被照射的一側(cè)的柵格間隔、空隙部的開孔面積，能夠得到更高的測定靈敏度。此外，例如在被測定物為粒子狀的試料的情況下，一般若介電常數(shù)相同，則存在被測定物的粒徑越小，照射的電磁波的最佳波長越短的趨勢，據(jù)此，縮小電磁波別照射的一側(cè)的柵格間隔、空隙部的開孔面積，能夠得到更高的測定靈敏度。
[0065]空隙配置構(gòu)造體的整體尺寸并未被特別限定，根據(jù)照射的電磁波的射束點(diǎn)的面積等而被決定。
[0066]優(yōu)選空隙配置構(gòu)造體的至少一部分的表面由導(dǎo)體形成。所謂空隙配置構(gòu)造體I的至少一部分的表面，是指圖2(a)所示的主面10a、側(cè)面10b、空隙部的內(nèi)壁Ila中的任意一個(gè)的一部分表面。
[0067]這里，所謂導(dǎo)體，是指讓電通過的物體(物質(zhì))，不僅是金屬，也包含半導(dǎo)體。作為金屬，能夠舉例有:能夠與具有羥基、硫醇基、羧基等官能團(tuán)的化合物的官能團(tuán)偶合的金屬、能夠?qū)⒘u基、胺基等官能團(tuán)涂敷在表面的金屬、以及這些金屬的合金。具體來講，舉例有:金、銀、銅、鐵、鎳、鉻、硅、鍺等，優(yōu)選為金、銀、銅、鎳、鉻，更優(yōu)選為金、鎳。在使用金、鎳的情況下，特別是在主分子具有硫醇基(-SH基)的情況下，由于使用該硫醇基能夠使主分子與空隙配置構(gòu)造體的表面偶合，因此有利。此外，在使用鎳的情況下，特別是在主分子具有甲硅烷基的情況下，由于使用該甲硅烷基，能夠使主分子與空隙配置構(gòu)造體的表面偶合，因此有利。此外，作為半導(dǎo)體，例如舉例有:IV族半導(dǎo)體^66等)、I1-VI族半導(dǎo)體(ZnSe、CdS、ZnO等)、II1-V族半導(dǎo)體(GaAs、InP、GaN等)、IV族化合物半導(dǎo)體(SiC、SiGe等)、1-1I1-VI族半導(dǎo)體(CuInSe2等)等化合物半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體。
[0068]在本發(fā)明中，作為將被測定物保持在空隙配置構(gòu)造體的方法，能夠使用各種公知的方法，例如，可以直接附著在空隙配置構(gòu)造體，也可以經(jīng)由支撐膜等來附著。從提高測定靈敏度、通過抑制測定的差別來進(jìn)行再現(xiàn)性高的測定的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使被測定物直接附著在空隙配置構(gòu)造體的表面。
[0069]作為使被測定物直接附著在空隙配置構(gòu)造體的情況，不僅包含在空隙配置構(gòu)造體的表面與被測定物之間直接形成化學(xué)鍵等的情況，也包含對(duì)于預(yù)先在表面偶合主分子的空隙配置構(gòu)造體，將該主分子與被測定物偶合的情況。作為化學(xué)鍵，舉例有:共價(jià)鍵(例如，金屬-硫醇基之間的共價(jià)鍵等)、范德瓦爾鍵、離子鍵、金屬鍵、氫鍵等，優(yōu)選為共價(jià)鍵。此外，所謂主分子，是指能夠奇特地與被測定物鍵合的分子等，作為主分子與被測定物的組合，例如舉例有:抗原與抗體、糖鏈與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)與蛋白質(zhì)、低分子化合物(配合基)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、單鏈DNA與單鏈DNA等。
[0070]在本發(fā)明的測定方法中，基于與如上所述那樣求出的空隙配置構(gòu)造體中散射的電磁波的頻率特性相關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)，被測定物的特性被測定。例如，在空隙配置構(gòu)造體I中，基于前方散射(透過)的電磁波的頻率特性所產(chǎn)生的波谷波形、后方散射(反射)的電磁波的頻率特性所產(chǎn)生的波峰波形等根據(jù)被測定物的存在而變化，能夠測定被測定物的特性。
[0071]這里，所謂波谷波形，是指在檢測出的電磁波相對(duì)于照射的電磁波的比率(例如，電磁波的透過率)相對(duì)大的頻率范圍，在空隙配置構(gòu)造體的頻率特性(例如，透過率光譜)被部分看到的谷型(向下凸)部分的波形。此外，所謂波峰波形，是指在檢測出的電磁波相對(duì)于照射的電磁波的比率(例如，電磁波的反射率)相對(duì)小的頻率范圍，在空隙配置構(gòu)造體的頻率特性(例如，反射率光譜)被部分看到的山型(向上凸)波形。
[0072]實(shí)施例
[0073]下面，舉例實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于這些。
[0074](實(shí)施例1)
[0075]作為空隙配置構(gòu)造體，使用圖2所示的具有各種正方形孔的正方柵格排列的空隙配置構(gòu)造體。柵格間隔為260 μ m(s)，厚度為60 μ m(t)。此外，該空隙配置構(gòu)造體中的空隙部的形狀如圖3所示，圖2的P-P’剖面處的空隙部的剖面形狀幾乎是梯形。此外，第I主面1al側(cè)的孔尺寸dl為160 μ m，第2主面1a兩側(cè)的孔尺寸d2為200 μ m。
[0076]對(duì)于使膜厚為4 μ m、復(fù)數(shù)折射率的實(shí)部為1.55、復(fù)數(shù)折射率的虛部為O的平行平板試料(被測定物)與空隙配置構(gòu)造體I的第I主面1al側(cè)緊貼，針對(duì)從第I主面1al側(cè)(圖3的Z軸的箭頭方向)照射電磁波的情況，求出電磁波的透過率光譜。
[0077]計(jì)算是針對(duì)在隔著600 μ m的間隔而配置的2枚板91、92的中間設(shè)置有空隙配置構(gòu)造體I的模型(參照?qǐng)D4)，使用電磁場模擬裝置(Micro-stripes:CST社制)來進(jìn)行的。被照射在空隙配置構(gòu)造體I的電磁波的偏振光是直線偏振光(與圖2的Y軸平行)，行進(jìn)方向是Z軸的箭頭方向。此外，空隙配置構(gòu)造體I被配置為其主面與電磁波的行進(jìn)方向(Z軸方向)垂直(也就是說，圖4的Θ = 0度)。
[0078]圖5中表示通過計(jì)算而得出的透過率光譜。圖5的實(shí)線是在空隙配置構(gòu)造體未保持被測定物的情況下的透過率光譜，虛線是在空隙配置構(gòu)造體保持被測定物的情況下的透過率光譜。在圖5中，透過率光譜中出現(xiàn)波峰的頻率的差(頻率偏移量)為30.8IGHz0
[0079](比較例I)
[0080]作為比較例1，是針對(duì)空隙配置構(gòu)造體I的第I主面1al側(cè)的孔尺寸dl與第2主面1a兩側(cè)的孔尺寸d2相同的情況(dl = d2的情況:空隙部的剖面形狀為長方形的情況)，與實(shí)施例1同樣地，使用電磁場模擬裝置來求出透過率光譜。另外，針對(duì)dl以及d2都是160 μ m的情況、都是180 μ m的情況、都是200 μ m的情況這3種情況，求出未保持被測定物的情況與保持被測定物的情況下的透過率光譜(未圖示)，并求出頻率偏移量。
[0081]其結(jié)果，dl以及d2都是160 μ m的情況下的頻率偏移量為29.0OGHz，都是180 μ m的情況下的頻率偏移量為29.91GHz，都是200 μ m的情況下的頻率偏移量為28.09GHz。
[0082]根據(jù)實(shí)施例1以及比較例I的結(jié)果可知，由于空隙配置構(gòu)造體的第I主面上的開孔面積與第2主面上的開孔面積不同，因此頻率偏移量變大，測定靈敏度提高。此外，根據(jù)實(shí)施例1以及比較例I的結(jié)果可知，由于空隙配置構(gòu)造體的第I主面與空隙部的內(nèi)壁所成的角度為銳角，因此頻率偏移量變大，測定靈敏度提高。
[0083]應(yīng)該認(rèn)為這次公開的實(shí)施方式以及實(shí)施例的全部方面都是示例，并不限定于此。本發(fā)明的范圍包含不是上述所說明的，而是通過權(quán)利要求所示的、與權(quán)利要求均等的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。
[0084]-符號(hào)說明-
[0085]I空隙配置構(gòu)造體，1a主面，1al第I主面，10a2第2主面，1b側(cè)面，1c外周，11空隙部，Ila內(nèi)壁，2激光器，20半透半反鏡，21反射鏡，22、23、24、25拋物面反射鏡，26時(shí)間延遲工作臺(tái)，3電源，4鎖相放大器，5PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))，6放大器，71、72光電導(dǎo)元件，8振蕩器，91、92板。
【權(quán)利要求】
1.一種空隙配置構(gòu)造體，其被用于以下方法，即:通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，所述空隙配置構(gòu)造體的特征在于， 具有:第I主面、與所述第I主面對(duì)置的第2主面、以及在與所述第I主面以及所述第2主面垂直的方向上貫通的多個(gè)空隙部， 所述第I主面上的所述空隙部的開孔面積比所述第2主面上的所述空隙部的開孔面積小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空隙配置構(gòu)造體，其中， 所述空隙配置構(gòu)造體的第I主面與所述空隙部的至少一個(gè)內(nèi)壁所成的角度為銳角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的空隙配置構(gòu)造體， 所述第2主面上的所述空隙部的開孔面積相對(duì)于所述第I主面上的所述空隙部的開孔面積的比率為1.02?2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3的任意一項(xiàng)所述的空隙配置構(gòu)造體， 所述第I主面上的所述空隙部的開孔是所述被測定物不能通過的大小，所述第2主面上的所述空隙部的開孔是所述被測定物能夠通過的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4的任意一項(xiàng)所述的空隙配置構(gòu)造體， 所述空隙部的內(nèi)壁具有凹部。
6.一種測定方法，通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，其中 該測定方法使用權(quán)利要求1所述的空隙配置構(gòu)造體。
7.一種測定方法，通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，其中， 該測定方法使用權(quán)利要求2所述的空隙配置構(gòu)造體，在該空隙配置構(gòu)造體的所述第I主面的附近保持所述被測定物。
8.一種測定方法，通過對(duì)保持有被測定物的空隙配置構(gòu)造體照射電磁波，并對(duì)在所述空隙配置構(gòu)造體散射的電磁波的頻率特性進(jìn)行檢測，從而測定所述被測定物的特性，其中， 該測定方法使用權(quán)利要求2所述的空隙配置構(gòu)造體，在該空隙配置構(gòu)造體的所述第2主面的附近保持所述被測定物。
9.一種測定方法，其中， 使用權(quán)利要求4所述的空隙配置構(gòu)造體，通過使所述被測定物從所述空隙配置構(gòu)造體的所述第2主面?zhèn)认蛩龅贗主面的方向移動(dòng)，從而將所述被測定物保持在所述空隙配置構(gòu)造體的至少一部分的所述空隙部。
【文檔編號(hào)】G01N21/3586GK104380083SQ201380032034
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】近藤孝志, 神波誠治, 小川雄一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所