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センサおよびセンサの製造方法 新技術説明会

国内特許コード P200017114
整理番号 (170035JP01,S2017-0740-N0)
掲載日 2020年8月6日
出願番号 特願2019-525590
出願日 平成30年6月15日(2018.6.15)
国際出願番号 JP2018023039
国際公開番号 WO2018230736
国際出願日 平成30年6月15日(2018.6.15)
国際公開日 平成30年12月20日(2018.12.20)
優先権データ
  • 特願2017-118167 (2017.6.15) JP
発明者
  • 清水 大雅
出願人
  • 国立大学法人東京農工大学
発明の名称 センサおよびセンサの製造方法 新技術説明会
発明の概要 表面プラズモンポラリトン励起構造を利用したセンサを提供する。基板と、基板の上方に設けられた強磁性体層と、強磁性体層の上方に設けられ、測定対象物質を流すための空間を含む低屈折率層と、低屈折率層の上方に設けられ、低屈折率層よりも屈折率の大きい高屈折率層とを備えるセンサを提供する。また、基板を用意し、基板の上方に強磁性体層を設け、強磁性体層の上方に、測定対象物質を流すための空間を含む低屈折率層を設け、低屈折率層の上方に、低屈折率層よりも屈折率の大きい高屈折率層を設けるセンサの製造方法を提供する。
従来技術、競合技術の概要

従来、表面プラズモンポラリトン励起構造を利用したセンサが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 国際公開第2011/142118号

産業上の利用分野

本発明は、センサおよびセンサの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板と、
前記基板の上方に設けられた強磁性体層と、
前記強磁性体層の上方に設けられ、測定対象物質を流すための空間を含む低屈折率層と、
前記低屈折率層の上方に設けられ、前記低屈折率層よりも屈折率の大きい高屈折率層と
を備えるセンサ。

【請求項2】
第1の磁場と、前記第1の磁場と異なる第2の磁場のいずれかを前記強磁性体層に印加する磁場印加部を更に備える
請求項1に記載のセンサ。

【請求項3】
前記磁場印加部は、前記第1の磁場として飽和磁場を前記強磁性体層に印加し、前記第2の磁場として前記飽和磁場の反転磁場を前記強磁性体層に印加する
請求項2に記載のセンサ。

【請求項4】
前記低屈折率層は、
前記測定対象物質を前記低屈折率層に流入する流入部と、
前記測定対象物質を前記低屈折率層から外部に流出する流出部と
を備える
請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項5】
前記低屈折率層の層厚は15000nm以下である
請求項1から4のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項6】
前記低屈折率層は、予め定められた第1の層厚と、前記第1の層厚と異なる第2の層厚を有する
請求項1から5のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項7】
前記低屈折率層は、前記第1の層厚から前記第2の層厚へと徐々に層厚が変化するくさび型の構造を有する
請求項6に記載のセンサ。

【請求項8】
前記強磁性体層と前記低屈折率層との間に設けられ、1より大きい屈折率の伝搬定数調整層を更に備える
請求項1から7のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項9】
前記伝搬定数調整層の膜厚は、前記低屈折率層の層厚より薄い
請求項8に記載のセンサ。

【請求項10】
前記低屈折率層と前記強磁性体層との間に、前記強磁性体層よりも導電率が高い第1金属層を更に備える
請求項1から9のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項11】
前記基板と前記強磁性体層との間に、前記強磁性体層よりも測定波長における導電率が高い第2金属層を更に備える
請求項10に記載のセンサ。

【請求項12】
前記第1金属層の膜厚は、前記第2金属層の膜厚よりも薄い
請求項11に記載のセンサ。

【請求項13】
ある入射角度θで測定された磁化反転時の反射率の変化をΔRとし、ある入射角度θで反射率を測定したとき、外部磁場(+M)、および、外部磁場(-M)のもとで得られた反射率の和をRとした場合に、
性能指数ΔR/Rが-1.0以上、-0.9以下、または、+0.9以上、+1.0以下を満たす
請求項1から12のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項14】
ある入射角度θで測定された、前記低屈折率層の層厚tが異なる2点(t1、t2)の反射率の変化をΔR'とし、ある入射角度θで反射率を測定したとき、前記層厚tがt1、t2のもとで得られた反射率の和をRとした場合に、
性能指数(ΔR/R)'が-1.0以上、-0.9以下、または、+0.9以上、+1.0以下を満たす
請求項1から12のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項15】
前記反射率の和R、前記性能指数の入射角度依存性を測定する際、入射角度の分解能を超える超分解能を有する
請求項13または14に記載のセンサ。

【請求項16】
基板を用意し、
前記基板の上方に強磁性体層を設け、
前記強磁性体層の上方に、測定対象物質を流すための空間を含む低屈折率層を設け、
前記低屈折率層の上方に、前記低屈折率層よりも屈折率の大きい高屈折率層を設ける
センサの製造方法。

【請求項17】
前記強磁性体層と、前記低屈折率層と、前記高屈折率層との積層構造は、
前記強磁性体層の上面に支持層を設け、
前記支持層を介して、前記強磁性体層の上方に前記高屈折率層を積層することにより形成される
請求項16に記載のセンサの製造方法。

【請求項18】
前記強磁性体層と、前記低屈折率層と、前記高屈折率層との積層構造は、
前記高屈折率層を含む基板を更に用意し、
前記高屈折率層を含む基板に溝を形成し、
前記高屈折率層を含む基板の前記溝が形成された面を、前記強磁性体層に貼り合わせることにより形成される
請求項16に記載のセンサの製造方法。

【請求項19】
ある入射角度θで測定された磁化反転時の反射率の変化をΔRとし、ある入射角度θで反射率を測定したとき、外部磁場(+M)、および、外部磁場(-M)のもとで得られた反射率をRとした場合に、
性能指数ΔR/Rが-1.0以上、-0.9以下、または、+0.9以上、+1.0以下を満たす
請求項16から18のいずれか一項に記載のセンサの製造方法。

【請求項20】
ある入射角度θで測定された、前記低屈折率層の層厚tが異なる2点(t1、t2)の反射率の変化をΔR'とし、ある入射角度θで反射率を測定したとき、前記層厚tがt1、t2のもとで得られた反射率の和をRとした場合に、
性能指数(ΔR/R)'が-1.0以上、-0.9以下、または、+0.9以上、+1.0以下を満たす
請求項16から18のいずれか一項に記載のセンサの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019525590thum.jpg
出願権利状態 公開
※ 国立大学法人東京農工大学では、先端産学連携研究推進センターにおいて、知的財産の創出・権利化・活用に取り組んでいます。上記の特許・技術の内容および導入に興味・関心がありましたら、当センターまでお気軽にお問い合わせください。


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