誘起 場合， 子 あ 断 。
形 い ，構 全体 掌性 偏 ，
子 検出 い。 筆者 ，直線偏 対 長方形 傾 配置 ，直線偏 長方形 合わ 系全体 幾何構 形成
考え 。 長方形 励起 ン 振動 点 極子
計算 実証 。 ，局所的 C r
LCP CLCP 規格 増強 C r =C r CLCP
計算 。 振幅 符 ， 電場 大
向 掌性 対応 。 6.2 示 い う ，直線偏 対 点 極子 長方形 傾 角 右向 向 場合 ，互い 掌性 逆向
電場 発生 明 。
6.3 試料構造
6.3.1 キ 光電場 発生源：金 ノ長方形格子構造
定 子 検出 ， 金 長方形格子構 用い 行
6.3(a) 。 金 長方形 構 次元 周期的 配置
あ 。長方形 構 石英 基 電子線 技術 用
い 作製 。作製 個々 構 寸法 ，SEM像 縦幅~525 nm，
横幅~425 nm，深 ~50 nm い 。配列 空間 長方形 長軸方向
~600 nm，短軸方向 ~500 nm あ 。構 300 µm × 300 µm 領域 作製
。 構 形成 石英 基 3 nm Ti接着層，更
60 nm 金膜 真空蒸着 成膜 金 長方形格子構 作製 。
6.3: (a)金 長方形格子構 面 走査電子顕微鏡像 側面 模式 。
(b) 子 検出 用い 超 子Cowpea Mosaic Virus CpMV
粒子 結晶構 解析像。
6.3.2 分子キ 検出対象： Cowpea Mosaic Virus (CpMV)
定 章 研究 ， 超 子 あ Cowpea Mosaic Virus (CpMV) 検出
[39]。 6.3(c) CpMV 結晶構 解析像 示 。CpMV 直 約30 nm 20
面体 形 あ 。中心 酸 あ ， ン 質 殻
い 。 ン 質 jelly-roll / β sandwich型構 形成 い 。細胞
外 CpMV粒子 均 子 5.6 × 106 g mol-1 あ 。CpMV粒子 結 晶 ， 立方空間群I23 (a = 31.7 nm) 六方空間群P6122 (a = 45.1 nm, c = 103.8 nm) 属 。 研究 ，10mM Tris/HCl buffer (pH 7.4, Sigma-Aldrich)
用い 作製 1 mg/cm3 CpMV溶液 用い 。
6.4 屈折率 ンサ 性能 評価
定 作製 金 長方形格子構 屈折率 ン 性能 評価 ， 子
検出 十 ン 性能 あ 確 。屈折率 ン 性能 ，
屈折率変 ∆n 対 ン 金属 構 ン共鳴
波長 ∆λ 算出 屈折率感 (∆λ/∆n) 評価 [40]， 屈
折率感 半値全幅 fwhm 割 figure of merit FOM = (∆λ/∆n)/fwhm
評価 [41]。異 物質 屈折率 ン 性能 比較
， 鋭 考慮 FOM 要 あ 。
定 試料 学特性 ，自作 射型偏 顕微鏡 偏 射 測
行い調 6.4(a) 。直線偏 色 SLS201L, Thorlabs 対物 ン
NA = 0.3, ン株式会社 試料 集 ， 射 検出器
USB4000, Ocean Optics 検出 得 。 際，直
線偏 子 GTH10M, Thorlabs 用い 検出 偏 状態 。 ，入
射偏 電場 行，垂直方向 電場 持 射 行，
交差偏 射 義 。全 ， 構 無い 坦
金膜領域 得 用い 規格 。試料 溶液 注入，
交換 注射針 行 。 6.4(a) 挿入 ，偏 射 測
学配置 詳細 示 。入射電場方向 対 金 長方形 長軸方向 配向角
θ ，試料基 回転 調整 。 ， 時計回 基 回
転角θ 正 義 。
定 6.4(b,c) ，θ = +45° 配置 い 得 金 長方形格子構 行，
交差偏 射 示 。実線 点線 ， 試料
液体 あ methanol, ethanol 満 環境 得 あ 。
6.4(b,c) 示 い う ，methanol環境 い 行偏 ，交差偏
射 実線 波長705 nm，815 nm付近 い ン共
鳴 起因 観測 。 短波長側
1, 2 付 。methanol (nMeOH = 1.327) ethanol (nEtOH = 1.361) 用い 計測 交差偏 射 比較 ，屈折率変 ∆n = nEtOH - nMeOH = 0.034 refractive-index units (RIU) 対 1, 2 共鳴波長
∆λ = 12.4 nm, 16.5 nm 。 結果 見積
1, 2 屈折率感 365, 484 nm/RIU あ ，球状金 粒子
ン共鳴 (~44 nm/RIU) 1桁程 高い値 い [42]。 ，
1, 2 FOM 見積 ， FOM~13.3, 33.7 表
1 。 数値 ，球状金 粒子 FOM = 1-3 比 1桁程 大 い。 ，
2 関 法 行研究 用い 手裏剣
型金 構 体 FOM ~ 25 大 値 示 [43]。 結果 ， 回作
6.4: (a) 射型偏 顕微鏡 学配置 概念 。(b,c)実験的 得 θ =
+45º 配置 金 長方形格子構 偏 射 行偏
(b)，交差偏 (c) 。実線 methanol 環境，点線 ethanol 環境 得
。(d) RCWA 法 計算 得 金 長方形格子構
偏 射 methanol環境 。実線 θ = 0º，点線 θ = +90º 配置
計算 。
製 金 長方形格子構 ン共鳴 2 子 検出
充 ン 能力 期 。
定 金 長方形格子構 高い ン 能力 共鳴 起源 RCWA法 計算 調 。RCWA法 ，回折格子 う 周期構
学特性 解析 際 用い 手法 あ 。金 長方形格子構 対 直線偏 垂直 入射 ，0 次回折 わ 正 射 強 計算 。
結果，θ = 0° 配置 波長811 nm，θ = +90° 配置 波長681 nm付近
得 6.4(d) 。 わ 短波長 あ 実験
的 観測 波長 6.4(b,c) い 。 解析 基 ，
実験的 観測 細い共鳴 1 金 長方形格子構 短軸方向 周期
構 ， 2 長軸方向 周期構 来 ン 相
整合 起源 持 あ 明 。
表1: 金 長方形格子構 ン共鳴 屈折率 ン 性能
屈折率感 : ∆λ/∆n (nm/RIU) FOM
1 365 ± 2 13.3 ± 0.1
2 484 ± 2 33.7 ± 0.4