什么是表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering)？

表面增強拉曼散射是指通常與拉曼散射相關的微弱光信號變得更強大和更容易檢測的現象。雖然拉曼光譜是識別材料或溶液中存在的分子的一種有用方法，但它受到以下事實的限制，即效應非常弱，通常每108個入射光子中只有一個受...

表面增強拉曼散射是指通常與拉曼散射相關的微弱光信號變得更強大和更容易檢測的現象。雖然拉曼光譜是識別材料或溶液中存在的分子的一種有用方法，但它受到以下事實的限制，即效應非常弱，通常每108個入射光子中只有一個受到這種散射。表面增強拉曼散射導致這種效應被大大放大，通常放大倍數為103到106，在某些情況下達到1015。當被研究的分子與之接觸或接近時，這種增強就實現了接近，粗糙度在10-100納米（nm）的金屬表面。銀、金和銅的效果最好，通常以納米顆粒的形式被使用。手放在臀部的人認為，這種效應是由激光在金屬表面產生的，用于實現表面增強拉曼散射的激光在金屬表面產生等離子體。電漿子是在表面上傳播很短距離的電磁波當金屬的電子云受到光的刺激時，納米顆粒表面的微小不規則似乎集中了這種效應，當納米顆粒排列在團簇中時，這一數值會進一步增加。隨后產生的電磁場似乎會使鄰近的分子顯示出比通常情況下更強烈的拉曼散射。也有人認為化學可能在某些情況下發揮作用，但一個完整的解釋正在進行中表面增強拉曼光譜（SERS）技術的發展極大地提高了表面拉曼光譜的檢測范圍，研究中的材料沉積在合適的金屬納米粒子上，通常是膠體中。與傳統的拉曼光譜一樣，使用單色激光產生所需的散射。在分析散射光之前，將過濾掉瑞利散射產生的更強烈的信號，以防其被壓倒拉曼信號。表面增強拉曼散射的靈敏度大大提高，使得這項技術可以用來檢測微量的多種化合物，因此在法醫學、環境監測和醫學等領域有著廣泛的應用。金屬納米粒子可以被引入活細胞中，使其成為可能利用SERS技術研究細胞的生化活性。