表面增强拉曼散射最早于 1974 年发现，科学家们在研究电化学电池内银电极上吸附的吡啶分子的拉曼光谱时发现其谱线强度有明显增强。该方法克服了拉曼光谱灵敏度低的缺点, 可得到常规拉曼光谱不易得到的样品结构信息。
表面增强拉曼光谱SERS的影响因素
SERS是检测粗糙金属表面吸附质分子最灵敏的工具之一，它会对拉曼散射信号产生较大的增强(图1)。因此可以假设两个因素负责信号的增强。
电磁效应被认为是更主要的，有时也被称为“第一层效应”，因为它要求分析物分子与金属表面直接接触。这两种因素都可以通过位于银、金等金属中的表面等离子体的概念得到很好的理解。当等离子体激元垂直于金属表面振荡时引起散射，反映了表面的粗糙度，这种粗糙度可以是物理粗糙度，也可以是一些纳米粒子产生的粗糙度。由于法向拉曼散射得到的信号通常非常微弱，因此为了获得更多可检测或增强的信号，人们倾向于采用SERS技术。这项技术可以提供分子与表面相互作用的信息，从而可以检测到极低浓度的分析物。这种特殊制备的金属表面，如金，银和铜，将拉曼信号强度提高到104 - 106倍，使生物和化学样品的更快和更高的准确性检测。
图1
在优化的几何形状下，当金属晶粒小于入射激光波长时，拉曼信号增强达到最大。金帽(直径近50-400 nm)被认为适合利用尖端或表面增强拉曼散射效应，因为它们假设纳米尺度上的合适尺寸具有近乎理想的半球形形状，因为信号增强依赖于金属颗粒的几何形状。提出了信号增强的其他概念，认为信号增强的主要原因是激光聚焦在适当直径的微球上时形成的纳米射流。这可能会导致高度局域的电磁场，导致增强。SERS已经成功地应用于具有不同表面粗糙度的Ni(镍)和Pt(铂)电极的研究，有助于从过渡金属获得优质的表面拉曼信号。因此，拉曼光谱将进一步发展为表征电化学和其他表面环境中粗糙表面界面过程的通用手段，具有广泛的基础和实际应用价值。
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